Бетон – это большой класс строительных материалов с разнообразными свойствами. В их число входит группа материалов, которые появились сравнительно недавно – примерно в 50-60-е годы XX века. Их называют П-бетонами.
К этой группе относятся:
- Бетонполимер
Это обычный бетон на основе цемента, который после затвердевания и высыхания обрабатывается защитной пропиткой на основе полимеров. Подробнее об этом материале вы можете прочитать в нашей статье Бетонполимер. - Полимербетон (пластобетон)
Это особая разновидность бетона, в которой роль вяжущего выполняет не цемент, а полимерная смола (полиэфирная, фурановая, эпоксидная и так далее). Подробнее о ней мы рассказывали в нашей статье Полимербетон. - Полимерцементный бетон (ПЦБ)
Это бетон, в котором роль вяжущего выполняет цемент, модифицированный добавками полимеров.
О последнем виде П-бетонов и пойдет речь в этой статье.
Виды полимерных добавок для бетона
Доля полимеров в ПЦБ может составлять от 0,5% до 25% от массы цемента. Это очень большой разброс.
Точное соотношение зависит от:
- Требуемых характеристик материала: чем выше доля полимеров в цементе, тем сильнее они влияют на качество бетона
- Финансовых ограничений: добавки для бетона, как правило, стоят довольно дорого
- Того, в каком виде вносится полимерная добавка
Давайте остановимся на последнем пункте подробнее.
Для изготовления ПЦБ используют:
- Водные суспензии полимеров
- Водорастворимые полимеры
- Водонерастворимые жидкие смолы
- Водонерастворимые порошки
Ниже мы рассмотрим каждый вид по отдельности.
Водные суспензии полимеров
Это самый распространенный вид полимерных добавок для бетона.
Что такое суспензия? Это жидкость (в данном случае – вода), в которой находятся взвешенные твердые частички другого вещества. Можно вспомнить много примеров таких смесей из жизни: молоко, кровь, сок и так далее. Цементное тесто, которое образуется при смешивании цемента с водой, – это тоже суспензия.
Чаще всего в такой форме применяют добавки:
- Латекса
Его используют в первую очередь для придания бетону водонепроницаемости и морозостойкости. - Поливинилацетата (ПВА)
Он придает цементу стойкость к маслам и нефтепродуктам.
Суспензия вводится в бетонную смесь в количестве от 5% до 20% от массы сухого цемента.
В любой суспензии наступает такой момент, когда твердые частицы начинают слипаться друг с другом и выпадать в осадок. Этот процесс называется коагуляцией. Из-за него полимеры в бетоне распределяются неравномерно, а это негативно влияет на качества материала. Чтобы избежать коагуляции, в смесь также вносят 5-10% (по массе полимера) стабилизатора ПАВ ОП-7 или ОП-10.
Бетон с добавкой полимерной суспензии требует особых условий твердения.
Ухаживать за ним нужно по такой схеме:
- Первые 7-10 дней – держать под пленкой и регулярно поливать водой, как обычный бетон
- Последующие 18-20 дней – держать в сухости
На первом этапе протекает реакция гидратации цемента и образуется прочный цементный камень. А на втором – из суспензии испаряется жидкость и формируется прочная полимерная структура. Если не соблюдать такой режим, то процесс твердения полимера будет нарушен, и весь смысл в использовании дорогой добавки просто пропадет.
Водорастворимые смолы
Такие добавки очень просты в использовании. Они выпускаются в виде порошков, которые растворяют в воде. Затем в эту вводу вносят сухие компоненты бетонной смеси: заполнители и цемент, – и все тщательно перемешивают.
Водорастворимые добавки бывают двух групп:
- Термореактивные полимеры
К ним относятся ацетоноформальдегидная смола (АЦФ), а также водорастворимые эпоксидные и карбамидные смолы. Такие добавки позволяют увеличить прочность бетона, его морозо- и химическую стойкость. - Термопластичные полимеры
В эту группу попадают поливиниловый спирт (ПВС) и производные целлюлозы. Они уже не оказывают такого сильного влияния на технические характеристики бетона. Такие добавки используются для того, чтобы увеличить адгезию бетона к другим материалам (например, к основанию под стяжку пола).
Вносят такие добавки в небольшом количестве – обычно 1,5-2% от массы сухого цемента. В любом случае содержание полимеров не должно превышать 10%. В больших количествах они нарушают процесс гидратации цемента, а от этого страдает прочность будущего бетона.
Материал с добавками водорастворимых полимеров твердеет медленнее, чем обычный бетон. Для полного набора прочности ему требуется от 45 до 60 суток. Чтобы ускорить этот процесс, рекомендуют вносить небольшое количество хлорида кальция CaCl2 – 1-1,5% от массы цемента.
Ухаживают за таким бетоном так же, как за обычным на цементе. Первые 7-14 суток его выдерживают во влажных условиях, регулярно поливая. Затем – дают высохнуть.
Водонерастворимые смолы
Этот вид добавок связан с большими денежными расходами. Это обусловлено тем, что содержание полимера в таком случае очень высокое: от 10% до 30% по массе сухого цемента.
Готовят бетонную смесь таким образом:
- В воде растворяют эмульгатор – оксиэтилцеллюлозу в количестве около 0,5% от массы цемента. Она нужна для того, чтобы полимер равномерно распределялся в цементном тесте, а смесь не расслаивалась
- В воду высыпают цемент и тщательно перемешивают до образования цементного теста
- В готовое вяжущее заливают полимерную смолу (полиэфирную, полиуретановую, эпоксидную или другую) и также перемешивают
- На последнем этапе в смесь вносят заполнители и отвердитель для смолы (при необходимости). Дозировка последнего подбирается в соответствии с инструкцией к добавке
Так получается материал, в котором одновременно существуют две структуры: цементная и полимерная. Такой бетон отличается наиболее высокими показателями прочности и адгезии, морозо-, износо- и химической стойкости. Однако стоит он намного дороже материала без добавок, поэтому в строительстве – особенно частном – применяется реже.
Ухаживают за таким ПЦБ так же, как за обычным цементобетоном.
Водонерастворимые порошки
Этот способ получения ПЦБ отличается от рассмотренных выше. Он требует дополнительной тепловой обработки.
В виде порошковых добавок обычно используют:
- Эпоксидные смолы (в сочетании с порошком-отвердителем)
- Резольные фенолформальдегидные смолы
- Полистирол
- Поливинилхлорид
- Молотый пек – продукт производства дегтя
- Парафины
В состав бетонной смеси они вносятся обычно в количестве 10-15% от массы цемента.
Приготовление ПЦБ в этом случае выглядит так:
- Порошок обрабатывают гидрофилизирующими поверхностно-активными веществами (ПАВ). Дело в том, что водонерастворимые полимеры имеют гидрофобную поверхность. Это значит, что без обработки они будут плохо перемешиваться с цементом и выделяться из смеси
- Бетон замешивают по традиционной технологии, а полимерную добавку вносят вместе с заполнителем
- Далее материал используют как обычный цементобетон: заливают в опалубку или форму для изготовления изделий
- На последнем этапе затвердевший бетон нагревают до температуры плавления полимера (у каждого материала она своя)
В результате полимерный порошок переходит в жидкое состояние и растекается по порам бетона. А спустя какое-то время – затвердевает и прочно их закупоривает.
Как вы понимаете, такой способ получения ПЦБ подходит только для производства отдельных деталей: кирпичей, камней, столбиков и так далее. Равномерно прогреть монолитный фундамент – особенно в домашних условиях – у вас не получится.
Также нужно отметить, что нерастворимая порошкообразная добавка не образует в толще бетона единую полимерную матрицу. Другими словами, она делает материал более водо- и морозостойким, но никак не влияет на его прочность.
Теперь вы знаете, какие существуют способы приготовить бетон с полимерными добавками.
Полную версию данной статьи вы найдете на этой странице.
Также мы рекомендуем ознакомиться с другими полезными статьями на нашем сайте.
#бетон #полимерцементный бетон #полезные советы #строительные советы #бетоны #виды бетона #строительные материалы #стройматериалы #ПЦБ #классификация бетонов
