Материал: Доманская. Строительные материалы и изделия. Учебное пособие

11. Полимерные материалы

полнителями — древесной стружкой, бумагой, тканью, стеклянным волокном, при этом получаются пластики более прочные и менее хрупкие, чем сами полимеры. Поэтому фенолформальдегидные полимеры широко применяют в качестве связующего при изготовлении древесно-стружечных плит, бумажно-сло- истых пластиков, стеклопластиков и разнообразных изделий из минеральной ваты. Кроме того, они используются для производства клеев, водостойкой фанеры, спиртовых лаков.

Фенолформальдегидную смолу получают по следующей схеме:

11.2.Основы производства изделий из пластмасс

Впроцессе переработки пластмасс в изделия полимеру придается требуемая форма и создается определенная структура материала. Большинство технологических процессов формования изделий включает несколько стадий:

— подготовка компонентов состоит из сушки, гранулирования или наоборот помола и дозирования исходных материалов;

99

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

— смешение компонентов происходит в обычных смесителях методом экструзии (в этом случае процесс смешения совмещен с формованием) и специфическим для полимеров методом вальцевания;

— формование изделий зависит от природы полимера (термопласт или реактопласт). Основные способы формования: экструзия, экструзия с раздувом, каландрование, литье под давлением, горячее прессование, вакуумное прессование, а также склейка и сварка готовых деталей.

Основные виды строительных материалов и изделий из пластмасс:

— конструкционные и конструкционно-отделочные материалы (стеклопластики, древесно-стружечные плиты, древес- но-слоистые пластики, полимербетоны);

— отделочные материалы (бумажно-слоистые пластики, де- коративно-пленочные материалы, линолеумы);

— гидроизоляционные материалы и герметики; — теплоизоляционные материалы (пенопласты, поропла-

сты, сотопласты); — клеи и мастики;

— трубы и сантехнические изделия.

11.3. Полимерные трубы

Наибольший объем строительных изделий из полимеров — это разнообразные водопроводные трубы, применяемые при строительстве напорных трубопроводов (подземных и надземных), закрытого дренажа, трубчатых гидротехнических сооружений, а в сельском хозяйстве — для оросительных систем. Исходными материалами для полимерных труб являются полиэтилен, винипласт, полипропилен или фторопласт.

Все полимерные трубы изготавливают методом непрерыв-

100

11. Полимерные материалы

ной шнековой экструзии, т. е. непрерывным выдавливанием густой массы размягченного полимера из насадки с заданным профилем, определяющим поперечное сечение будущей трубы. Такие трубы являются морозостойкими и их эксплуатируют в зданиях при температурах от –60 до +90 ˚С.

11.4. Полимерные мастики и бетоны

Условия работы гидротехнических сооружений — это в большинстве случаев агрессивная среда, воздействие высоких скоростей и твердых компонентов сточных вод. Для увеличения долговечности и срока службы сооружений их защищают специальными покрытиями или облицовками из полимерных мастик, полимерцементных бетонов или полимеррастворов.

Полимерные мастики используют при устройстве защитных покрытий конструкции и сооружения, предохраняющих от воздействия агрессивной среды в виде механических нагрузок, истирания, перепадов температур и радиации.

Полимерцементные бетоны — это бетоны на портландцементе с добавлением кремнийорганических или водорастворимых полимеров, обеспечивающих повышенную морозостойкость и водонепроницаемость.

При отсутствии в полимерцементном бетоне крупного заполнителя его называют полимерцементным раствором. Их применяют в качестве гидроизоляционных, антикоррозионных и износоустойчивых покрытий, защищающих конструкции зданий и сооружений, а также при изготовлении тонких напольных покрытий.

Вяжущим в полимербетонах являются полимерные смолы, а в качестве заполнителей используют неорганические заполнители.

101

12. КЛАССИФИКАЦИЯ ВЯЖУЩИХ МАТЕРИАЛОВ

Вяжущие вещества — это материалы, при определенных условиях затвердевающие и связывающие крупные и мелкие заполнители, в результате чего образуется прочное камневидное тело. По составу все вяжущие принято делить на органические и минеральные [2].

Органические вяжущие вещества — это смесь высокомолекулярных углеводородов или их производных: продукты переработки нефти (битум и асфальт) или термического разложения твердых и жидких горючих ископаемых (дегти), а также искусственно синтезированные термореактивные полиэфирные, эпоксидные и фенолформальдегидные смолы.

Неорганические (минеральные) вяжущие материалы — это порошкообразные вещества, при смешении с водой (или другой жидкостью) образуют пластичную массу, которая затвердевает со временем с образованием прочного камневидного тела. Эти вяжущие получают только искусственно при термической обработке смеси измельченных горных пород, а классифицируют их по нескольким признакам: скорости схватывания и твердения, условиям и области применения.

По скорости твердения вяжущие разделяют на быстротвердеющие (строительный гипс твердеет за десятки минут) и медленнотвердеющие (портландцемент затвердевает в течение месяца).

102

12. Классификация вяжущих материалов

По условиям твердения минеральные вяжущие вещества разделяют на:

1)  воздушные — это минеральные вяжущие, твердение которых возможно только в условиях воздушно-сухой среды, продукты твердения устойчивы только на воздухе, а в воде теряют прочность и разрушаются (строительный гипс, воздушная известь);

2)  гидравлические — это минеральные вяжущие, твердение которых возможно в воде, в атмосфере насыщенного пара и в условиях воздушно-сухой среды, продукты их твердения устойчивы на воздухе и в воде (портландцемент и большинство видов цемента);

3)  материалы автоклавного твердения — это минеральные вяжущие и изделия на их основе, твердение которых возможно при автоклавной (гидротермальной) обработке при давлении пара 0,9–1,3 МПа и температуре 170–200 ˚С в течение 6–10 часов (силикатный кирпич, автоклавные газосиликатные бетоны);

4)  кислотоупорные — это минеральные вяжущие, продукты твердения которых устойчивы в кислых средах, состоят из тонкоизмельченной смеси кварцевого песка и гексафторсиликата натрия — Na2SiF6. Средой затворения являются водные растворы силиката натрия или калия;

5) фосфатные вяжущие материалы — это специальные минеральные вяжущие, образующие под действием фосфорной кислоты H3PO4 пластичную массу, медленно твердеющую, но образующую камень, сохраняющий прочность при температурах более 1000 ˚С.

Твердение вяжущих веществ (постепенное превращение пластичного теста в твердое камневидное тело) происходит в результате протекания химических и физико-химических процессов, характерных для каждого вяжущего вещества. Общая теория твердения вяжущих веществ была разработана профессором А. А. Байковым, по которой данный процесс имеет три стадии.

103