Чем приготовить полимерный раствор

Производство полимербетона своими руками и в промышленных условиях: состав, пропорции и советы

Использование бетона является обязательным при любом строительстве (промышленном, дачном, частном).

Без этого материала не обойтись при облагораживании садовых участков, утеплении конструкций и т.д.

На помощь строителям пришел новый класс материалов – полимерный фибробетон.

Изготовить его можно самостоятельно, используя при этом отходы пластика, которые в буквальном смысле лежат под ногами. Несложная технология изготовления полимербетона позволяет осуществить этот процесс своими руками.

В этой статье пойдет речь о производстве полимербетона на основе вторичных полимеров.

Преимущества полимерного бетона

Армировать бетон строители научились достаточно давно. Еще в начале прошлого столетия был запатентован способ упрочнения бетона металлом.

Использование же в качестве усиливающих агентов полимеров появилось относительно недавно.

Пластик имеет ряд преимуществ, которые способны потеснить традиционные армирующие материалы: металл и стекло. Полимер более технологичен, он удобен и безопасен в обращении.

Многие строители отрицательно отзываются о пластике, поскольку он может комковаться при смешивании. Сейчас есть множество добавок, которые помогут решить эту проблему.

Полимер более легкий, чем металл или стекло. Поэтому он даже способен несколько облегчить конструкцию. Пластмассовые армирующие частицы устойчивы к коррозии и атмосферному воздействию. Можно добиться такого соотношения ширины и длины волокна, которое позволит упрочнить бетон в несколько раз по сравнению со стандартным образцом.

Рецептура и состав

Содержание армирующего наполнителя никак не отражается на основной рецептуре бетона.

Вот примерное соотношение компонентов, рекомендуемое для приготовления смеси:

1. Цемент. Берется из расчета 1 части. В зависимости от типа производимых работ, можно выбрать быстро отверждаемые марки, либо стандартные.
2. Песок. В рецептуру рекомендуется добавлять из расчета 4 части на 1 часть цемента. Для более прочных марок допустимо уменьшить пропорции до 3 частей. Требования к качеству песка довольно высокие. Его нужно хорошо просеять от крупных частиц и при необходимости промыть водой. Такая процедура позволит сделать матрицу прочнее.
3. Армирующие компоненты. Измельченный пластик рекомендуется добавлять из расчета от 3 до 10 килограмм на 1 кубометр смеси.
4. Пластификаторы. Это тип добавок, улучшающих пластичность смеси при заливке и повышающих прочностные характеристики. Дозировка указана на упаковке, обычно стандартно вводят от 0,25 до 0,50% от общей массы.
5. Гидрофобизатор. Позволяют повысить устойчивость к водной эрозии, поскольку создают слой на поверхности бетона. Дозировка небольшая, до 0,5%, в зависимости от рекомендации на этикетке.

Требования к армирующим пластикам

В качестве усиливающего компонента рекомендуется использовать полиолефиновые марки (полиэтилен, полипропилен). Они удачно сочетают в себе прочность и гибкость, что позволяет не ломаться при воздействии нагрузки.

Полиолефины отличаются морозостойкостью, которая позволит армирующей добавке противостоять атмосферному воздействию и даже проводить работы при отрицательных температурах.

Пластик наиболее проявляет свои усиливающие свойства тогда, когда соблюдается большое соотношение длины и ширины кусков.

Поэтому качественный и правильный упрочняющий материал можно получить экструзией и резкой на рубильном станке соответствующего полимера.

Эта технология более затратная и трудоемкая, но полученный таким способом армирующий пластик может использоваться даже в промышленном строительстве.

Если не стоит задача получить бетонную смесь для фундаментальной застройки, то можно использовать дробленый на мелкую фракцию пластик.

Для равномерного распределения полимера по матрице лучше предварительно обработать его замасливателем.

Это силиконовые составы, например, гидрофобизатор или грунтовка на основе силана. Они тонким слоем покрывают дробленку, предотвращая комкование.

Технология изготовления раствора

Очень важен порядок загрузки компонентов:

1. Если используется аппрет, то лучше предварительно замешать его с дробленкой в бетономешалке. Перемешивание лучше вести до тех пор, пока не покроются равномерным слоем все куски пластика.
2. Далее в определенной пропорции засыпают цементо-песочную смесь и все тщательно перемешивают.
3. Постепенно, не прекращая вращение, вливается вода. Количество жидкости определяется необходимой вязкостью смеси. Если нужен бетон для блоков, то состав делают более густым. И наоборот, для заливки фундамента можно делать раствор более текучим.
4. При добавлении армирующего пластика рекомендуется увеличить время смешения примерно в 2 раза по сравнению со стандартным бетоном.

Необходимое оборудование

Процесс можно разделить на два ключевых этапа, исходя из которых можно определиться с основными единицами оборудования:

1. Изготовление дробленого пластика. Для этого в самом простом исполнении нужна дробилка роторного типа и приемник для дробленки (лоток, бак, ёмкость большого объема). Зазор между ножами должен регулироваться для наработки фракции дробленки нужного размера.
2. Приготовление смеси в бетономешалке. Подойдет стандартная с перемешивающими лопастями. Вспомогательный инструмент – лопата, ведра, совки и т.д.

Области применения

Армированный бетон может применяться там, где необходима высокая прочность и долговечность.

Тонкие волокна, равномерно распределенные по всем направлениям, усиливают конструкции. Поэтому из армированного бетона можно изготавливать блоки для монолитного строительства.

Полимерные частицы позволяют повысить прочность бетона на растяжение, повысив тем самым его марку.

Поскольку сейчас технологии строительства изменились, то использование тяжелых блоков, армированных стальными прутьями, более невозможно. На смену им приходят такие же прочные, но гораздо более легкие полимербетоны.

Кроме того, введенный в состав цемента пластик может повысить теплоизоляционные свойства бетонной плиты.

Полимерцемент не дает сильную усадку, что важно при отливке сборных конструкций, когда есть риск получить детали разного размера. Помимо изготовления строительных блоков, полимербетон можно использовать для заливки фундаментов, тротуарной плитки, несъемной опалубки и т.д.

Есть интересные идеи изготовления садовых скульптур, скамеек, фонтанов и вазонов. Из полимербетона такие конструкции получаются более прочными.

Видео по теме

В данном видео показано изготовление красивого искусственного мрамора из полимербетона с разводами:

Вывод

Полимербетон – более современный материал, в отличие от традиционных цементных составов. Помимо своих полезных характеристик, он уникален тем, что может послужить отличным способом использования вторичного пластика.

Количество отходов на нашей планете колоссальное, а использование их в бетоне – отличная идея утилизации.

Возрастающие темпы строительства и, соответственно, нарастающие объемы потребления полимербетона могут наладить использование пластиковых отходов в строительных технологиях не только в кустарных, но и промышленных масштабах.

Зная, как смешивать компоненты и обладая соответствующим оборудованием, вполне возможно изготовить полимерцементный раствор в домашних условиях.

Источник

Способ приготовления растворов полимеров

Изобретение относится к технологии растворения полимеров и может быть использовано в производстве лаков, покрытий, мембран и т.п. Изобретение позволяет повысить стабильность растворов в 10 раз и исключить деструкцию полимера при растворении за счет предварительной обработки растворителя в течение 1-10 с ультразвуком мощностью 10-50 Вт/см 2 и частотой 22 или 44 кГц, введения порошка термопласта в процессе УЗ обработки, которую прекращают через 10-300 с после введения полимера. 1 табл.

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 08 3 3/28

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4216485/23 — 05 (22) 24.03.87 (46) 07.04.89.Бюл. Ф 13 (7 1) Институт химии Башкирского фили ала АН СССР (72) Ю.А.Сангалов, С.Р.Рафиков, Ю.Я.Нелькенбаум, И,К.Прокофьев, А.И.Ильясова, Н.М.Ишмуратова и Л.В.Кравченко (53) 541.64(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

K — 133464, кл. В 01 f 11/02, 1960..

Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике. N.

1 Изобретение относится к технологии растворения полимеров и может применяться в производстве лаков, пленочных покрытий, мембран и т,д.

Цель изобретения — увеличение стабильности раствора и предотвращения деструкции полимера.

Пример 1. 4Е-ный раствор поливинилхлорида в циклогексаноне по лучают следующим образом.

В химический стакан емкостью

100 мл, содержащий 50 мл циклогексанона (при 20 С), вводят конец экспоненциального излучателя (S=2 см ) и включают ультразвуковой дисперга-. тор УЗДН-2Т. Рабочая частота 22 кГц,,интенсивность 100 Вт. Через 5 с засыпают навеску 2 r порошка поливинилхлорида (ПВХ) марки С-70 с размерами частиц 100-300 мкм. Через

2 и частотой 22 или 44 Гц. введения порошка термопласта в процессе УЗ обработки, которую прекращают через

10-300 с после введения полимера.

1 табл. ра когда мутный раствор становится прозрачным, выключают диспергатор.

Переосаждают раствор ПВХ в 200 мл

С Н ОН, фильтруют, промывают спиртом и ацетоном и сушат под вакуумом при @

50 С до постоянного веса. Среднюю молекулярную массу поливинилхлорида (., ) определяют на основании измерения вяз. — кости раствора в циклогексаноне при

25 С. Средняя мол.масса исходного

ПВХ 176000, а после озвучивания

По данным ИК-, УФ-спектроскопии спектр ПВХ после озвучивания идентичен исходному. Раствор сохраняет свою гомогенность, по крайней мере, в течение 60 сут, после чего структурируется.

Пример 2. Раствор поливинилхлорида получают по примеру 1, но при частоте 44 кГц.

Пример 3. Растворение поливинилхлорида проводят по примеру 1, но порошок ПВХ вводят после 10 с озвучивания растворителя и при концентрации полимера I r на 100 мл

5 растворителя. Время приготовления раствора 10 с. Начальная средняя мол. масса 176000, после озвучивания также 176000. При использовании 10 г по- 10 лимера (на 100 мл растворителя) время растворения составляет 35 с,Молекулярная масса полимера после приготовления раствора также не изменяется. Структура ПВХ по данным спект-. рального анализа не изменена. Раствор стабилен 80 сут.

Пример 4. Растворение ПВХ проводят по примеру 3, но при частоте 44 кГц и интенсивности 25 Вт/см

Полное растворение порошка полимера наблюдают через 30 с УЗ-воздействия после введения ПВХ в растворитель.

Раствор стабилен 75 сут.

П р и и е р 5. Раствор ПВХ получа- 25 ют по примеру 1, но интенсивность ультразвука составляет 10 Вт/см, а время предварительной обработки растворителя 1 с. Полное растворение полимера происходит за 300 с

Й, = 175000. Раствор стабилен 61 сут.

Пример 6. Растворение и выделение полимера проводят по примеру 1, но после 1 с озвучивания растворителя вводят порошок ПВХ марки

С-50 с мол. массой 60 10 и размеъ „ 35 ром частиц 200-500 мкм. Время озвучивания системы полимер-растворитель 32 с. После выделения полимера из раствора его мол. масса равна

59,8 10 . Раствор стабилен в течение.

П р и и е р 7. Растворение и выде ление полимера ПВХ марки С 55 (мол. масса 79 10 — ) провоцят по примеру 1, но в 1 2-дихлорэтане и при концентрации 50 г ПВХ в 500 мл растворителя.

Бремя озвучивания системы полимеррастворитель 300 с. Выделенный

ПВХ имеет мол. массу 79 10 . Раствор

50 стабилен 60 сут.

Пример 8. Растворение и вы-» деление полимера ПВХ марки 0=55 проводят по примеру 5, но в качестве растворителя используют хлороформ, концентрация ПВХ 20 г/л, а время

УЗ-обработки растворителя 10 с.Растворение полимера проходит за 200 с.

>э.-твор cò÷áèíåí 65 сут.

Пример 9. Приготовляют раствор поливинилового спирта (ПВС) по примеру 3. Используют порошок ПВС с размером частиц 4-3 мкм и мол.массой 47000, в качестве растворителя используют воду. Время приготовления раствора 12 с. Выделенный и высушенный под вакуумом ПВС имеет мол.массу 46800. Раствор стабилен 85 сут.

Пример 10. Приготовляют раствор поливинилацетата (ПВА) по примеру 9. Используют частично опыленный поливинилацетат, содержащий 13,2Х ацетатных групп и имеющий мол.массу 72 .10 . Время приготовления раст3 вора 20 с. Выделенный сополимер имеет мол.массу 72 10 . Раствор стабиз лен 90 сут

Пример 11. Растворение и выделение полимера проводят по примеру 1, но в качестве полимера используют порошок пентапласта марки А с мол. массой 210000. Время приготовления раствора 95 с. Выделенный из раствора пентапласт имеет мол.массу 220000. При использовании пентапласта в количестве 8 г на 100 мл циклогексанона время приготовления раствора составляет 105 с, а молекулярная масса полимера после растворения 205000. Структура пентапласта после приготовления более концентрированного раствора также не изменяется, Раствор стабилен в течение

Пример 12. В колбу, содержащую 50 мл циклогексанона, засыпают

2 г ПВХ марки С-70 с размером частиц .100-300мкм. Затем помещают в данную сйстему конец экспоненциальи ного излучателя (8=2 см ) и проводят

УЗ-облучение (22 кГц, интенсивность

50 Вт/см, ультразвуковой дисперга1 тор УЗДН-2Т). Сразу же после включения ультразвука порошок на дне сосу, да покрывается прозрачной корочкой, препятствующей быстрому растворению полимера. УЗ-облучение проводят до полного растворения порошка полимера в течение 25-30 с. Средняя молекулярная масса ПВХ уменьшается на 507 по сравнению с исходной (исходная

176000, после озвучивания 92000).

По данным УФ-спектроскопии в полимере после многократного переосажде-. ния из раствора обнаружены ароматические фрагменты — результат взаимодействия концевых радикалов с цикло1470744 гексаноном. Структурирование раствора ПВХ происходит через 5-7 сут хранения.

Режимы приготовления и стабильность свойств растворов полимеров приведены в таблице.

Молекулярная масса полимера до/после приготовления раствора

Концентрация растsopa, г/на

100 мл растворителя

УЗобта, кГц раствора полимера при хранении, сут ность, Вт/см работ- . систему поки растворл-, теля, лимерраствори1 ПВХ

Источник