Импрегнирование полимерами бетонов

Устойчивость к нагреванию и действию пламени также важна во многих областях применения. Предварительные испытания показывают, что импрегнированные полимерами бетоны являются обычно либо самогасящимися, либо негорючими материалами, по крайней мере при выбранных условиях испытания [219]. Ухудшение свойств ири повышенных температурах является более серьезной проблемой, чем способность к воспламенению [219, 540]. [c.302]

Третья часть, состоящая из глав 10—12, посвящена исследованию свойств композиций, один из компонентов которых обычно является неполимерным. Рассмотрены два обширных класса композиций материалы, импрегнированные полимерами, такие как древесина и бетоны, а также пластики и эластомеры, усиленные волокнистыми или порошкообразными наполнителями. При рассмотрении любых композиций затрагиваются основные вопросы химии, материаловедения, а также инженерные аспекты их использования. Фазовые включения композиционных материалов, рассматриваемых в третьей части, хорошо сформированы и имеют большие размеры. Решающее влияние на свойства таких композиций оказывает взаимодействие компонентов на границе раздела фаз. [c.12]

Цементы и бетоны, импрегнированные полимерами [c.294]

Типичные механические свойства бетона, импрегнированного полимером, приведены в табл. 11.4 [46]. Как следует из таблицы, введение 7% полиметилметакрилата приводит к увеличению прочности как при сжатии, так и при растяжении в 3—4 раза. Это объясняется тем, что разрушение импрегнированных образцов происходит по наполнителю, а не по цементной матрице или по поверхности раздела матрица — наполнитель, как это наблюдается в необработанном бетоне. Другие механические свойства также улучшаются. Модуль Юнга, модуль при разрушении (который, строго говоря, является прочностью), модуль упругости при изгибе и твердость увеличиваются в 1,5—2 раза. Интересно, что модуль упругости при изгибе в бетонах, модифицированных полимерными латексами, часто уменьшается [237]. Обычно механические свойства меняются прямо пропорционально содержанию полимера. [c.295]

Таблица 11.4. Свойства бетона, импрегнированного полимером (Р1С) [46]

Как показано в табл. 11.4, влагопоглощение бетона, импрегнированного полимером, значительно уменьшается в результате заполнения пор полимером. Обычно отмечается снижение водопо-глощения на порядок [46,614]. [c.299]

Образцы бетонов, импрегнированных полимерами, характеризуются также пониженной проницаемостью для растворов солей. Например, проницаемость строительного состава, содержащего полиметилметакрилат, примерно в 10 раз меньше проницаемости [c.299]

Как и при импрегнировании бетона жесткими полимерами, представляет интерес форма кривой напряжение — деформация образцов, усиленных волокнами. На рис. 11.22 представлены кривые в относительных координатах нагрузка — деформация. Как видно из рисунка, разрушение строительного состава, усиленного волокнами, происходит, по-видимому, в результате вытаскивания волокон, на что указывает снижение нагрузки с увеличением отклонения. В то же время разрушение образцов, импрегнированных полимерами (примерно до 11%), сопровождается разрывом волокон, что видно как из кривой на рис. 11.22, так и при микроскопических исследованиях. Таким образом, улучшение связи между волокном и матрицей, очевидно, способствует более эффективной передаче прикладываемой нагрузки на более прочные волокна. [c.307]

Настоящая глава посвящена рассмотрению новых, только зарождающихся научных направлений и вопросов, на которые пока еще нет ответов, а также обсуждению возможности создания новых материалов. В этой главе нами предпринята попытка классификации и кодирования композиционных материалов и смесей с использованием топологического подхода, рассмотрены возможные пути образования новых комбинаций на основе двух полимеров, пути смешения двух типов полимерных молекул и, наконец, вопрос о том, что общего между такими различными материалами, как наполненные мелкодисперсными частицами и усиленные волокнами пластики, бетоны, импрегнированные полимерами и пенопласты, пленкообразующие красители и другие. Кроме того, в этой главе рассмотрены некоторые другие проблемы смешения полимеров. Коротко освещены представления о возможности образования полимерных эвтектик (до сих пор еще не полученных), а также изложены представления о явлениях, происходящих в области фазовых границ полимерной смеси при этом мы попытались выявить ранее неизвестные или мало понятные факторы. Заключают главу разделы, в которых кратко изложены характеристики красок и адгезивов на основе смесей и композиций, а также некоторые вопросы экономики и охраны окружающей среды, связанные с производством и эксплуатацией композиционных полимерных материалов. [c.385]

В зависимости от способа введения полимера получаются материалы с различными свойствами. Отверждение цементов происходит в результате гидратации составляющих их компонентов присутствие дополнительной фазы может повлиять на процесс гидратации и привести к изменению свойств материала по сравнению со свойствами материалов, получаемых импрегнированием уже отвержденной цементной или бетонной матрицы. Так, полимеризация мономера в составе отвержденного бетона способствует увеличению модуля упругости, в том числе ири изгибе, в то время как полимерные латексы, введенные в исходные смеси, в некоторых случаях уменьшают модуль упругости. В целом материалы с лучшими свойствами получаются в результате импрегнирования мономерами отвержденных составов. [c.289]

Рис 11.11. Кривые напряжение — деформация при сжатии бетона, импрегнированного полиметилметакрилатом (содержание полимера увеличивается от кривой 1 к4 5 — бетон, модифицированный латексом — контрольный образец) [203] [c.296]

Следует напомнить, что наибольшее улучшение свойств в латексных системах наблюдается при использовании пленкообразующих полимеров, Tg которых близки к комнатной температуре. В этом случае образуется, по-видимому, более непрерывная сетка. Жесткий полимер обеспечивает более высокую прочность прочность бетонов, импрегнированных жесткими полимерами, больше, чем прочность материалов, модифицированных латексами (см. рис. 11.11). [c.298]

Как следует из табл. 11.4, импрегнирование бетонов полимерами значительно увеличивает их сопротивление воздействию дистиллированной воды, разбавленной соляной кислоты и сульфатов [219, 230, 231, 318, 614, 886, 887]. Необработанные бетоны весьма чувствительны к воздействию этих трех сред. Дистиллированная вода выщелачивает из цемента некоторые компоненты, соляная кислота реагирует с основными компонентами, а сульфатные ионы вступают в обменные реакции с карбонатами и изменяют кристалличность, вызывая тем самым растрескивание и в конечном счете разрушение образца. Полимер, по-видимому, служит в качестве внутреннего защитного покрытия, затрудняющего доступ агрессивных сред к цементу. Так, начало разрушения в разбавленной [c.300]

Рис. 11.21. Зависимость прочности при сжатии от содержания полимера в образцах импрегнированного бетона (точки — экспериментальные данные, сплощная кривая получена на основе модельного расчета) [46].

Необходимо отметить, что благодаря большому практическом значению пористых наполненных материалов, их технология опе режает фундаментальные исследования в этой области. В это главе суммируются современные представления о получении р свойствах наполненных пористых композиций и намечаются пут дальнейших исследований. Основное внимание уделяется бетонам и древесине, импрегнированным полимерами, т. е. тем системам которые наиболее интенсивно изучались, [c.280]

Рис. 11.13. Кривые напряжение — деформация при сжатии бетона, импрегнированного полимером (получены с помошью гидравлического прибора) [579]

Из рисунков видно, что прн импрегнировании твердым поли мером, таким как полиметилметакрилат, возрастает не только усилие, вызывающее разрушение образца, но изменяется также характер всей деформационной кривой. Контрольный образец, т. е. бетон без добавок, проявляет нелинейные свойства практически с самого начала сжатия, причем прочность нарастает медленнее, чем деформация, и в момент разрушения кривая практически параллельна оси абсцисс. В противоположность этому бетон, им-прегнироваиный твердым полимером, обнаруживает линейную (гуковскую) область деформации вплоть до нагрузок, составляющих 80% от предельной. Только после этого наблюдается небольшое отклонение от линейности. Таким образом, импрегнирован-ный бетон более сходен с классическими упругими телами, чем немодифицированный бетон. В работе [46] сделан вывод о том, что полимер улучшает связь между упругой цементной матрицей и упругими частицами наполнителя и препятствует ее разрушению. В отсутствие же полимера связь разрушается по мере приложения нагрузки. Аналогичные выводы были сделаны и для бетонов, модифицированных латексами. [c.297]

СОЛЯНОЙ кислоте типичных образцов, содержащих полистирол, полиметилметакрилат и другие полимеры, отмечается только через 800 сут (исходный бетон разрушается уже через 100 сут). На рис. 11.16 показано, как воздействует разбавленная НС1 на бетон, имирегнированный ПММА. На рисунке дано поперечное сечение бетонной плиты, которую импрегнировали (справа) через тонкий слой песка. Наполнитель в импрегнированной области, имеющей более светлую окраску, подвергается большему травлению, чем матрица. Неимирегнированная область (верхняя часть образца) разрушается очень сильно [613—615]. Необработанные образцы обнаруживают значительное расширение при выдержке в сульфатной среде при стандартных условиях опыта в то же время при импрегнировании полимерами степень расширения снижается примерно в 2 раза. В результате импрегнирования полимерами возрастает стойкость к серной кислоте. [c.301]

Способность полимеров понижать чувствительность бетонов к коррозии солями находит практическое применение, в частности, при строительстве мостов на шоссейных дорогах [97, 228, 231, 290, 509, 579, 578, 612—614, 955]. Хотя для подобных областей применения можно использовать как обычные материалы, так и материалы с улучшенными свойствами, однако совершенно очевидно, что ограничение диффузии солей к стальному каркасу железобетона является очень важным, поскольку позволяет увеличить срок службы изделий. В работе [614] также установлено, что импрегнирование полимерами снижает коррозию стального каркаса даже в бетонах с высоким содержанием солей. Как показано на рис. 11.17, в импрегнированпом железобетоне, содержащем соли, коррозии стальных элементов не наблюдается после циклических испытаний нагрев — охлаждение, в то время как в контрольных образцах обнаружены значительные очаги коррозии. [c.301]

Манинг и Хоуп [569] считают, что упрочнение бетонов путем импрегнирования полимерами связано со способностью полимера образовывать непрерывную, беспорядочно ориентированную, усиливающую сетку увеличивать прочность связи между наполнителем и цементной пастой заращивать микротрещииы в цементной пасте поглощать энергию деформации композиции проникать в микропоры в цементной пасте и упрочнять их связываться с гидратированным или негидратированным цементом. Эти механизмы не являются, разумеется, взаимно исключающими. Однако удовлетворительная количественная теория упрочнения бетонов (или других пористых систем) путем импрегнирования полимерами еще не создана. [c.306]

Импрегнирование легких бетонов, т. е. вспененных цементов или бетонов, в которых наполнитель представляет собой пористый материал (перлит или вспененное стекло), изучено в работах [43, 230]. Прочность при сжатии образцов, содержащих перлит и 95% полимера, составляет 500 кгс/см (по сравнению с 7 кгс/см для исходного образца). (Очевидно, правильнее рассматривать такую систему как высоконаполненпый полимер.) Попытки найти корреляцию между данными, полученными при использовании правила смешения и учете пористости, практически не имели успеха. [c.308]

I указанные материалы полимеры могут быть введены в основном тремя путями 1) добавлением полимеризующегося мономера в бетон или исходную смесь с последующим отверждением как бетона, так и мономера 2) добавлением латекса или водного раствора полимера в строительный раствор или бетонную смесь с последующим отверждением композиции в присутствии полимера 3) путем импрегнирования отвержденных строительных составов или бетона мономером с последующей полимеризацией мономера (термической или радиационной). В английской литературе материалы, получаемые первыми двумя способами, обычно обозначают РСС, а третьим — PI . [c.289]

Как и в случае древесины, импрегнирование обычно включает сушку образца (вакуумирование матричного цемента или бетона) заполнение пор мономером (обычно под давлением) и полимери зацию — термическую или радиационную (доза ж 6 Мрад) [886] При радиационной полимеризации обычно получают образцы ( более высокой прочностью, чем при термической (в случае сти рола прочность выше примерно на 35%). Это, возможно, объяс няется тем, что при радиационной полимеризации происходит при вивка полимера к субстрату. Действительно, в результате облу чения в неорганической фазе могут возникать активные центры которые либо инициируют полимеризацию, либо увеличивают ад гезию. Кроме того, благодаря более низкой температуре при ра диационном инициировании потери мономера за счет испарения меньше. [c.294]

Как следует из рис. 11.12—11.14, вид кривых растяжения зависит от физического состояния полимера и условий испытания [203—205, 579, 578]. Отмеченные выше закономерности относились к жестким стеклообразным полимерам. При использовании каучукоподобных полимеров (например, поли-н-бутилакрилата) прочность и модуль упругости импрегнированного бетона не возрастают. Аналогичные эффекты отмечаются, если состояние полимера изменяется при нагревании или охлаждении. Так, при нагревании образца бетона, импрегнированного жестким полимером, выше Tg полимера прочность [320] и модуль упругости [578] уменьшаются если образец бетона, содержащего каучукоиодобный [c.297]

Само по себе заполнение пор полимером при имирегнировании хотя и является важным, тем не менее не объясняет факта увеличения прочности и твердости бетона. Основное влияние на механические свойства, как отмечено выше, оказывает физическое состояние полимера. Это же наблюдается и в керамике полимер оказывает более заметное влияние на свойства пористых керамик, если он находится в стеклообразном, а не высокоэластическом состоянии [318, 319] аналогичные результаты получены Мэнсоном и др. [578, 580], а также Даль-Ёргенсеном [205] (см. рис. 11.12—11.14). Эффекты такого типа, конечно, не учитываются композиционными уравнениями, такими как (11.9) и (11.10), хотя существуют другие эмпирические уравнения, которые это учитывают [43, 44, 193]. Рассмотрение эффекта упрочнения с точки зрения механики разрушения также оказывается плодотворным. Так, в работе [913] высказано предположение, что импрегнирование увеличивает модуль, уменьшает критический размер трещины и увеличивает энергию разрушения. Каждый из этих факторов увеличивает прочность [уравнение (1.22)] предварительные расчеты дают основание полагать, что основной вклад в упрочнение вносит увеличение энергии разрушения (которая значительно выше для полимера, чем для цементной фазы). [c.305]

Импрегнирование, или модифицирование полимерами цементоподобных материалов обычно приводит к улучшению их свойств. Материалы с улучшенными свойствами могут найти практическое использование при строительстве шоссейных дорог, мостов, морских сооружений, домов, трубопроводов и т. д. Композиции бетонов с полимерами следует рассматривать как новые материалы, имеющие право на самостоятельное существование. Действительно, использование композиций позволяет создавать сооружения без тех ограничений, которые имеют место при использовании обычного бетона. [c.308]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология