Характеристика пластбетона

При определении состава пластбетона решающее значение имеет выбор синтетического связующего, применяемого в зависимости от условий эксплуатации пластбетона и видов агрессивной среды.

Состав

Отвердителем вяжущего для фенольных и фурановых смол могут служить паратолуолсульфохлорид и бензолсульфокислота, для эпоксидных смол — амины и полиамиды, для полиэфиров — гидроперекиси и нафтенат кобальта. Оптимальное количество отвердителя выбирают в зависимости от температуры среды, вида и количества смолы в смеси и др.

Наполнителями таких бетонов служат кислотостойкие материалы: кварцевый песок, андезит, диабаз, базальт, гранит и другие силикатные и алюмосиликатные породы, вводимые в виде молотого порошка крупностью 0,01—0,1 мм песка, щебня или гравия крупностью 0,1—5 мм. Для этой цели можно использовать дробленый бой кислотостойкого кирпича, а также гранит и кокс, керамику и керамзит. Карбонатные заполнители (известняки, доломит и портландцемент) допустимы только для эпоксидных смол в стабильных средах. При кислых отвердителях они нейтрализуются, и смесь не твердеет.

Затвердевшие эпоксидные смолы в чистом виде обладают высокой механической прочностью, но имеют низкую деформативную способность (хрупкость), что затрудняет практическое их использование. Для пластификации эти смолы совмещают с различными органическими продуктами. Лучшими пластификаторами для эпоксидных смол будут низкомолекулярные тиоколы и полиамиды, которые химически связываются со смолой. Для совмещения с эпоксидными смолами используют также дивинилнитрильный каучук СКН-26.

Свойства

Пластифицирующее действие на эпоксидные смолы оказывают ненасыщенные полиэфиры, при этом отвердители эпоксидов-полиамины могут служить ускорителями твердения полиэфирных компонентов.

Вязкость

Вязкость эпоксидных смол возможно регулировать с помощью специальных разжижителей — глицидиловых эфиров (в количестве 15—20% к весу смолы). Последние способны вступать в реакцию с основными компонентами эпоксидных составов и образовывать пространственную структуру.

Введение в состав пластбетона стальной или неметаллической стержневой или волокнистой арматуры позволяет получать высокопрочные армопластбетоны. При этом сцепление арматуры с пластбетоном при испытаниях до двух лет остается высоким без тенденции к снижению.

Прочность

Прочностные характеристики определяются свойствами составляющих и адгезионными силами сцепления смол и наполнителей. Полимер-составы полного отверждения имеют прочность 600— 1500 кг/см2 при сжатии, 200—600 кг/см2 при изгибе, практически универсальную химическую стойкость (за исключением стойкости к сильным окислителям) и теплостойкость порядка 100—200°. При этом на упрочнение бетонов сильное влияние оказывают волокнистые наполнители: асбест, стеклосечка, синтетические волокна и пр.

Ползучесть

Пластбетоны по сравнению с цементными под кратковременной нагрузкой имеют повышенную деформативность. Особенностью ползучести пластбетонов является их высокая упругая деформативность, причем ползучесть развивается в течение 2—3 месяцев, после чего нарастание деформации уменьшается и при ограниченных нагрузках затухает.

Ползучесть пластбетонов будет меньшая при наполнителях, обеспечивающих наибольшую плотность и минимальный расход связующего, прессовании, упрочнении волокнистыми материалами и стальной арматурой, достижении полноты отверждения смолы и введении углеродосодержащих порошков. С повышением температуры среды ползучесть резко возрастает.

Водостойкость

Пластбетоны имеют пониженную водостойкость, повышенные усадку и коэффициент температурного расширения.

Плотность структуры обеспечивает высокую морозостойкость и практическую непроницаемость пластбетонов, а введение в их состав в качестве наполнителей диабаза и корунда повышает стойкость к истиранию.

Кроме плотных пластбетонов, можно применять легкие — теплоизоляционные керамзито- и перлитопластбетоны.

Наполнители должны быть чистыми и сухими, влажность песка желательна не более 0,5% (выше 1% недопустима), глинистых частиц может быть не свыше 1 %.

Приготовление

Приготовлять и укладывать пластбетонную смесь не допускается при температуре ниже 0°, высокой влажности воздуха и при дожде. Особенно недопустимо попадание воды в смесь и на свеже-уложенный бетон.
Пластбетоны приготовляют почти так же, как бетоны на основе жидкого стекла. Укладка массы пластбетона производится с учетом их подвижности, а уплотняют их штыкованием, вибрированием или прессованием, иногда одновременно с прогревом изделий. Бетон должен твердеть не менее 3—7 суток при температуре не ниже 10° или 6—12 ч при 60—100°.

Применение

Применять пластбетон с учетом его ползучести целесообразно в конструкциях, подвергающихся интенсивному износу и химическому воздействию (трубы для жидкостей с абразивными частицами, сборные емкости под высокоагрессивные жидкости, плиты для химически стойких полов, тюбинги и др.), срок службы которых при изготовлении из обычного бетона весьма невелик, а при использовании пластбетона может быть значительно увеличен.

Пластбетон используют, например, для изготовления полых армированных элементов шахтной крепи на строительстве подземных коллекторов.