Polymerbeton ( polymercement, plastbeton , beton polymer ) je obecný název pro skupinu nových typů betonů vytvořených za účelem odstranění nebo snížení nedostatků cementového betonu, ve kterých je částečně nebo zcela nahrazeno minerální pojivo (cement, silikát). polymery , obvykle polyesterovými pryskyřicemi, méně často epoxidovými. Také fráze: "polymerbeton" je synonymem pro pojem architektonický beton. Pojem „ architektonický beton “ vznikl v profesionálním prostředí architektů jako označení stavebního materiálu, ze kterého lze vytvářet kompletní architektonické objekty.
Termosetové polymerní materiály používané ve stavebnictví jako pojiva jsou obvykle viskózní kapaliny, ne zcela správně nazývané „pryskyřice“. V chemické technologii se tyto produkty parciální polymerace (s molekulovou hmotností v rozmezí 100 ... 1000), mající lineární strukturu molekul a schopné dalšího zvětšování, nazývají oligomery. Termosetová oligomerní pojiva zahrnují například epoxidové a polyesterové pryskyřice, sušicí oleje, kaučuky smíchané s vulkanizačními činidly atd.
V závislosti na agregovaném (fyzikálním) stavu mohou být polymerní pojiva:
Stejný polymer, v závislosti na způsobu syntézy, může mít různé fyzikální skupenství. Polystyren tedy může být ve formě granulí, jemnozrnného prášku, roztoku v organických rozpouštědlech a vodné disperze.
Pro získání polymercementových materiálů jsou nejvhodnější vodné disperze polymerů a ve vodě rozpustné práškové polymerní produkty; pro polymerbetony a roztoky polymerů - kapalně viskózní oligomery a monomery, méně často se k tomuto účelu používají vodné disperze polymerů.
Ve srovnání s cementovými betony mají polymerní a polymerbetony vyšší pevnost v tahu, menší křehkost , lepší deformovatelnost . Mají vyšší voděodolnost, mrazuvzdornost , otěruvzdornost, odolnost vůči agresivním kapalinám a plynům.
Je známo, že výplňové pryskyřice s rozptýlenými plnivy nad 5 % prudce snižují jejich pevnostní vlastnosti (v závislosti na stupni plnění). Plastocementy se nikdy nepoužívají jako kompozity pro díly pod zatížením. Také cena plastocementů je mnohem vyšší než u běžných anorganických cementových směsí, což určuje jejich úzkou specializaci.
Polymerbeton se také nazývá "umělý kámen" kvůli jeho pevnosti a podobnosti. Polymerbeton se používá k těsnění nádrží, tmelu, základnímu nátěru, při výrobě samonivelačních podlah, k vyrovnávání nerovností a defektů kovových výrobků, při výrobě nábytku a jako stavební materiál.
Výrobci vysoce dynamických obráběcích strojů používají polymerbeton jako materiál pro lože strojů, rámy, portály strojů atd., má logaritmickou hodnotu tlumení 10x vyšší než litina. Jedinečnost tlumení a tuhost tohoto materiálu, nízká hmotnost (3-5krát ve srovnání s ocelí) jej činí pokrokovým na strojírenském trhu. [jeden]
Malta a beton vyrobený z portlandského cementu jsou známé po celém světě jako stavební materiál již 160 a více let. Cementová malta a beton však mají některé nevýhody, jako je zpožděné tvrdnutí, nízká pevnost v ohybu, velké trhliny při sušení a nízká chemická odolnost. Polymery byly zkoušeny k překonání těchto nedostatků. Jednou z těchto oblastí je tvorba polymerem modifikované malty (polymercementu) nebo betonu. K tomu se používá modifikace běžné cementové malty nebo betonu takovými polymerními přísadami, jako jsou latexy, práškové emulze, vodorozpustné polymery, kapalné pryskyřice a monomery. Malta a polymerem modifikovaný beton mají monolitickou strukturu, ve které jsou organická polymerní matrice a cementová gelová matrice homogenizovány. Vlastnosti malty a polymerem modifikovaného betonu jsou určeny takovou matricí spár. V systémech modifikovaných latexem, práškovými emulzemi a ve vodě rozpustnými polymery má odvod vody z těchto systémů během hydratace cementu za následek vytvoření filmu nebo membrány. V systémech modifikovaných kapalnými pryskyřicemi a monomery stimuluje přidání vody hydrataci cementu a polymeraci kapalných pryskyřic nebo monomerů.
První patent na použití polymerního cementu byl udělen Cressonovi v roce 1923. Jedná se o nátěrový materiál s přírodními latexy, přičemž jako základ byl použit patentovaný cement. První patent na takový polymerní latexem modifikovaný systém publikoval Lefebvre v roce 1924. Zdá se, že je prvním výzkumníkem, který zamýšlel vytvořit latexem modifikované malty a betony za použití přírodních kaučukových latexů smícháním směsi. Tento patent je důležitý z historického hlediska. Podobný nápad si nechal patentovat Kirpatrick v roce 1925. Ve 20. a 30. letech 20. století byla vyvinuta malta a beton modifikované polymery za použití latexů z přírodního kaučuku.
Na druhou stranu byl v roce 1932 vydán patent Bondovi, který jako první navrhl použití syntetických kaučukových latexů pro systémy modifikované polymery. V roce 1933 byl vydán patent Rodwellovi, který jako první použil pro modifikované systémy latexy ze syntetické pryskyřice, včetně polyvinylacetátu. Jinými slovy, třicátá léta znamenala přelom v používání latexů jako modifikátorů cementu (od latexů přírodního kaučuku po latexy syntetické pryže nebo pryskyřice).
Ve 40. letech 20. století byly publikovány některé patenty na polymerem modifikované systémy se syntetickými latexy, jako jsou latexy z polychloroprenové pryže (neopren) a latexy z polyakrylových etherů. Pro praktické použití byly vyvinuty malty a betony modifikované polyvinylacetátem. Od konce 40. let 20. století se malty a betony modifikované polymery používaly k pokrytí palub lodí, mostovek, chodníků, podlah a také jako antikorozní nátěry. Ve Velké Británii provedli Griffiths a Stevens výzkum o použití systémů modifikovaných přírodním kaučukem. Velký zájem přitom vzbudilo použití syntetických kaučuků v polymerem modifikovaných systémech. V roce 1953 publikovali Geist a spol. podrobnou studii roztoků modifikovaných polyvinylacetátem a předložili řadu cenných návrhů pro vývoj systémů modifikovaných polymery.
V 60. letech 20. století se k úpravě malt a betonů používal styren-butadienový kaučuk, polyakrylový éter a polyvinylidenchlorid vinylchlorid. Praktické práce na výzkumu a vývoji modifikovaných malt a betonů od té doby výrazně pokročily v různých zemích, zejména v USA, SSSR, Německu, Japonsku a Velké Británii. V souladu s tím se objevilo značné množství publikací, včetně patentů, knih, článků a zpráv. Hlavní a nejdůležitější z těchto studií jsou uvedeny níže.
V poslední době se na celém světě široce používají polymerní latexy, jako je styren-butadienový kaučuk, polyakrylový ether, polyvinylidenchlorid, polyvinylchlorid, polyethylenvinylacetát a polyvinylacetátové latexy. V Japonsku byly publikovány JIS (Japanese Industrial Standards), které zahrnují několik norem kvality a zkušebních metod pro cementové modifikátory a malty latexového typu:
V roce 1971 zkoumali Diku, Steinberg a spol. řadu dalších systémů. Donnelly a Duff patentovali systémy na bázi epoxidu v roce 1965 a 1973. V roce 1959 byl patentován systém uretanových prepolymerů.
Methylcelulóza, velmi oblíbená jako ve vodě rozpustný polymer, se používá jako modifikátor cementu a od počátku 60. let 20. století se hojně využívá také při výrobě modifikovaných lepicích malt na keramické obklady. V tomto případě je obsah polymeru 1 % nebo méně použitého cementu. Shi-Bazaki ukázal, že polymery jako hydroxyethylcelulóza a polyvinylalkohol jsou účinné jako ve vodě rozpustné polymery pro modifikaci roztoků. V roce 1974 Ramesi a Razl publikovali komplexní přehled polymerem modifikovaných systémů.
Tato kapitola je věnována technologii výroby, vlastnostem a aplikaci různých modifikovaných malt a betonů. [2]
Některé typy výrobků z polymerového betonu: