Цементно-полимерный бетон

Цементно-полимерные бетоны - это цементные бетоны с добавками различных высокомолекулярных органических соединений в виде водных дисперсий полимеров - продуктов эмульсионной полимеризации различных полимеров: винилацетата, винилхлорида, стирол, латексов, а также других вода растворимых коллоидов: поливинилового и фурилового спиртов, эпоксидных вода растворимых смол, полиамидных и мочевина формольдегидных смол.

Добавки полимеров вводят в бетонную смесь в процессе ее приготовления. Использование их позволяет изменять структуру и свойства бетона в нужном направлении, повышать его технико-экономические показатели.

Формы использования полимеров в бетоне разнообразны. Полимеры и материалы на их основе применяют в виде добавок в бетонную смесь как вяжущее в структуре бетона для пропитки ЖБК, для дисперсного армирования полимерными волокнами, в виде легких заполнителей как микро наполнители. Каждое из этих направлений имеет свои области применения и технологические особенности. В соответствии с этими направлениями выделяют четыре группы таких композитных материалов: цементно-полимерные бетоны, полимербетоны, бетонополимеры и материалы, которые в своем составе полимерные материалы в виде заполнителей, дисперсную арматуру или микро наполнитель.

Цементно-полимерные бетоны имеют две активные составляющие, минеральное вяжущее и органическое вещество. Вяжущее с водой образует цементный камень, который склеивает части заполнителя в монолит. Полимер по мере удаления воды из бетона образует на поверхности капилляров, зерен цемента и заполнителей тонкую пленку, которая имеет хорошую адгезию и способствует повышению сцепления между заполнителем и цементным камнем, повышает монолитность бетона и работу минерального скелета под нагрузкой. В результате бетон приобретает особые свойства: повышенную прочность на изгиб и растяжение, морозостойкость, непроницаемость, износостойкость. Вместе с тем параллельно возникают побочные эффекты - повышенная деформативность, снижение прочности при водном хранении бетона.

Наиболее распространенными добавками полимеров в такие бетоны являются поливинилацетат (ПВА), латексы и водорастворимые смолы. Применяют ПВА в виде водной эмульсии (более 50% сухого вещества) и небольшого количества поливинилового спирта как эмульгатора. После высыхания образуется твердая пленка, которая может поглощать воду и набухать. Поэтому для таких бетонов не рекомендуют влажное выдерживания. При высыхании прочность бетона вновь повышается.
Применяют также дивинилстирольные латексы СКС-30; СКС-50; СКС-65; СКС-65 ГП, в которых отношение дивинила в стирола составляет соответственно 70:30; 50:50; 35:65. С повышением содержания стирола повышается прочность и твердость полимера. Применяют и другие латексы - СКН-40, СЦЦ-1.

Оптимальное количество добавки, вводимой устанавливают экспериментально. Основным фактором является полимер цементное отношение. Количество оптимальной добавки ПВА составляет примерно 20% от массы цемента.
Полимерные добавки повышают пластичность растворных смесей по сравнению с обычными цементными растворимыми смесями.
Полимерцементный бетон в сухом состоянии значительно прочнее (особенно при испытании на изгиб), чем во влажном.

Вода растворимые смолы вводят в бетон в небольших дозах (примерно 2% от массы цемента). Лучшие результаты получают при применения вода растворимых эпоксидных смол ДЕГ-1 и ТЭГ-1 и полиамидной смолы № 89. Смолы ДЭГ-1, ТЭГ-1 вводят в воду затвердитель вместе с отвердителем (например, полиэтилен-полиамин). Отверждение их в щелочной среде происходит более интенсивно.
Цементно-полимерные смеси приготавливают по такой же технологии, как и обычные цементные.

Наиболее целесообразно применять цементно-полимерные бетоны для полов, дорог, отделочных работ, коррозионно-стойких покрытий и т.п..