В современном мире выпускается большое количество строительных материалов. Однако возникает необходимость в создании более прочных, долговечных, безопасных строительных материалов. Изделия на основе высокомолекулярных соединений – полимеров более перспективны.
Одним из основных строительных материалов является бетон.[1] В последнее время успехи цементной промышленности и совершенствование технологии бетона позволили заметно улучшить его качество. Хотя возможности прогресса в этом направлении ограничены. Это возможно достигнуть при использовании последних достижений химической промышленности и особенно при модифицировании структуры бетона полимерами. При этом возможны различные пути совершенствования структуры и свойств бетона: введение в состав бетона новых компонентов, воздействие на традиционные составляющие, бетонную смесь или уже готовый бетон.
Впервые о полимерных композициях начали говорить полвека назад. Спустя 10 лет уже были сделаны первые шаги: были разработаны теоретические основы получения эффективных высококачественных бетонов различного назначения и повышения эксплуатационной надежности путем управляемого структурообразования на всех этапах производства за счет использования композиционных вяжущих веществ, применения комплексных химических модификаторов и активных минеральных компонентов;
В производстве используются материалы, которые удачно совмещают в своем составе органические и неорганические компоненты, причем эти изделия обладают высокой прочностью и легкостью. Объединение в одну систему минерального скелета и полимеров позволяет получить новые строительные композиционные материалы, отличающие более высокими свойствами, чем традиционные строительные материалы. [1-3]. Конструкционные полимербетоны не пропускают и практически не поглощают воду. Полимербетоны на основе термопластичных связующих возможно применять как внутри помещений, так и на открытом воздухе.
Свойства полимербетонов
|
Показатели |
Конструкционные полимербетоны на основе |
Теплоизоляционные поли- мербетоны на основе ПЭ |
||
|
ПЭ |
ППР |
ПА |
||
|
1. Плотность, кг/м3 |
1000 − 2000 |
1200 − 2100 |
1200 − 2100 |
250 − 900 |
|
2. Прочность при сжатии, МПа |
8 − 30 |
8 − 30 |
80−100 |
1,5 − 10 |
|
3. Прочность при изгибе, МПа |
5 − 20 |
4 − 18 |
25 − 35 |
− |
|
4. Теплопроводность, Вт/(м.К) |
0,15-0,4 |
0,2 − 0,6 |
0,2−0,6 |
0,1 − 0,2 |
|
5. Истираемость, кг/м2 |
1 − 3 |
1 − 3 |
1 − 3 |
− |
В таблице представлены свойства полимербетонов на основе полиэтилена (ПЭ), полипропилена (ППР) и полиамида (ПА).[4]
Из таблицы видно, что плотность полимербетонов достаточно высокая. Прочность при сжатии, прочность при изгибе у полимербетона на основе ПА во много раз превышает показатели полимербетонов на основе ПЭ и ППР. Однако истираемость всех представленных полимербетонов высокая – до 3 кг с квадратного метра.
Показатели свойств полимербетонов на основе термопластичном связующем, их стойкость к различным подвергаемым факторам, обширные возможности применения говорят о необходимости исследования и широкого применения данных материалов с использованием полимеров [4].
Одним из наиболее распространенных полимеров является поливинилхлорид (ПВХ), однако разработок по получению высоконаполненных полимербетонов на его основе небольшое количество.
Для создания полимербетона на основе ПВХ необходимо применение наполнителей различной природы, как органических, так и неорганических. Наполнители снижают стоимость готового изделия, экономят дорогостоящее связующее, улучшают характеристики материалов. Наполнителями в ПВХ-композициях служат мел, стекловолокно, песок, гипс, асбест, фосфогипс, глина, каолин, графит, крахмал, и другие вещества 2, 5, 6].
Создание полимербетонов на термопластичных полимерах значительно расширяет области применения данных материалов, позволяет экономить дефицитные природные материалы (например, глины, пригодной для получения керамзита вспучиванием). Их разработка является перспективной и актуальной задачей. Полимербетоны с ПВХ связующим имеет высокую химическую стойкость, ударную прочность, морозостойкость.
На кафедре ХТ ВлГУ, с участием авторов, ведутся разработки по получению высокоэффективных и высокопрочных полимерных композиций, с целью улучшения физико – химических показателей материала и уменьшения затрат на производство.[4, 7-9]