ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
С течением времени при хранении и в эксплуатационных условиях под действием солнечного света и кислорода
воздуха состав и свойства битумов изменяются: в них увеличивается относительное содержание твёрдых и хрупких
составляющих и соответственно уменьшается количество маслянистых и смолистых фракций, в связи с чем повышается
хрупкость и твёрдость вяжущего. Избавиться от этих недостатков можно путём совмещения битумов с полимерными
добавками. При этом битум не только остаётся в стабильном природном состоянии, но и приобретает свойства, схожие со
свойствами полимера-модификатора.
Полимербитумные материалы можно рассматривать как композиты, в которых роль матрицы играет битум, а
дисперсной фазой является полимер. При небольших концентрациях полимера композиции можно рассматривать как
дисперсно упрочнённые. При этом упрочнение происходит за счёт того, что тонкие дисперсные частицы препятствуют
распространению трещин в матрице. Такой эффект наблюдается при содержании дисперсной фазы в размере 2…4 % по
объёму. При большей концентрации полимера в битуме композиции можно рассматривать как волокнистыe или смолистые.
Матрица превращается в среду, передающую нагрузку на волокна, а в случае их разрушения перераспределяет напряжения.
Такие композиции характеризуются повышенной прочностью, эластичностью и сопротивлением усталостному
разрушению, что особенно необходимо для обеспечения эксплуатационной надёжности материала, например,
полимербитумной композиции модифицированные бутилкаучуком и
полиэтиленом. В асфальтополимербетоне в качестве полимерных добавок можно
использовать различные каучуки [66].
В настоящее время освоено производство рулонных кровельных и
гидроизоляционных полимербитумных материалов. При этом в качестве
модификаторов битума наиболее распространены два типа полимеров:
искусственный каучук СБС (стирол- бутадиен-стирол) и пластик АПП
(атактический полипропилен). Соответственно, СБС-модифицированные
битумы более эластичны и могут иметь температуру хрупкости до –40 °С, АПП-
модифицированные битумы более жёсткие и теплостойкие и могут иметь температуру
размягчения до +155 °С. АПП- модифицированные материалы идеально
подходят для жаркого климата. При высоком качестве перемешивания битума с
СБС образуется однородная смесь, в которой практически невозможно выделить
битум и полимер (рис. 3.18) [66].
3.2.3. Модификация бетона
Модификация бетона осуществляется двумя способами: путём пропитки затвердевшего бетона полимером
(бетонополимеры) или путём введения полимера на стадии производства бетона (полимерцементные бетоны) [1].
В качестве модификаторов для получения бетонополимеров используют жидкие мономеры (метилметакрилат или
стирол), полимеры (эпоксидные и полиэфирные смолы) и различные композиции на их основе. При пропитке полимер
заполняет большинство микротрещин, каверн и пустот, которые снижают водостойкость и прочность материала.
Прочность бетонополимера повышается по сравнению с исходным: при сжатии в 2 – 10 раз, растяжении в 3 – 10 раз.
Соответственно возрастает его прочность на изгиб. Кроме того, увеличивается водонепроницаемость и стойкость такого
бетона к действию агрессивных сред. Морозостойкость может превышать 5000 циклов [1].
Полимерцементный бетон – это цементный бетон с полимерной добавкой (поливинилацетат (ПВА), латексы,
водорастворимые эпоксидные смолы и т.д.), составляющей 10…20 % от вяжущего. При твердении полимер как бы
армирует цементный камень, улучшая тем самым свойства бетона.
Влияние полимерной добавки на прочность полимерцемента связано с условиями твердения и вида полимера.
Например, присутствие ПВА придаёт полимерцементному бетону высокую прочность при растяжении и изгибе, что
проявляется только при твердении в воздушно-сухих условиях (влажность воздуха 40…50 %). Прочность при сжатии для
сухого полимерцементного бетона меньше, чем для обычного бетона, твердеющего во влажных условиях (влажность
90…100 %). Такие же закономерности характерны и для полимерцементных бетонов с другими полимерными добавками.
Усадка полимерцементных бетонов с добавкой ПВА и латексов в несколько раз выше, чем у обычного бетона. Такое
увеличение усадки связано с процессом плёнкообразования полимера. Плёнка, обладая высокой адгезией к
составляющим, стягивает скелет цементного камня и увеличивает тем самым общую усадку. Для составов с
водорастворимыми полимерами характерно снижение усадки по сравнению с обычными бетонами. Также уменьшаются
деформации ползучести, что объясняется повышенной плотностью бетона и уменьшением дефектов в его структуре.
Кроме того, такие бетоны способны выдержать 150...300 циклов попеременного замораживания и оттаивания.
Полимерцементные бетоны имеют повышенную стойкость к действию морской воды и щелочей.
Полимерцементные бетоны с ПВА удовлетворительно сохраняют свойства в маслах, керосине и других неполярных
средах, но снижают прочность в жирах. По износостойкости полимерцементные бетоны превосходят цементный бетон в
Рис. 3.18. Структура
полимербитумного
материала
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 39
- 40
- 41
- 42
- 43
- …
- следующая ›
- последняя »
