A polimerbeton ( polimercement, műanyagbeton, betonpolimer ) a cementbeton hiányosságainak kiküszöbölésére vagy csökkentésére létrehozott új betontípusok csoportjának általános neve , amelyben az ásványi kötőanyagot (cement, szilikát) részben vagy teljesen kicserélik. polimerekkel , általában poliészter gyantákkal, ritkábban epoxival. Ezenkívül a "polimer beton" kifejezés az építészeti beton fogalmának szinonimája. Az " építészeti beton " kifejezés az építészek szakmai környezetében olyan építőanyagot jelent, amelyből komplett építészeti objektumok készíthetők.
Az építőiparban kötőanyagként használt hőre keményedő polimer anyagok általában viszkózus folyadékok, amelyeket nem egészen pontosan "gyantának" neveznek. A kémiai technológiában ezeket a részleges polimerizációs termékeket (100 ... 1000 molekulatömeggel), amelyek molekulaszerkezete lineáris és további nagyításra képes, oligomereknek nevezik. A hőre keményedő oligomer kötőanyagok közé tartoznak például az epoxi- és poliésztergyanták, a szárítóolajok, a vulkanizálószerekkel kevert gumik stb.
Az aggregált (fizikai) állapottól függően a polimer kötőanyagok lehetnek:
Ugyanaz a polimer a szintézis módszerétől függően eltérő fizikai állapotú lehet. Tehát a polisztirol granulátum, finom szemcsés por, szerves oldószeres oldat és vizes diszperzió formájában lehet.
A polimer-cement anyagok előállításához a polimerek vizes diszperziói és a vízoldható porított polimer termékek a legmegfelelőbbek; polimer betonokhoz és polimer oldatokhoz - folyékony viszkózus oligomereket és monomereket, ritkábban polimerek vizes diszperzióit használják erre a célra.
A cementbetonokhoz képest a polimer és polimer betonok nagyobb szakítószilárdsággal , kisebb ridegséggel és jobb deformálhatósággal rendelkeznek . Nagyobb vízállósággal, fagyállósággal , kopásállósággal, agresszív folyadékokkal és gázokkal szemben ellenállóak.
Ismeretes, hogy a gyanták 5% feletti diszpergált töltőanyaggal való kitöltése jelentősen csökkenti szilárdsági tulajdonságaikat (a töltés mértékétől függően). A műanyagokat soha nem használják terhelés alatt álló alkatrészek kompozitjaként. Ezenkívül a plasztocementek ára sokkal magasabb, mint a hagyományos szervetlen cementkeverékeké, ami meghatározza szűk specializációjukat.
A polimer betont "műkőnek" is nevezik erőssége és hasonlósága miatt. A polimerbetont tartályok tömítésére, gittre, alapozóra, önterülő padlók gyártására, fémtermékek egyenetlenségeinek és hibáinak kiegyenlítésére, bútorgyártásra és építőanyagként használják.
A rendkívül dinamikus szerszámgépek gyártói polimerbetont használnak gépágyak, keretek, gépportálok stb. anyagaként, logaritmikus csillapítási értéke 10-szer nagyobb, mint az öntöttvasé. Ennek az anyagnak a csillapításának egyedisége és merevsége, alacsony súlya (3-5-ször az acélhoz képest) előrehaladottá teszi a mérnöki piacon. [egy]
A portlandcementből készült habarcs és beton építőanyagként 160 éve vagy még régebb óta ismert az egész világon. A cementhabarcsnak és betonnak azonban van néhány hátránya, mint például a késleltetett keményedés, az alacsony hajlítószilárdság, a nagy száradási repedés és az alacsony vegyszerállóság. A polimerekkel megpróbálták kiküszöbölni ezeket a hiányosságokat. Az egyik ilyen terület a polimerrel módosított habarcs (polimer cement) vagy beton létrehozása. Ehhez a szokásos cementhabarcsot vagy betont olyan polimer adalékokkal módosítják, mint latexek, porított emulziók, vízoldható polimerek, folyékony gyanták és monomerek. A habarcs és a polimerrel módosított beton monolitikus szerkezetű, amelyben a szerves polimer mátrix és a cementgél mátrix homogenizálva van. A habarcs és a polimerrel módosított beton tulajdonságait egy ilyen fugamátrix határozza meg. A latexszel, poremulziókkal és vízoldható polimerekkel módosított rendszerekben a cementhidratáció során ezekből a rendszerekből a víz elvezetése film vagy membrán képződését eredményezi. Folyékony gyantákkal és monomerekkel módosított rendszerekben a víz hozzáadása serkenti a cement hidratációját és a folyékony gyanták vagy monomerek polimerizációját.
A polimercement használatára vonatkozó első szabadalmat Cresson 1923-ban adták ki. Természetes gumi-latexeket tartalmazó bevonóanyagra vonatkozik, míg alapként a szabadalmaztatott cementet használták. Az ilyen polimer latexszel módosított rendszer első szabadalmát Lefebvre tette közzé 1924-ben. Úgy tűnik, ő az első kutató, aki latexszel módosított habarcsokat és betonokat szándékozott létrehozni természetes gumi latexek felhasználásával kompozíciók keverésével. Ez a szabadalom történelmi szempontból fontos. Hasonló ötletet Kirpatrick szabadalmaztatott 1925-ben. Az 1920-as és 1930-as években polimerrel módosított habarcsot és betont fejlesztettek ki természetes gumi latexek felhasználásával.
Másrészt 1932-ben szabadalmat adtak ki Bondnak, aki először javasolta szintetikus gumi latexek használatát polimerrel módosított rendszerekben. 1933-ban szabadalmat adtak ki Rodwellnek, aki elsőként alkalmazott szintetikus gyanta latexeket, köztük polivinil-acetátot módosított rendszerekben. Más szavakkal, az 1930-as évek fordulópontot jelentettek a latexek cementmódosítóként való használatában (a természetes gumi latexektől a szintetikus gumi- vagy gyantalatexekig).
Az 1940-es években közzétettek néhány szabadalmat szintetikus latexekkel, például polikloroprén gumi (neoprén) latexekkel és poliakril-éter-latexekkel polimerrel módosított rendszerekre. A gyakorlati felhasználás érdekében polivinil-acetáttal módosított habarcsokat és betonokat fejlesztettek ki. Az 1940-es évek vége óta polimerrel módosított habarcsokat és betonokat használnak hajófedélzetek, hídfedélzetek, járdák, padlók burkolására, valamint korróziógátló bevonatként is. Az Egyesült Királyságban Griffiths és Stevens kutatásokat végzett a természetes gumival módosított rendszerek használatával kapcsolatban. Ugyanakkor nagy érdeklődést váltott ki a szintetikus gumik alkalmazása polimerrel módosított rendszerekben. 1953-ban Geist és munkatársai részletes tanulmányt publikáltak a polivinil-acetáttal módosított oldatokról, és számos értékes javaslatot tettek polimerrel módosított rendszerek fejlesztésére.
Az 1960-as években sztirol-butadién gumit, poliakril-étert és polivinil-idenklorid-vinil-kloridot használtak habarcsok és betonok módosítására. Azóta a módosított habarcsok és betonok kutatásával és fejlesztésével kapcsolatos gyakorlati munka jelentős előrehaladást ért el különböző országokban, különösen az USA-ban, a Szovjetunióban, Németországban, Japánban és Nagy-Britanniában. Ennek megfelelően jelentős számú publikáció jelent meg, köztük szabadalmak, könyvek, cikkek és jelentések. Az alábbiakban felsoroljuk a főbb és legfontosabb tanulmányokat.
A közelmúltban a polimer latexeket, például a sztirol-butadién gumit, a poliakril-étert, a polivinilidén-kloridot, a polivinil-kloridot, a polietilén-vinil-acetátot és a polivinil-acetát-latexeket világszerte széles körben használják. Japánban megjelent a JIS (Japanese Industrial Standards), amely számos minőségi szabványt és vizsgálati módszert tartalmaz cementmódosítókra és latex típusú habarcsokra:
1971-ben Diku, Steinberg és munkatársai számos más rendszert is vizsgáltak. Donnelly és Duff 1965-ben és 1973-ban szabadalmaztatta az epoxialapú rendszereket. 1959-ben szabadalmaztatták az uretán prepolimer rendszert.
A vízben oldódó polimerként nagyon népszerű metil-cellulózt cementmódosítóként használják, és az 1960-as évek eleje óta széles körben alkalmazzák a kerámiacsempék módosított ragasztóhabarcsainak gyártásában is. Ebben az esetben a polimertartalom legfeljebb 1%-a a felhasznált cementnek. Shi-Bazaki kimutatta, hogy az olyan polimerek, mint a hidroxi-etil-cellulóz és a polivinil-alkohol, hatékonyak vízoldható polimerekként az oldatok módosítására. 1974-ben Ramesi és Razl átfogó áttekintést adott ki a polimerrel módosított rendszerekről.
Ez a fejezet a különféle módosított habarcsok és betonok gyártási technológiájával, tulajdonságaival és felhasználásával foglalkozik. [2]
Néhány polimer betontermék: