Задать вопрос
+7-932-129-43-76
+7-932-129-48-92
Задать вопрос
Быстро и надежно

Полимерцементный бетон

Бетон – это большой класс строительных материалов с разнообразными свойствами. В их число входит группа материалов, которые появились сравнительно недавно – примерно в 50-60-е годы XX века. Их называют П-бетонами.

К этой группе относятся:

  • Бетонполимер
    Это обычный бетон на основе цемента, который после затвердевания и высыхания обрабатывается защитной пропиткой на основе полимеров. Подробнее об этом материале вы можете прочитать в нашей статье Бетонполимер.
  • Полимербетон (пластобетон)
    Это особая разновидность бетона, в которой роль вяжущего выполняет не цемент, а полимерная смола (полиэфирная, фурановая, эпоксидная и так далее). Подробнее о ней мы рассказывали в нашей статье Полимербетон.
  • Полимерцементный бетон (ПЦБ)
    Это бетон, в котором роль вяжущего выполняет цемент, модифицированный добавками полимеров.

О последнем виде П-бетонов и пойдет речь в этой статье.

Мы расскажем, какие существуют полимерные добавки для бетона и как они влияют на свойства готового материала. А в заключительном разделе статьи мы рассмотрим основные сферы применения ПЦБ.

Виды полимерных добавок для бетона

Доля полимеров в ПЦБ может составлять от 0,5% до 25% от массы цемента. Это очень большой разброс.

Точное соотношение зависит от:

  • Требуемых характеристик материала: чем выше доля полимеров в цементе, тем сильнее они влияют на качество бетона
  • Финансовых ограничений: добавки для бетона, как правило, стоят довольно дорого
  • Того, в каком виде вносится полимерная добавка

Давайте остановимся на последнем пункте подробнее.

Для изготовления ПЦБ используют:

  • Водные суспензии полимеров
  • Водорастворимые полимеры
  • Водонерастворимые жидкие смолы
  • Водонерастворимые порошки

Ниже мы рассмотрим каждый вид по отдельности.

Водные суспензии полимеров

Это самый распространенный вид полимерных добавок для бетона.

Что такое суспензия? Это жидкость (в данном случае – вода), в которой находятся взвешенные твердые частички другого вещества. Можно вспомнить много примеров таких смесей из жизни: молоко, кровь, сок и так далее. Цементное тесто, которое образуется при смешивании цемента с водой, – это тоже суспензия.

Чаще всего в такой форме применяют добавки:

  • Латекса
    Его используют в первую очередь для придания бетону водонепроницаемости и морозостойкости.
  • Поливинилацетата (ПВА)
    Он придает цементу стойкость к маслам и нефтепродуктам.

Суспензия вводится в бетонную смесь в количестве от 5% до 20% от массы сухого цемента.

В любой суспензии наступает такой момент, когда твердые частицы начинают слипаться друг с другом и выпадать в осадок. Этот процесс называется коагуляцией. Из-за него полимеры в бетоне распределяются неравномерно, а это негативно влияет на качества материала. Чтобы избежать коагуляции, в смесь также вносят 5-10% (по массе полимера) стабилизатора ПАВ ОП-7 или ОП-10.

Бетон с добавкой полимерной суспензии требует особых условий твердения.

Ухаживать за ним нужно по такой схеме:

  • Первые 7-10 дней – держать под пленкой и регулярно поливать водой, как обычный бетон
  • Последующие 18-20 дней – держать в сухости

На первом этапе протекает реакция гидратации цемента и образуется прочный цементный камень. А на втором – из суспензии испаряется жидкость и формируется прочная полимерная структура. Если не соблюдать такой режим, то процесс твердения полимера будет нарушен, и весь смысл в использовании дорогой добавки просто пропадет.

Водорастворимые смолы

Такие добавки очень просты в использовании. Они выпускаются в виде порошков, которые растворяют в воде. Затем в эту вводу вносят сухие компоненты бетонной смеси: заполнители и цемент, – и все тщательно перемешивают.

Водорастворимые добавки бывают двух групп:

  • Термореактивные полимеры
    К ним относятся ацетоноформальдегидная смола (АЦФ), а также водорастворимые эпоксидные и карбамидные смолы. Такие добавки позволяют увеличить прочность бетона, его морозо- и химическую стойкость.
  • Термопластичные полимеры
    В эту группу попадают поливиниловый спирт (ПВС) и производные целлюлозы. Они уже не оказывают такого сильного влияния на технические характеристики бетона. Такие добавки используются для того, чтобы увеличить адгезию бетона к другим материалам (например, к основанию под стяжку пола).

Вносят такие добавки в небольшом количестве – обычно 1,5-2% от массы сухого цемента. В любом случае содержание полимеров не должно превышать 10%. В больших количествах они нарушают процесс гидратации цемента, а от этого страдает прочность будущего бетона.

Материал с добавками водорастворимых полимеров твердеет медленнее, чем обычный бетон. Для полного набора прочности ему требуется от 45 до 60 суток. Чтобы ускорить этот процесс, рекомендуют вносить небольшое количество хлорида кальция CaCl2 – 1-1,5% от массы цемента.

Ухаживают за таким бетоном так же, как за обычным на цементе. Первые 7-14 суток его выдерживают во влажных условиях, регулярно поливая. Затем – дают высохнуть.

Водонерастворимые смолы

Этот вид добавок связан с большими денежными расходами. Это обусловлено тем, что содержание полимера в таком случае очень высокое: от 10% до 30% по массе сухого цемента.

Готовят бетонную смесь таким образом:

  1. В воде растворяют эмульгатор – оксиэтилцеллюлозу в количестве около 0,5% от массы цемента. Она нужна для того, чтобы полимер равномерно распределялся в цементном тесте, а смесь не расслаивалась
  2. В воду высыпают цемент и тщательно перемешивают до образования цементного теста
  3. В готовое вяжущее заливают полимерную смолу (полиэфирную, полиуретановую, эпоксидную или другую) и также перемешивают
  4. На последнем этапе в смесь вносят заполнители и отвердитель для смолы (при необходимости). Дозировка последнего подбирается в соответствии с инструкцией к добавке

Так получается материал, в котором одновременно существуют две структуры: цементная и полимерная. Такой бетон отличается наиболее высокими показателями прочности и адгезии, морозо-, износо- и химической стойкости. Однако стоит он намного дороже материала без добавок, поэтому в строительстве – особенно частном – применяется реже.

Ухаживают за таким ПЦБ так же, как за обычным цементобетоном.

Водонерастворимые порошки

Этот способ получения ПЦБ отличается от рассмотренных выше. Он требует дополнительной тепловой обработки.

В виде порошковых добавок обычно используют:

  • Эпоксидные смолы (в сочетании с порошком-отвердителем)
  • Резольные фенолформальдегидные смолы
  • Полистирол
  • Поливинилхлорид
  • Молотый пек – продукт производства дегтя
  • Парафины

В состав бетонной смеси они вносятся обычно в количестве 10-15% от массы цемента.

Приготовление ПЦБ в этом случае выглядит так:

  1. Порошок обрабатывают гидрофилизирующими поверхностно-активными веществами (ПАВ). Дело в том, что водонерастворимые полимеры имеют гидрофобную поверхность. Это значит, что без обработки они будут плохо перемешиваться с цементом и выделяться из смеси
  2. Бетон замешивают по традиционной технологии, а полимерную добавку вносят вместе с заполнителем
  3. Далее материал используют как обычный цементобетон: заливают в опалубку или форму для изготовления изделий
  4. На последнем этапе затвердевший бетон нагревают до температуры плавления полимера (у каждого материала она своя)

В результате полимерный порошок переходит в жидкое состояние и растекается по порам бетона. А спустя какое-то время – затвердевает и прочно их закупоривает.

Как вы понимаете, такой способ получения ПЦБ подходит только для производства отдельных деталей: кирпичей, камней, столбиков и так далее. Равномерно прогреть монолитный фундамент – особенно в домашних условиях – у вас не получится.

Также нужно отметить, что нерастворимая порошкообразная добавка не образует в толще бетона единую полимерную матрицу. Другими словами, она делает материал более водо- и морозостойким, но никак не влияет на его прочность.

Теперь вы знаете, какие существуют способы приготовить бетон с полимерными добавками. О других видах присадок, которые применяются для модификации материала, вы можете прочитать в нашей статье Виды добавок для бетона.

А в следующем разделе мы подробнее рассмотрим свойства ПЦБ.

Собственное производство бетона и своя лаборатория, а также большой парк техники гарантируют высокое качество продукции и точные сроки поставки
Бетон — производство и доставка
Автобетононасосы — аренда
7 904 179–31–56
Валентин Юрьевич Швец
Директор «БетонСтрой»

Особенности полимерцементного бетона

Эта разновидность материала имеет отличные технические характеристики. Такой эффект достигается за счет полимерных частиц, которые равномерно распределены в толще бетонного камня.

Они выполняют такие функции:

  • Образуют упругие прослойки между частицами цементного раствора
  • Увеличивают адгезию вяжущего вещества к заполнителям
  • Закупоривают открытые поры в бетоне

За счет этого материал приобретает целый ряд преимуществ.

К плюсам полимерцементного бетона относятся:

  • Прочность на растяжение при изгибе
    У полимерцементного бетона она зачастую на 50-80% выше, чем у обычного.
  • Модуль упругости
    У материала с полимерными добавками он в среднем на 10-20% ниже, чем без него. Это значит, что материал более упругий и «пружинящий».
  • Улучшенное звукопоглощение
    Эта характеристика связана с предыдущей, ведь чем ниже модуль упругости материала, тем лучше он поглощает ударный шум.
  • Высокие водо- и морозостойкость
    ПЦБ не боится ни воды, ни заморозков благодаря своей водонепроницаемой поверхности.
  • Высокая коррозионная стойкость
    Полимерцементный бетон долго сохраняет свои свойства даже в химически агрессивных средах. Например, срок его эксплуатации в хлоридных растворах в среднем в 2 раза длиннее, чем у обычного цементобетона.
  • Низкая истираемость
    Это свойство обеспечивает высокая адгезия полимерцементного вяжущего к заполнителям. Истираемость ПЦБ в 2-2,5 раза ниже, чем у обычного бетона – а ведь этот материал сам по себе считается износостойким.
  • Высокая адгезия
    Полимерцементные составы гораздо лучше сцепляются со старым бетоном, чем обычный цемент. За счет этого их можно использовать в ремонтных работах.

Отдельно стоит упомянуть стоимость такого материала. Конечно же, он стоит дороже обычного цементобетона. Но при этом он дешевле полимербетона, в котором цемент полностью заменен полимерным вяжущим. Таким образом, в плане цены ПЦБ – это компромисс между двумя материалами.

Справедливости ради скажем, что у ПЦБ есть и недостатки:

  • Прочность на сжатие
    В некоторых случаях она может быть ниже, чем у обычного бетона на таком же цементе и заполнителях. Но разница эта не критична и проявляется скорее в условиях очень больших нагрузок.
  • Повышенная ползучесть
    Любой материал под воздействием постоянной высокой нагрузки со временем деформируется. Например, основание под очень тяжелым станком со временем неизбежно проседает. Но в ПЦБ этот процесс протекает быстрее, чем в обычном жестком бетоне.
  • Усадка
    При твердении цемент с полимерной добавкой дает усадку больше, чем без нее.
  • Долгий набор прочности
    Как мы отмечали, ПЦБ на водорастворимых смолах может сохнуть очень долго – до 60 суток. Впрочем, на этот случай придуманы специальные добавки – ускорители твердения.

Как видите, ПЦБ имеет очень хорошие физико-механические характеристики. У него есть и недостатки, но они зачастую не критичные. Тем не менее, из-за своей высокой стоимости он применяется не так широко, как обычный цементобетон.

Вот как раз об использовании материала мы и поговорим в продолжении статьи.

Сфера применения полимерцементного бетона

Эта разновидность бетона отличается высокой универсальностью. Она может применяться в широком спектре работ.

ПЦБ подходит для использования в:

  • Строительстве
    Наибольшее распространение ПЦБ получил при обустройстве полов в общественных заведениях, торговых центрах и на предприятиях. Покрытия из него получаются прочными и долговечными, они не боятся влаги и не пылят. Применяют также кладочные, шпаклевочные, штукатурные и гидроизоляционные растворы на основе полимерцементного вяжущего. А из крупнозернистого ПЦБ можно заливать прочные и долговечные фундаменты, монолитные стены, столбы и другие несущие конструкции.
  • Ремонтных работах
    Поскольку полимерцементные растворы отличаются высокой адгезией к старому бетону, их можно эффективно использовать для заделки трещин в бетонных конструкциях и обустройства тонких защитных слоев на бетонных покрытиях.
  • Дорожном строительстве
    ПЦБ – это, пожалуй, идеальный материал для покрытий дорог и аэродромов. Он отличается высокой прочностью, долговечностью и износостойкостью, которой не может похвастаться асфальт. А повышенная упругость полимерцементного бетона решает проблему громкого шума, который характерен для обычных бетонных дорог.
  • Производстве бетонных и железобетонных изделий (ЖБИ)
    Из ПЦБ делают фундаментные и стеновые блоки, плиты перекрытий, балки, трубы, плитку, дренажные лотки, резервуары для хранения воды и нефтепродуктов и многие другие изделия. За счет своей высокой химической стойкости они идеально подходят для эксплуатации в агрессивных средах.

В частном строительстве ПЦБ пока не так распространен, как обычный цементобетон. Это обусловлено высокой стоимостью материала. Тем не менее, в будущем его использование может стать более массовым.

Подведем итог.

Полимерцементный бетон (ПЦБ) – это разновидность цементного бетона, обогащенная полимерными добавками. Их вносят в бетонную смесь в виде водных суспензий, растворов, а также нерастворимых смол и порошков. ПЦБ превосходит обычный бетон по прочности на растяжение, водонепроницаемости и износостойкости, отличается высокой адгезией к другим материалам. Он применяется при обустройстве полов, наружной и внутренней отделке, ремонте старого бетона, обустройстве дорожных покрытий, а также при производстве бетонных изделий и ЖБИ.