Полимеры – это новое веяние в строительстве. Они применяются примерно со второй половины XX века и пока не получили широкого распространения. Тем не менее, это очень перспективный класс материалов.
Полимеры используют при производстве:
- Полимерцементных бетонов (ПЦБ)
Это разновидность цементных бетонов, в состав которых входит до 30% полимерных добавок в виде порошков, водных суспензий или смол. От обычного бетона они отличаются превосходной прочностью на растяжение, водо-, морозо- и химической стойкостью.
Подробнее об этом материале вы можете прочитать в статье Полимерцементный бетон. - Полимербетонов
В таких бетонах цемент полностью заменен полимерной смолой: полиэфирной, полиуретановой, эпоксидной, карбамидной и так далее. В результате получается высокопрочный и долговечный материал, которому не страшны кислоты, щелочи, соли и масла.
Узнать о нем больше вы можете в статье Полимерный бетон (полимербетон, пластобетон). - Бетонполимеров
Это обычный цементобетон, который после затвердения и высыхания был пропитан полимером или мономером.
О последнем материале и пойдет речь в этой статье. Мы расскажем о том, какие вещества используют для пропитки бетона и что из себя представляет этот процесс.
Виды полимерных пропиток для бетона
Обрабатывать бетон можно разными составами. От этого зависят, во-первых, свойства конечного продукта, а во-вторых – технология его получения.
В качестве пропиток применяются:
- Собственно полимеры
Это вещества, сложенные из так называемых макромолекул. Объяснить это можно так: представьте себе нитку, на которую нанизаны одинаковые бусины. А теперь представьте, что каждая бусина – это отдельная молекула, а нить – это связи между ними. Это и есть упрощенная модель того, как устроен полимер. Частный случай такой макромолекулы – это олигомер. Он состоит из конечного числа бусин-молекул: от 2 до 100. Тогда как полимерная цепочка может нарастать практически до бесконечности. - Мономеры
Это вещество, состоящее из простых молекул. Если продолжать аналогию, то это россыпь бусин, которые еще не были нанизаны на нитку. Под воздействием катализаторов, нагрева или радиации они вступают в реакцию полимеризации и как бы слипаются друг с другом, образуя полимер. Так, например, этилен становится полиэтиленом, а стирол – полистиролом.
Вне зависимости от состава пропитки применяются в виде жидкостей. Но вещества на основе полимеров – это готовый состав. Ему остается только затвердеть. Поэтому они более востребованы у частных строителей.
Если бетон пропитали мономером, то его подвергают дополнительной обработке. Ее цель – «запустить» реакцию полимеризации. Такой способ обычно применяют только на заводах.
Примеры мономеров и полимеров, которыми чаще всего пропитывают бетон, приведены в таблице:
Частные строители чаще всего имеют дело с составами на основе ПВХ, а также полиуретановых и эпоксидных смол.
Главное требование ко всем пропиткам – это удобная форма нанесения. Материал должен быть максимально жидким и легко проникать даже в мельчайшие поры бетона.
Добиться этого можно двумя путями:
- Подогреть материал
- Использовать растворитель
При этом нужно придерживаться инструкции к конкретному составу. Ведь у каждого полимера – своя температура плавления и свой растворитель.
В следующем разделе статьи мы подробнее рассмотрим этапы получения бетонполимера.
Технология производства бетонполимеров
Получать этот материал можно двумя путями:
- Во-первых, в виде заводских изделий
- Во-вторых – методом пропитки бетона на месте проведения работ
В обоих случаях технология в общем похожа, но имеет свои нюансы.
Она включает в себя такие стадии:
- Заливку бетона
- Сушку и вакуумирование
- Пропитку
- Полимеризацию
Давайте рассмотрим каждый этап подробнее.
Заливка бетона
Этот процесс ничем не отличается от стандартных работ по бетонированию.
Он состоит из следующих шагов:
- Приготовление бетонной смеси
- Заливка или укладка бетона в опалубку
- Уплотнение бетона вибрацией или трамбовкой
- Регулярное увлажнение бетона в течение 7-14 дней
- Выдержка бетона до полного набора прочности
От заливки бетона до пропитки проходит в среднем около 28 дней. Именно столько времени занимает процесс полной гидратации цемента. Но при производстве бетонных изделий на заводе выдерживать их в течение 28 дней слишком невыгодно.
В таком случае прибегают к разным способам тепловой обработки:
- Пропариванию при нормальном давлении
- Пропариванию в автоклаве
- Контактному прогреву – посредством нагревательных элементов, закрепленных на опалубке
- Прогреву электрическим током
- Прогреву инфракрасными лучами
Они позволяют сократить время твердения бетона до пары суток.
А вот на самой стройке проще использовать быстротвердеющие виды цемента. Срок выдержки для них составляет от 3-4 дней до пары недель. Он зависит от конкретного состава, поэтому точную информацию нужно узнавать у поставщика. Но учитывайте, что такое вяжущее будет стоит дороже обычного цемента.
Сушка и вакуумирование бетона
Бетон по своей природе – пористый материал. Воздушные пустоты в его толще могут быть в виде достаточно крупных каналов, пузырьков воздуха или мельчайших капилляров. В нормальных условиях они часто заполнены капельками воды.
Перед пропиткой материала его нужно обезвожить. Влажность бетона не должна превышать 0,1-0,2% по его массе.
Для этого применяют разные способы сушки:
- На воздухе или на солнце
- Конвективную
- Инфракрасную
- Разогрев электрическим током
- Микроволновую
На месте проведения работ обычно применяется первый способ. При этом материал несколько дней выдерживают в нормальных условиях, защищая от попадания воды. За это время влага из его пор испаряется. Способ этот работает только тогда, когда на улице или в помещении тепло и сухо. Но если речь о дорожном покрытии, фундаменте дома или других крупных конструкциях из бетона, то это единственный вариант. Кроме того, он не требует дополнительных затрат.
А вот для небольших изделий из бетона можно использовать более эффективные методы. Например, их можно выдерживать в сушильном шкафу или в обычной сухой бане.
Но нужно соблюдать температурный режим прогрева:
- От 100°C до 150°C – все виды бетона
- От 200°C до 400°C – жаростойкие виды бетона
Кроме того, поднимать температуру нужно постепенно – иначе бетон может растрескаться.
На заводах высушенный бетон подвергают вакуумированию при давлении от 6,7 до 1330 Па. Это позволяет «выгнать» остатки воды из материала. Весь процесс занимает от 10 до 60 минут – в зависимости от размеров изделия.
Пропитка бетона
Это основной этап получения бетонполимера. В заводских условиях для пропитки бетонных изделий часто применяются мономеры (стирол, метилметакрилат, сера и другие). Если же вы обрабатываете бетонный пол или другие конструкции из бетона, то рациональнее использовать полимер.
Пропитка может быть:
- Поверхностной
Это такой способ обработки, при котором полимер разливают по поверхности бетона или наносят на нее валиком в несколько слоев. При этом материал проникает в глубину бетона не более чем на 1-3 см. Этот метод более дешевый и менее трудозатратный. Пропитка защищает материал от воздействия воды и агрессивных веществ, делает его поверхность более упругой, эластичной и износостойкой. - Полной
Такой метод пропитки используют в заводских условиях. Обезвоженное изделие из бетона погружают в ванну, наполненную мономером или полимером, и выдерживают в течение нескольких часов. - Внутренней
Это особый метод обработки. Таким образом получают материал, который одновременно схож и с бетонполимером, и с полимерцементным бетоном. Для этого в состав бетонной смеси вносят порошок термопластичного – то есть плавящегося при нагревании – полимера (полистирола, ПВХ или другого). Затвердевший бетон прогревают, в результате чего полимер плавится и закупоривает поры материала изнутри. Результат такой же, как и при пропитке бетона снаружи.
Для пропитки бетона (в первую очередь бетонных полов) на месте проведения работ используют уже готовые полимерные составы. В этом случае достаточно следовать инструкции, данной производителем. После нанесения поверхностная пропитка должна высохнуть. На это уходит в среднем от 12 до 48 часов.
А вот если речь о заводском изделии, которое обрабатывали мономером, то в технологии появляется еще один шаг. О нем – далее.
Полимеризация
Это последний этап производства заводского бетонполимера. На этом этапе мономеры – например, стирол, винилхлорид и метилметакрилат – переходят в соответствующие полимеры: полистирол, поливинилхлорид и полиметилметакрилат.
Существуют два способа полимеризации:
- Термокаталитический
Перед пропиткой в мономере растворяют вещество-катализатор. Чаще всего в этой роли используют различные перекиси и гидроперекиси. Затем пропитанное изделие из бетона прогревают контактным способом или инфракрасными лучами. Это наиболее распространенный способ полимеризации бетонполимеров. - Радиационный
Этот способ, с одной стороны, проще описанного выше. Он проводится при нормальной температуре и без использования катализаторов. Преобразование материала протекает под воздействием радиации. Кроме того, сам полимер получается более качественным. С другой стороны, он требует соблюдения особых мер безопасности.
Теперь вы знаете, что из себя представляет бетонполимер и как его можно получить самостоятельно или на заводе.
Полную версию данной статьи вы найдете на этой странице.
Также мы рекомендуем ознакомиться с другими полезными статьями на нашем сайте.
#бетон #бетонполимер #полезные советы #строительные советы #бетоны #виды бетона #строительные материалы #стройматериалы #бетонирование #классификация бетонов