Polymerbeton ( polymercement, plastbeton , betonpolymer ) er den generelle betegnelse for en gruppe af nye betontyper skabt for at eliminere eller reducere manglerne ved cementbeton , hvor det mineralske bindemiddel (cement, silikat) helt eller delvist udskiftes af polymerer , sædvanligvis polyesterharpikser, sjældnere epoxy. Også sætningen: "polymerbeton", er et synonym for begrebet arkitektonisk beton. Udtrykket " arkitektonisk beton " blev dannet i det professionelle miljø af arkitekter for at henvise til et byggemateriale, hvorfra komplette arkitektoniske objekter kan skabes.
Termohærdende polymermaterialer, der anvendes i byggeriet som bindemidler, er sædvanligvis tyktflydende væsker, der ikke helt korrekt kaldes "harpikser". I kemisk teknologi kaldes disse produkter af delvis polymerisation (med en molekylvægt i området 100 ... 1000), med en lineær struktur af molekyler og i stand til yderligere forstørrelse, oligomerer. Termohærdende oligomere bindemidler omfatter for eksempel epoxy- og polyesterharpikser, tørrende olier, gummier blandet med vulkaniseringsmidler osv.
Afhængigt af den samlede (fysiske) tilstand kan polymerbindere være:
Den samme polymer kan, afhængigt af syntesemetoden, have en anden fysisk tilstand. Så polystyren kan være i form af granulat, finkornet pulver, en opløsning i organiske opløsningsmidler og en vandig dispersion.
For at opnå polymercementmaterialer er vandige dispersioner af polymerer og vandopløselige pulveriserede polymerprodukter mest bekvemme; til polymerbetoner og polymeropløsninger - væske-viskose oligomerer og monomerer, mindre almindeligt anvendes vandige dispersioner af polymerer til dette formål.
Sammenlignet med cementbeton har polymer- og polymerbeton højere trækstyrke , mindre skørhed , bedre deformerbarhed . De har højere vandbestandighed, frostbestandighed , slidstyrke, modstandsdygtighed over for aggressive væsker og gasser.
Det er kendt, at fyldning af harpikser med dispergerede fyldstoffer over 5% kraftigt reducerer deres styrkeegenskaber (afhængig af fyldningsgraden). Plastcementer bruges aldrig som kompositmaterialer til dele under belastning. Også prisen på plastocementer er meget højere end konventionelle uorganiske cementblandinger, hvilket bestemmer deres snævre specialisering.
Polymerbeton kaldes også "kunstig sten" på grund af dens styrke og lighed. Polymerbeton anvendes til tætning af tanke, spartelmasse, primer, til fremstilling af selvnivellerende gulve, til udjævning af uregelmæssigheder og fejl i metalprodukter, i møbelproduktion og som byggemateriale.
Producenter af højdynamiske værktøjsmaskiner bruger polymerbeton som materiale til maskinbede, rammer, maskinportaler osv., det har en logaritmisk dæmpningsværdi 10 gange højere end støbejern. Det unikke ved dæmpning og stivhed af dette materiale, lav vægt (3-5 gange sammenlignet med stål) gør det avanceret på ingeniørmarkedet. [en]
Mørtel og beton lavet af Portland cement har været kendt over hele verden som byggemateriale i 160 år eller mere. Men cementmørtel og beton har nogle ulemper såsom forsinket hærdning, lav bøjningsstyrke, store udtørrende revner og lav kemikalieresistens. Polymerer er blevet forsøgt for at overvinde disse mangler. Et af disse områder er skabelsen af polymermodificeret mørtel (polymercement) eller beton. For at gøre dette anvendes modifikation af almindelig cementmørtel eller beton med sådanne polymere additiver som latexer, pulveriserede emulsioner, vandopløselige polymerer, flydende harpikser og monomerer. Mørtel og polymermodificeret beton har en monolitisk struktur, hvor den organiske polymermatrix og cementgelmatrix er homogeniseret. Egenskaberne af mørtel og polymermodificeret beton bestemmes af en sådan fugematrix. I systemer modificeret med latex, pulveremulsioner og vandopløselige polymerer resulterer dræning af vand fra disse systemer under cementhydrering i dannelsen af en film eller membran. I systemer, der er modificeret med flydende harpikser og monomerer, stimulerer tilsætningen af vand hydratiseringen af cementen og polymeriseringen af de flydende harpikser eller monomerer.
Det første patent på brug af polymercement blev udstedt til Cresson i 1923. Det drejer sig om et belægningsmateriale med naturgummilatex, mens den patenterede cement blev brugt som base. Det første patent på et sådant polymerlatexmodificeret system blev offentliggjort af Lefebvre i 1924. Han ser ud til at være den første forsker, der havde til hensigt at skabe latexmodificerede mørtler og betoner ved hjælp af naturgummilatex ved at blande sammensætningen. Dette patent er vigtigt ud fra et historisk synspunkt. En lignende idé blev patenteret af Kirpatrick i 1925. I 1920'erne og 1930'erne blev polymermodificeret mørtel og beton udviklet ved hjælp af naturgummilatex.
På den anden side blev der i 1932 udstedt et patent til Bond, som først foreslog brugen af syntetiske gummilatexer til polymermodificerede systemer. I 1933 blev der udstedt et patent til Rodwell, som var den første til at bruge syntetiske harpikslatexer, herunder polyvinylacetat, til modificerede systemer. Med andre ord markerede 1930'erne et vendepunkt i brugen af latexer som cementmodifikatorer (fra naturgummilatex til syntetisk gummi eller harpikslatex).
I 1940'erne blev nogle patenter offentliggjort for polymermodificerede systemer med syntetiske latexer såsom polychloropren gummi (neopren) latexer og polyacrylether latexer. Til praktisk brug er der udviklet mørtler og beton modificeret med polyvinylacetat. Siden slutningen af 1940'erne er polymermodificerede mørtler og beton blevet brugt til at dække skibsdæk, brodæk, fortove, gulve og også som anti-korrosionsbelægninger. I Storbritannien har Griffiths og Stevens forsket i brugen af systemer modificeret med naturgummi. Samtidig vakte brugen af syntetiske gummier i polymermodificerede systemer stor interesse. I 1953 offentliggjorde Geist et al. en detaljeret undersøgelse af polyvinylacetatmodificerede opløsninger og fremsatte en række værdifulde forslag til udvikling af polymermodificerede systemer.
I 1960'erne blev styren-butadiengummi, polyacrylether og polyvinylidenchlorid vinylchlorid brugt til at modificere mørtler og beton. Siden da har det praktiske arbejde med forskning og udvikling af modificerede mørtler og beton gjort betydelige fremskridt i forskellige lande, især i USA, USSR, Tyskland, Japan og Storbritannien. Derfor er der udkommet et betydeligt antal publikationer, herunder patenter, bøger, artikler og rapporter. De vigtigste og vigtigste af disse undersøgelser er anført nedenfor.
For nylig er polymerlatexer, såsom styren-butadiengummi, polyacrylether, polyvinylidenchlorid, polyvinylchlorid, polyethylenvinylacetat og polyvinylacetatlatexer blevet meget brugt over hele verden. I Japan er JIS (Japanese Industrial Standards) blevet udgivet, som omfatter flere kvalitetsstandarder og testmetoder for cementmodifikatorer og mørtler af latextypen:
I 1971 undersøgte Diku, Steinberg et al. en række andre systemer. Donnelly og Duff patenterede epoxybaserede systemer i henholdsvis 1965 og 1973. I 1959 blev urethan-præpolymersystemet patenteret.
Methylcellulose, meget populær som vandopløselig polymer, bruges som cementmodificerende middel, og siden begyndelsen af 1960'erne har det også været meget brugt i produktionen af modificerede klæbemørtler til keramiske fliser. I dette tilfælde er polymerindholdet 1 % eller mindre af den anvendte cement. Shi-Bazaki har vist, at polymerer såsom hydroxyethylcellulose og polyvinylalkohol er effektive som vandopløselige polymerer til at modificere opløsninger. I 1974 udgav Ramesi og Razl en omfattende gennemgang af polymermodificerede systemer.
Dette kapitel er viet til produktionsteknologi, egenskaber og anvendelse af forskellige modificerede mørtler og betoner. [2]
Nogle typer polymerbetonprodukter: