Пластбетон

Пластбетон это искуственный материал,полученный в результате затвердевания смеси минеральных компонентов с полимерным вяжущим.

Пластбетоны могут быть на основе термореактивных и термопластичных смол.
Пластбетоны на термореактивных смолах. Эти пластбетоны приобретают прочность при помощи отвердителей,которые переводят смолы в термостабильное состояние.

Свойства пластбетона по ряду показателей аналогичны свойствам цементобетона,но обладают повышенной прочностью при растяжении и изгибе,морозо-и износостойкостью,непроницаемостью для жидкостей и газов, а также высокой химической стойкостью.

В качестве вяжущего применяют эпоксидные, фурановые,ненасыщенные полиэфирные и другие смолы.Минеральные материалы для приготовления пластбетона подбирают таким образом,чтобы между вяжущим и заполнителем исключить возможные нежелательные химические реакции в зоне контакта органической и минеральной фаз.

Для пластбетонов на полиэфирных и эпоксидных смолах пригодны заполнители из кислотостойких горных пород(гранит,базальт,андезит,диорит,кварцит и другие). Свойства пластбетонов на термореактивных смолах зависит от многих факторов,основными из которых являются :

вид и количество полимерного вяжущего в смеси;вид, количество и тонкость помола наполнителя;вид и качество минеральных заполнителей;тщательность перемешивания и уплотнения пластбетонной смеси при укладке в покрытие и при формировании изделий; продолжительность и условия твердения а также условия эксплуатации конструкций из пластбетона.

Основные свойства пластбетонов на термореактивных смолах приведены для наглядности в таблицу-1.

Таблица-1. Основные свойства пластбетонов на термореактивных смолах

Как видно из таблицы-1,пластбетоны имеют высокую прочность при сжатии,растяжении и изгибе,высокую плотность и малое водопоглощение,хорошую адгезию к цементобетону, металлу, древесине и другим материалам, высокую износо -и морозостойкость, химическую стойкость в агрессивной среде.

К отрицательным свойствам пластбетона на термореактивных смолах относятся большая ползучесть при длительном воздействиинагрузки, большая усадка при твердении,большая величина коэффициента температурного расширения,сравнительно невысокая тепло- и водостойкость.

Изменением вида и количества полимерного вяжущего,минеральных наполнителей и заполнителей,введением в состав пластбетона пластификаторов и других химических добавок, а также применением соответствующей технологии приготовления и уклдадки смеси можно изменять в нужном направлении свойства пластбетонов.

Прочность и плотность пластбетонов .его деформативные свойства зависят от вида и количество полимерного вяжущего полиэфирные и эпоксидные пластбетоны имеют более высокую прочность при сжатии, растяжении и изгибе,чем пластбетоны на фурановых и фенольных смолах(смотри таб-1).

По данным В.И.Соломатова, максимальное значение прочности песчаного пластбетона на мономере ФА соответствует содержанию 260-300 кг смолы , а на эпоксидных смолах 300-400 кг на 1м³ пластбетона.При изготовлении пластбетонов компоненты тщательно перемешивают в обычном лопастном или шнековом смесителе (отвердитель загружают в последнюю очередь).Процесс пожароопасен.

Изделия из пластбетона формуют методами свободного литья или вибрирования.Смесь выдерживают в формах сначала 1 сут при температуре 18-25°С, а затем 10-30 ч при 80-120°С до полного отверждения связующего.В тех случаях когда смесь не подвергаюттермообработке,прочность пластбетона повышается в течении 1-3 мес после укладки.

Поверхность цементобетона прочно связывается с пластбетоном ,что позволяет везти укладку бетона и пластбетона в тело одной и той же конструкции. В сжатой зоне может быть уложен менее дорогой бетон, а в растянутой -пластбетон, работающий на растяжение.

Пластбетоны на термореактивных смолах применяют для покрытия полов в производственных помещениях с агрессивными средами, для устройства дорожных покрытий а также для декоративной отделки различных соооружений.

Пластбетоны на термопластичных смолах

Такие пластбетоны представляют собой искусственный материал в который щебень, песок, минеральный порошок и пигменты соединены в монолит пластифированной синтетической смолой: инден-кумароновой, нефтеполимерной, глифталевой и другие.

По ряду физико-механических свойств цветные пластбетоны приближаются к горячим асфальтобетонам,но обладают несколько меньшей теплостойкостью,переходят в хрупкое состояние при более высокой температуре.

Необратимые процессы, приводящие к потере пластичности в пластбетоне, протекают быстрее, чем в асфальтобетоне , что объясняется меньшей стабильностью вяжущего. Наиболее широкое применение в качестве вяжущего для приготовления цветных пластбетонов нашли инден-кумароновая и нефтеполимерная смолы.

Для цветного пластбетона наиболее применимы смолы I и II марок;они прозрачны, температуры размягчения находятся в пределах 80-100 °С.

Нефтеполимерные смолы получают путем полимеризации некоторых фракций смолы пиролиза. Для придания необходимых свойств применяемые смолы пластифицируют. Для нефтеполимерных смол в качестве пластификаторов обычно применяют продукты нефтяного происхождения-деасфальтизаты и экстракты селективной очистки.

Для инден-кумароновых смол этим требованиям отвечают следующие пластификаторы: дибутилфталат, талловое, диэновое, антраценовое масла. Для получения пластификаторной смолы ,пригодной для приготовления пластбетона, необходимо в инден-кумароновую смолу вводить 15-20% пластификатора,что снижает температуру размягчения смолы до 40-45°С.

Свойства пластифицированных нефтеполимерных смол, пригодных для приготовления цветных пластбетонов.для наглядности приведены в таблицу-2.

Таблица-2. Свойства пластифицированных нефтеполимерных смол

Красители(пигменты).

Основные требования, которым должны удовлетворять красители для придания пластбетону яркой и долговечной окраски, следующие: яркий и чистый цвет;высокая дисперсность и хорошая укрывистость, то есть способность при меньшем расходе пигмента обеспечить окраску большей поверхности окрашиваемого материала;

высокая термическая и светостабильность, так как этим определяется сохранение пигментом цвета при приготовлении пласбетонных смесей и долговечность сохранения яркой окраски покрытием.

Таким требованиям в наибольшей степени удовлетворяют свинцовый и железный сурик (красный),крон(желтый)окись хрома(зеленая),двуокись титана(белая),цинковые белила и другие.
Минеральные составляющие смеси-щебень,песок и минеральный порошок должны быть светлых тонов.

В остальном требования к ним не отличаются от требований к минеральным материалам,предназ наченным для приготовления горячих асфальтобетонных смесей. Цветная пластбетонная смесь может быть приготовлена в асфальтобетонных установках с принудительным перемешиванием.

Нагрев всех материалов при приготовлении пластбетонной смеси не должен превышать 120°С. Укладку пластбетонной смеси осуществляют на плотное, прочное основание. Смесь уплотняют ручным катком (250 кг), а затем (при 50-60°С) пятью-шестью проходами пятитонного катка по одному следу.

Расход материалов на 1 м³ пластбетона может быть ориентировочно следующий : мраморный щебень мельче 15 мм-1800 кг; чистый кварцевый песок -400; минеральный порошок -220; пигмент-30; трансформаторное масло-180; дибутилфталат -50;кумароновая смола-130 кг.

Цветной пластбетон можно применять для устройства разделительных полос проезжей части автомобильных дорог, пешеходных дорожек, островков безопасности,остановочных площадок городского транспорта и др.