В этой статье мы подробно разберем достоинства и недостатки полимерного бетона (полимербетона, пластобетона), а также расскажем, каких видов он бывает, какими свойствами обладает и где применяется.
Плюсы и минусы полимерного бетона
Пластобетон – это перспективный строительный материал. По многим своим показателям он превосходит традиционный цементобетон.
К его плюсам относятся:
- Высокая прочность на сжатие
Минимальный показатель для полимербетона составляет 30 МПа, что примерно соответствует классу B25. Другими словами, даже самый хрупкий полимербетон относится к прочным материалам. - Высокая прочность на растяжение
У полимербетона она достигает 9-11 МПа – намного больше, чем у цементобетона. Такой материал лучше переносит растягивающие напряжения – например, от удлиняющейся из-за нагрева арматуры. - Низкий удельный вес
Конструкции из полимерного бетона получаются более легкими, чем из цементного. - Деформируемость
Полимерная смола, в отличие от цемента, обладает свойством упругости. Это значит, что под воздействием большой нагрузки она может деформироваться, а затем возвращаться в прежнее положение. - Звукоизоляционные свойства
Этот показатель связан с предыдущим. Более упругий материал лучше поглощает и рассеивает ударный шум, чем жесткий. - Водонепроницаемость и морозостойкость
Поверхность пластобетона получается идеально ровной и непроницаемой. Это значит, что внутрь материала практически не может попадать влага. Это защищает его от разрушающего воздействия воды, а при отрицательных температурах – льда. - Химическая стойкость
В отличие от обычного бетона, материал на полимерной основе не боится растворов кислот, щелочей, хлоридов и сульфатов. За счет этого его можно применять даже в очень агрессивных средах. - Удобоукладываемость
Полимербетонная смесь пластична, ее удобно заливать или укладывать в формы и трамбовать. - Возможность окрашивания
Многие виды полимерных смол имеют светлый оттенок или вообще прозрачны. Они хорошо сочетаются с красящими пигментами, за счет чего можно получать декоративный материал. - Радиационная защита
Эта характеристика актуальна для тех разновидностей бетона, которые используются при возведении атомных реакторов. Сверхтяжелый полимербетон задерживает гамма-излучение в 1,5 раза лучше, чем цементобетон такой же плотности.
Однако необходимо заметить, что при всех своих преимуществах полимербетон – это не универсальный материал.
Он имеет следующие недостатки:
- Высокую стоимость вяжущего
Синтез полимерных смол – это процесс гораздо более сложный и наукоемкий, чем производство цемента. Поэтому и себестоимость такого материала выше. - Ползучесть
Она связана с деформируемостью материала. Полимербетон под воздействием высоких нагрузок деформируется: сжимается или прогибается. Если же давление на материал оказывается постоянно, то со временем эта деформация станет необратимой. - Низкую термическую стойкость
Этот недостаток актуален для бетона на термопластичных смолах. При нагревании они размягчаются и теряют свои эксплуатационные свойства. Так, например, покрытие пола или тротуара из метилметакрилата в жаркий летний день может «поплыть» и покрыться рытвинами. - Низкую огнестойкость
Многие полимерные смолы горючи, поэтому материалы на их основе нельзя применять на предприятиях с высокой степенью пожарной опасности. Но даже негорючие виды пластобетона под воздействием пламени разлагаются, теряя прочность. А вот обычный цементобетон при пожаре может сохранять несущую способность около 1-2 часов. - Старение
Это специфическое свойство органических веществ, которое означает утрату качественных характеристик с течением времени.
Таким образом, сфера применения полимерного бетона несколько ограничена. Его нельзя применять в помещениях с высокими требованиями к пожарной безопасности. А если речь о материале на термопластичных смолах, то его вдобавок нужно защищать от перегрева.
Тем не менее, все эти минусы не перевешивают явные достоинства материала.
В следующем разделе мы подробнее рассмотрим, какими разновидностями представлен полимербетон.
Виды полимерного бетона
Бетон – это целый класс строительных материалов. Он делится на виды по типу вяжущего и заполнителя, назначению и другим характеристикам. Подробнее обо всех этих классификациях вы можете узнать в нашей статье Виды бетона.
Кроме того, у каждой разновидности материала бывают свои деления.
Так, полимербетон может быть разных видов в зависимости от:
- Средней плотности
- Структуры
- Удобоукладываемости (подвижности)
- Наличия армирования
Давайте остановимся на каждой из этих классификаций подробнее.
По средней плотности
Средней плотностью называют отношение массы материала к его объему. На этот показатель влияют, во-первых, плотности вяжущего и заполнителя, а во-вторых – содержание воздушных пор в толще бетонного камня.
По этому параметру выделяют пластобетоны:
- Тяжелые – от 2000 до 2500 кг/м3
Их изготавливают на основе плотных каменных заполнителей: щебня, гравия, природного песка. Такие разновидности бетона используются при возведении несущих конструкций, подвергающихся высоким нагрузкам. - Особо тяжелые (сверхтяжелые) – свыше 2500 кг/м3
Для их производства используют особые заполнители: барит, магнетит, гематит, лимонит, чугун. Сверхтяжелые бетоны имеют очень ограниченную область применения. Они используются там, где необходима защита от радиационного излучения. - Легкие – от 800 до 2000 кг/м3
Такая разновидность материала изготавливается на основе пористых заполнителей: керамзита, аглопорита, перлита и других. По прочности она уступает тяжелой и используется там, где нет очень высоких нагрузок на материал. За счет этого снижается общий вес постройки, а как следствие – нагрузка на фундамент и грунт. - Особо легкие (сверхлегкие) – меньше 800 кг/м3
Их изготавливают на основе легких заполнителей. Затем бетонную смесь дополнительно вспенивают и насыщают воздухом. В результате получается очень пористый материал с низкой прочностью и теплопроводностью.
Знать среднюю плотность бетона необходимо для того, чтобы правильно рассчитать вес конструкции и нагрузку, которую она оказывает на основание. Кроме того, этот показатель косвенно связан с рядом других характеристик материала. В первую очередь – с его теплоизоляционными свойствами.
По структуре
Внутри бетонного камня есть воздушные поры. Они могут быть как микроскопическими, так и крупными, в несколько миллиметров в диаметре. Отношение таких воздушных пустот к общему объему материала называют его структурой.
По этому показателю выделяются два основных вида полимербетона:
- Плотный
Содержание пор в нем сведено к минимум. Все пространство внутри камня занимают зерна крупного и мелкого заполнителя и смесь наполнителя с полимерной смолой. Такой материал имеет высокие показатели прочности, водонепроницаемости, морозостойкости и износостойкости. В зависимости от использованных заполнителей он может относиться к тяжелым или легким. - Пенополимербетон
Эта разновидность производится на основе мелкого заполнителя (песка и отсева) с добавкой очень плотной органической пены. Таким образом получают легкий или очень легкий бетон, в котором большую часть объема занимают пузырьки, заполненные воздухом. Он имеет низкую прочность и отличные теплоизоляционные свойства.
Подробнее о технологии производства такого материала читайте в статье Пенобетон.
В большинстве работ используется именно первая разновидность материала. Пенополимербетон же хорошо подходит на роль теплоизолятора в агрессивных средах – например, при утеплении подземных труб.
Подробнее об этой классификации бетонов вы можете узнать в нашей статье Виды бетонов по структуре.
По удобоукладываемости (подвижности)
Есть бетонные смеси, с которыми очень удобно работать. Они легко заливаются или укладываются в опалубку и трамбуются. В этом случае говорят, что они обладают хорошей удобоукладываемостью – или подвижностью.
Полимербетонные смеси могут быть:
- Сухими
По виду они напоминают сыпучий грунт, лишь немного смоченный смолой. Стоят они относительно дешево, но при этом требуют очень усердной механической трамбовки для превращения в монолитный бетон. - Жесткими
Они имеют более высокую вязкость, чем сухие смеси. Но их сложно укладывать и разравнивать вручную. - Нормальными
Как следует из названия, это наиболее распространенный вид полимербетонных смесей. По консистенции они напоминают мягкую и податливую глину. Их легко укладывать, разравнивать и уплотнять при помощи вибрации. - Пластичными
С виду они похожи на густую сметану. Такие смеси без труда заливаются в опалубку или форму и уплотняются вибрацией. Однако стоят они дорого, поскольку расход вяжущего в них самый высокий.
Подвижность смеси зависит в первую очередь от соотношения компонентов в ее составе.
Эта зависимость отражена в таблице ниже:
По наличию армирования
При изготовлении крупных конструкций и изделий из бетона его практически всегда укрепляют каркасом из арматуры.
Это делают для того, чтобы:
- Увеличить прочность материала на растяжение и сжатие
- Свести к минимуму усадку бетона при твердении
- Снизить расход бетона и, как следствие, себестоимость строительных работ
Как мы уже отмечали, по прочностным показателям полимербетон превосходит обычный цементобетон. Но и ему в ответственных работах необходимо армирование.
Таким образом, выделяют следующие виды пластобетона:
- Неармированный
Это обычный полимербетон, заливаемый в опалубку или форму без использования арматуры. Его применяют, как правило, при производстве бытовых изделий: столешниц, раковин, унитазов, подставок, ваз и так далее. - Сталеполимербетон
Это разновидность материала, укрепленная стальной арматурой. Так изготавливают фундаментные блоки, основания станков, плиты перекрытий, шпалы, коллекторные кольца и прочие элементы несущих конструкций. - Стеклополимербетон
В таком материале вместо стальной арматуры используется стеклопластиковая. Это стержень из стеклянного волокна, пропитанный полимерной смолой. Такой материал имеет более низкую теплопроводность, чем сталь, а также не проводит ток и не ржавеет. Поэтому ее применяют в конструкциях, которые регулярно подвергаются воздействию тока.
Железобетонные изделия с использованием полимерного бетона стоят дорого. Поэтому на практике часто используются комбинированные конструкции.
Они возводятся по такому принципу:
- Там, где материал подвергается сжимающим нагрузкам, применяется цементный бетон
- В зонах растягивающих нагрузок используется полимерный бетон
Так можно добиться высокой надежности конструкций без слишком резкого увеличения затрат.
Мы рассмотрели основные разновидности пластобетонов, которые применяются в строительных работах и производстве изделий. В продолжении статьи мы подробнее поговорим об их технических характеристиках.
Свойства полимерного бетона
Разброс технических характеристик у пластобетона может быть большим. В первую очередь он зависит от качеств используемой смолы и плотности материала.
С полным перечнем показателей, которые определяются для бетона, вы можете ознакомиться в статье Характеристики и свойства бетона. Здесь же мы рассмотрим только те из них, которые наиболее важны для полимербетона.
Технические характеристики разных видов бетона представлены в таблице:
В таблице используются следующие сокращения:
- ФАМ, ФА – фурфулоацетоновые смолы
- ФАЭД – эпоксидно-фурановая смола
- ПН – полиэфирная смола
- ЭД-6 – эпоксидная смола
- ММА – метилметакрилат
Как видите, самую высокую прочность на сжатие демонстрируют бетоны на эпоксидном и эпоксидно-фурановом вяжущем. А вот прочность на растяжение выше всего у метилметакрилата. При этом все виды полимербетона отличаются высокой водо- и морозостойкостью.
Теперь вы имеете полное представление о том, что такое полимербетон, как он производится и какими свойствами обладает. Напоследок давайте подробнее остановимся на том, в каких работах он используется.
Сфера применения полимерного бетона
Как вы убедились, полимербетон – это материал с отличными техническими характеристиками. И область возможного использования у него обширная.
Полимерный бетон применяется в:
- Строительстве
Из полимербетона выгодно возводить несущие конструкции на промышленных предприятиях: колонны, фундаменты под технологическое оборудование, балки, плиты полов и перекрытий и прочие. Они получаются не только очень прочными, но и устойчивыми к химическим реагентам, которые используются на производствах. А вот в гражданском строительстве такой материал использовать нецелесообразно. Здесь больше востребован цементный бетон, модифицированный полимерными добавками или пропитанный полимерами.
Подробнее об этих материалах вы можете прочитать в наших статьях Полимерцементный бетон и Бетонполимер. - Ремонте
Полимерные вяжущие имеют лучшую адгезию к отвердевшему бетону, чем обычный цемент. Поэтому мелкозернистый полимербетон можно эффективно использовать для заделки трещин и сколов в старых бетонных конструкциях. А из наливного полимербетона можно обустраивать тонкую стяжку пола поверх старой и износившейся. Она закроет все трещины покрытия и заодно будет выполнять роль водостойкого защитного слоя. - Благоустройстве территории и ландшафтном дизайне
Из пластобетона делают тротуарную и облицовочную плитку, имитирующую дорогой природный камень – например, мрамор или гранит. В регионах, где своих месторождений декоративного камня нет, таким образом можно сэкономить на материале. Кроме того, из полимербетона можно возводить фонтаны и бассейны. Они будут сочетать красивый внешний вид с отличной водонепроницаемостью и водостойкостью. - Декоре
Полимер – материал достаточно пластичный и легкий в работе. Из него можно делать разнообразные декоративные элементы и предметы интерьера: лепнину, ограждения, балясины, декоративные столбики и колонны, вазоны, скульптуры, люстры, подставки и так далее. При желании это даже можно делать своими руками. Только не забывайте, что при работе с полимерной смолой нужно соблюдать определенные меры безопасности. - Производстве мебели и сантехники
Из полимербетона делают столешницы, полки, стулья и другие предметы мебели с имитацией под декоративный камень. Стоят они дорого, но по сравнению с природным материалом все же часто выигрывают в цене. Также пластобетон востребован при производстве унитазов, раковин и ванн. Они получаются красивыми, долговечными и стойкими к воздействию чистящих веществ – в том числе агрессивных и абразивных. - Химических лабораториях
В этой области полимербетон особенно востребован благодаря своей химической инертности и стойкости. Его используют в производстве контейнеров и емкостей для работы с едкими растворами, колб и реторт, ванн для гальванизации и травления, труб и прочего химического оборудования. А наливной полимербетон применяют для обустройства полов, стойких к случайному разливу реагентов. - Инженерных конструкциях
Водонепроницаемый и химически стойкий полимербетон идеально подходит для прокладки подземных коммуникаций (водо-, газо- и нефтепроводов, канализации, сточных каналов, дренажей), обустройства метро и шахт, возведения гидротехнических сооружений. Кроме того, полимербетон обладает диэлектрическими свойствами – он плохо проводит ток. Такой материал может использоваться для изготовления контактных опор и траверс воздушных линий электропередачи. А особо легкие разновидности полимербетона могут применяться в качестве теплоизолятора труб и колодцев.
Как видите, список работ получается очень длинным. Но нужно заметить, что до действительно массового применения полимербетонов нам пока далеко. Как ни крути, стоимость материала – это важный сдерживающий фактор.
Полную версию данной статьи вы найдете на этой странице.
Также мы рекомендуем ознакомиться с другими полезными статьями на нашем сайте.
#бетон #полимерный бетон #полезные советы #строительные советы #бетоны #виды бетона #строительные материалы #стройматериалы #полимербетон #пластобетон
