Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях


Основные виды полимербетонов и перспективы их развития

В. В. ПАТУРОЕВ, д-р техн. наук, проф. (НИИЖБ)

Комплексные экспериментально-теоретические исследования позволили разработать теорию структурообразования полимербетонов, научно обоснованный метод проектирования составов и выявить основные характеристики, определяющие их структурную прочность. При этом исходили из того, что основные свойства полимербетонов определяются как видом полимерного связующего, типами наполнителей и заполнителей, так и их гранулометрическим составом. Теоретические основы подбора составов полимербетонов рассматриваются исходя из условий достижения материалом наибольшей плотности и прочности, а также минимально допустимого расхода полимерного связующего. Проектирование состава таких бетонов можно представить в виде ряда последовательных этапов [1].

Экспериментально установлено, что удельная поверхность крупных фракций заполнителей по отношению к удельной поверхности мелкодисперсных фракции наполнителей составляет примерно 1— 2%. Поэтому образование структуры должно осуществляться в две стадии. Вначале фракция мелкодисперсного наполнителя смешивается с мономером или олигомером и образуется клеящая мастика. Равномерно заполняя межзерновое пространство и обволакивая зерна заполнителей, она склеивает их в монолитную структуру полимерраствора или полимербетона. Таким образом, различают три основные структуры: микроструктуру клеящей мастики, мезоструктуру полимерраствора и макроструктуру системы в целом.

Предложенная нами структурная модель полимербетона получила признание ведущих специалистов, в том числе и ряда зарубежных. Она позволяет изучать основные свойства и закономерности их изменения на более простых системах — мастиках, а затем уточнять их на более сложных системах— полимеррастворах или полимербетонах.

Исследования изменения основных физико-механических характеристик клеящих мастик в зависимости от степени наполнения полимерной матрицы показали, что они подчиняются правилу экстремальных значений. Экспериментальные значения этих характеристик распределяются в довольно узкой области, отвечающей «предельной полимероемкости» каждого вида наполнителей.

При исследовании морфологии надмолекулярных структур таких систем с помощью электронного микроскопа были выявлены закономерности развития надмолекулярных образований на границе раздела твердой и жидкой фаз и в объеме полимера. Полученные данные позволили автору сформулировать следующие реально существующие физико-химические закономерности структурообразования полимербетонов.

По мере увеличения степени наполнения возрастает роль поверхностных явлений на границе раздела фаз. так как все большая часть полимера переходит в межфазный поверхностный слой. Упрочняющее действие поверхностного слоя имеет предел («предельную полимероемкость»), когда все связующее или подавляющая сто часть переходит в структурированное состояние.

С увеличением степени наполнения до предела полммероемкости наблюдаются уменьшение размеров глобулярных структур и переход их в фибриллярные структуры, что вызывает повышение прочности и Модуля упругости.

В оптимальных системах глобулярные и фибриллярные надмолекулярные образования являются преобладающими, их размеры и степень упорядоченности существенно влияют на физико-механические свойства клеящих мастик.

В зависимости от количества наполнителя характер изменения свойств клеящих мастик имеет общие закономерности и подчиняется правилу экстремальных значений.

Для каждого вида мономера или олигомера и минерального наполнителя существует определенная степень наполнения, обеспечивающая наиболее высок характеристики данной системы.

Полученные экспернменталыю-теоретические закономерности позволили разработать научно обоснованный и сравнительно простой метод расчета оптимальных составов различных видов полимер бетонов:



В Советском Союзе полимербетоны в осповном используются в качестве химически стойких конструкций промышленных зданий и сооружений, в том числе при устройстве защиты ирригационных плотин и шахтных стволов калийных рудников, изготовлении травильных ванн для черной металлургии и электролизных ванн для цветной, различной баковой аппаратуры, труб и коллекторных колец, плит для химически стойких полов и др. Из полимербетона изготовлены опытно-промышленные образцы измерительных плит и базовых деталей станков.

Исследования и промышленное внедрение полимербетонных изделий и конструкций позволили впервые в мировой практике разработать отраслевые и союзного значения нормативные документы, в том числе инструкции по технологии приготовления, по расчету армополимербетонных конструкций, два ГОСТа, документацию по технологии серийного и поточного производства. На базе этих разработок Гипроцветмет и другие проектные организации разработали проекты специализированных цехов и заводов по выпуску полимербетонных изделии и конструкций.

В настоящее время в различных регионах страны построено более 10 цехов и заводов, четыре высокомеханизированных цеха находятся в стадии проектирования и строительства.

Общий объем внедрения полимербетонных конструкций в 1981—1983 гг. составил более 20 тыс. м3, реальный экономический эффект — 200—500 руб/м3.

Далеко не полный обзор применения полимербетонов показывает, что эти прогрессивные материалы прочно заняли свое место в строительной индустрии, а номенклатура и области их применения непрерывно расширяются.

Бетон и железобетон, избранные статьи - 1984 г.

??????????

??????? ?.?., ??$B!`(B?????? ?.?., ??????? ?.?., ?????????????? ???????????

?????? ?.?., ???????????? ??????????? ?????????? ????????????

?.?. ???????, ????????????? ???????????

?.?. ???????, ???????? ?????? ?? ??????? ???????????

?. ???????, ????????$B!`(B????? ???????????? ???????????

???????? ?.?., ??????????? ?.?., ???????? ?.?., ???????????????? ?????????? ???????????

?.?. ???????, ?????????? ???????????

?.?. ?????????, ?. ????, X. ???????, ????? ???????????? ?????

?.?. ???????, ?????? ???????

?????? ?.?., ??????????: ??? ??? ???????? ? ??? ??? ??$B!`(B?????

?. ????????, ???????????? ????????????? ???????????? ??????

?.?. ???????, ?????????????$B!`(B????? ?????????

?.?. ???????, ????????? ??????????$B!`(B?????? ? ?????????????????? ?????????????

??????????$B!`(B????? ??????????. $B!_(B. I. ?????? ???????

??????????$B!`(B????? ??????????. $B!_(B. II. ??????????? ???????

???????????? ??????????$B!`(B????? ?????

?.?. ???????, ??????????$B!`(B????? ??????????

?. ?. ????, ????????????????

????????????$B!`(B????? ??????????????? ???????

????????????? ?????????????? ???????

????? ? ???????????, ????????? ??????

??????????? ????????? ? ??????????? ???????? ??????????