Polymeeribetoni ( polymeerisementti, muovibetoni , betonipolymeeri ) on yleisnimi joukolle uusia betonityyppejä , jotka on luotu poistamaan tai vähentämään sementtibetonin puutteita ja joissa mineraalisideaine (sementti, silikaatti) korvataan osittain tai kokonaan. polymeereillä , yleensä polyesterihartseilla, harvemmin epoksilla. Myös ilmaus "polymeeribetoni" on synonyymi arkkitehtonisen betonin käsitteelle. Termi " arkkitehtoninen betoni " muodostui arkkitehtien ammattiympäristössä tarkoittamaan rakennusmateriaalia, josta voidaan luoda kokonaisia arkkitehtonisia esineitä.
Rakentamisessa sideaineina käytetyt lämpökovettuvat polymeerimateriaalit ovat yleensä viskooseja nesteitä, joita ei aivan oikein kutsuta "hartseiksi". Kemiallisessa tekniikassa näitä osittaisen polymeroinnin tuotteita (molekyylipainoltaan välillä 100 ... 1000), joilla on lineaarinen molekyylirakenne ja jotka kykenevät edelleen laajentumaan, kutsutaan oligomeereiksi. Lämpökovettuvia oligomeerisia sideaineita ovat esimerkiksi epoksi- ja polyesterihartsit, kuivausöljyt, vulkanointiaineiden kanssa sekoitettu kumit jne.
Aggregaatin (fysikaalisesta) tilasta riippuen polymeerisideaineet voivat olla:
Samalla polymeerillä voi synteesimenetelmästä riippuen olla eri fysikaalinen tila. Joten polystyreeni voi olla rakeiden, hienojakoisen jauheen, liuoksen orgaanisissa liuottimissa ja vesipitoisen dispersion muodossa.
Polymeerisementtimateriaalien saamiseksi polymeerien ja vesiliukoisten jauhemaisten polymeerituotteiden vesidispersiot ovat kätevimpiä; polymeeribetoneille ja polymeeriliuoksille - tähän tarkoitukseen käytetään nesteviskoosisia oligomeerejä ja monomeerejä, harvemmin polymeerien vesidispersioita.
Sementtibetoneihin verrattuna polymeeri- ja polymeeribetoneilla on suurempi vetolujuus , vähemmän haurautta ja parempi muotoutuvuus . Niillä on korkeampi vedenkestävyys, pakkaskestävyys , kulutuskestävyys, kestävyys aggressiivisia nesteitä ja kaasuja vastaan.
On tunnettua, että hartsien täyttäminen dispergoituneilla täyteaineilla yli 5 % heikentää jyrkästi niiden lujuusominaisuuksia (täyttöasteesta riippuen). Plastocementteja ei koskaan käytetä kuormitettujen osien komposiitteina. Myös muovisementtien hinta on paljon korkeampi kuin tavanomaisten epäorgaanisten sementtiseosten hinta, mikä määrää niiden kapeamman erikoistumisen.
Polymeeribetonia kutsutaan myös "tekokiveksi" sen lujuuden ja samankaltaisuuden vuoksi. Polymeeribetonia käytetään säiliöiden tiivistämiseen, kittiin, pohjamaaliin, itsetasoittavien lattioiden valmistukseen, metallituotteiden epätasaisuuksien ja vikojen tasoittamiseen, huonekalutuotannossa ja rakennusmateriaalina.
Erittäin dynaamisten työstökoneiden valmistajat käyttävät polymeeribetonia materiaalina koneen alustoissa, kehyksissä, koneportaaleissa jne., sen logaritminen vaimennusarvo on 10 kertaa suurempi kuin valuraudalla. Tämän materiaalin vaimennuksen ainutlaatuisuus ja jäykkyys, pieni paino (3-5 kertaa teräkseen verrattuna) tekevät siitä edistyneen konepajamarkkinoilla. [yksi]
Portlandsementistä valmistettu laasti ja betoni on tunnettu rakennusmateriaalina kaikkialla maailmassa jo 160 vuotta tai kauemmin. Sementtilaastilla ja betonilla on kuitenkin joitain haittoja, kuten viivästynyt kovettuminen, alhainen taivutuslujuus, suuri kuivumishalkeilu ja alhainen kemiallinen kestävyys. Polymeereilla on yritetty voittaa nämä puutteet. Yksi näistä alueista on polymeerimodifioidun laastin (polymeerisementin) tai betonin luominen. Tätä varten käytetään tavallisen sementtilaastin tai betonin modifiointia sellaisilla polymeerisillä lisäaineilla kuin latekseilla, jauhemaisilla emulsioilla, vesiliukoisilla polymeereillä, nestemäisillä hartseilla ja monomeereilla. Laastilla ja polymeerimodifioidulla betonilla on monoliittinen rakenne, jossa orgaaninen polymeerimatriisi ja sementtigeelimatriisi ovat homogenoituneet. Laastin ja polymeerimodifioidun betonin ominaisuudet määräytyvät tällaisella saumamatriisilla. Lateksilla, jauheemulsioilla ja vesiliukoisilla polymeereillä modifioiduissa järjestelmissä veden poistuminen näistä systeemeistä sementin hydratoinnin aikana johtaa kalvon tai kalvon muodostumiseen. Nestemäisillä hartseilla ja monomeereilla modifioiduissa järjestelmissä veden lisääminen stimuloi sementin hydratoitumista ja nestemäisten hartsien tai monomeerien polymeroitumista.
Ensimmäinen patentti polymeerisementin käytölle myönnettiin Cressonille vuonna 1923. Se koskee pinnoitusmateriaalia luonnonkumilatekseilla, kun taas patentoitua sementtiä käytettiin pohjana. Lefebvre julkaisi ensimmäisen patentin tällaiselle polymeerilateksilla muunnetulle järjestelmälle vuonna 1924. Hän näyttää olevan ensimmäinen tutkija, joka aikoi luoda lateksimodifioituja laastia ja betoneja käyttämällä luonnonkumilatekseja sekoittamalla koostumusta. Tämä patentti on tärkeä historiallisesta näkökulmasta. Kirpatrick patentoi samanlaisen idean vuonna 1925. 1920- ja 1930-luvuilla kehitettiin polymeerimodifioitua laastia ja betonia käyttämällä luonnonkumilatekseja.
Toisaalta vuonna 1932 patentti myönnettiin Bondille, joka ehdotti ensimmäisenä synteettisten kumilateksien käyttöä polymeerimodifioituihin järjestelmiin. Vuonna 1933 patentti myönnettiin Rodwellille, joka käytti ensimmäisenä synteettisiä hartsilatekseja, mukaan lukien polyvinyyliasetaattia, modifioituihin järjestelmiin. Toisin sanoen 1930-luku merkitsi käännekohtaa lateksien käytössä sementin modifiointiaineina (luonnonkumilatekseista synteettisiin kumeihin tai hartsilatekseihin).
1940-luvulla julkaistiin joitakin patentteja polymeerimodifioiduille järjestelmille, joissa oli synteettisiä latekseja, kuten polykloropreenikumi (neopreeni) latekseja ja polyakryylieetterilatekseja. Käytännön käyttöön on kehitetty polyvinyyliasetaatilla modifioituja laastija ja betoneja. Polymeerimodifioituja laastia ja betoneja on käytetty 1940-luvun lopulta lähtien laivojen kansien, siltakansien, jalkakäytävien, lattioiden ja myös korroosionestopinnoitteena. Isossa-Britanniassa Griffiths ja Stevens tekivät tutkimusta luonnonkumilla modifioitujen järjestelmien käytöstä. Samaan aikaan synteettisten kumien käyttö polymeerimodifioiduissa järjestelmissä herätti suurta kiinnostusta. Vuonna 1953 Geist ym. julkaisivat yksityiskohtaisen tutkimuksen polyvinyyliasetaattimodifioiduista liuoksista ja tekivät useita arvokkaita ehdotuksia polymeerimodifioitujen järjestelmien kehittämiseksi.
1960-luvulla laastien ja betonien muokkaamiseen käytettiin styreeni-butadieenikumia, polyakryylieetteriä ja polyvinyyli-idenkloridi-vinyylikloridia. Siitä lähtien käytännön työ muunnettujen laastien ja betonien tutkimuksessa ja kehittämisessä on edistynyt merkittävästi eri maissa, erityisesti USA:ssa, Neuvostoliitossa, Saksassa, Japanissa ja Isossa-Britanniassa. Tästä syystä on ilmestynyt huomattava määrä julkaisuja, mukaan lukien patentteja, kirjoja, artikkeleita ja raportteja. Tärkeimmät ja tärkeimmät näistä tutkimuksista on lueteltu alla.
Viime aikoina polymeerilatekseja, kuten styreeni-butadieenikumia, polyakryylieetteriä, polyvinylideenikloridipolyvinyylikloridia, polyeteenivinyyliasetaattia ja polyvinyyliasetaattilatekseja, on alettu käyttää laajalti kaikkialla maailmassa. Japanissa on julkaistu JIS (Japanese Industrial Standards), joka sisältää useita laatustandardeja ja testausmenetelmiä sementin modifiointiaineille ja lateksityyppisille laastiille:
Vuonna 1971 Diku, Steinberg ym. tutkivat useita muita järjestelmiä. Donnelly ja Duff patentoivat epoksipohjaiset järjestelmät vuonna 1965 ja 1973. Vuonna 1959 uretaaniesipolymeerijärjestelmä patentoitiin.
Vesiliukoisena polymeerinä erittäin suosittua metyyliselluloosaa käytetään sementin modifiointiaineena, ja sitä on 1960-luvun alusta lähtien käytetty laajalti myös keraamisten laattojen modifioitujen liimalaastien valmistuksessa. Tässä tapauksessa polymeeripitoisuus on 1 % tai vähemmän käytetystä sementistä. Shi-Bazaki on osoittanut, että polymeerit, kuten hydroksietyyliselluloosa ja polyvinyylialkoholi, ovat tehokkaita vesiliukoisina polymeereinä liuosten modifioinnissa. Vuonna 1974 Ramesi ja Razl julkaisivat kattavan katsauksen polymeerimodifioiduista järjestelmistä.
Tämä luku on omistettu erilaisten modifioitujen laastien ja betonien valmistusteknologiaan, ominaisuuksiin ja sovelluksiin. [2]
Jotkut polymeeribetonituotteet: