12. Полимерные вяжущие вещества: виды, строение полимеров

• Полимеры – вещества молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся звеньев,

количество таких звеньев от нескольких тысяч до нескольких миллионов. Противоположностью являются мономеры. Олигомеры – промежуточные, молекулярная масса 500-5000 углеродных единиц. По числу мономерных звеньев в цепи полимеры делят на: одинаковые звенья и 2 или более разных рядов.

В зависимости от того как чередуются звенья есть статические и чередующиеся полимеры. Есть блок-сополимеры и привитые сополимеры. Блок-сополимеры состоят из длинных последовательностей звеньев каждого типа, а в привитых одинаковые звенья образуют длинную основную цепь, а другие формируют более короткие боковые цепи. По строению основной цепи делят на: гомоценные (основная цепь состоит из одинаковых атомов), гетероценные полимеры (в основной цепи чередуются разные атомы).

Устойчивость полимеров зависит от прочностей связей между атомами. У гетероценных прочность связей выше чем у гомоценных, следовательно, гетореценные обладают большей температуростойкостью и прочностью.

• Способы получения полимеров: полимеризация, поликонденсация.

- Полимеризация – ведется за счет разрыва двойной связи и присоединения за счет нее звеньев друг к другу.

- Поликонденсация – ведется за счет химического взаимодействия между функциональными группами молекул исходных веществ, эти реакции сопровождаются отщеплением побочных продуктов, при этом химический состав меняется.

• По строению цепи полимеры бывают: линейные (длинная цепь атомов, могут быть функциональные

группы, длинных ответвлений нету), разветвленные (есть боковые цепи), сетчатые (тут идет сшивка линейных и разветвленных молекул и формируется сетчатая структура, сшивку обеспечивает отвердитель).

Линейные полимеры состоят из молекул, которые связаны силами Ван-дер-Ваальса, следовательно, при повышенной температуре, вязкость уменьшается, и они переходят в жидкое состояние.

Сетчатые полимеры – при повышенной температуре не плавятся и при достижении критической температуры разлагаются, процесс не обратимые.

Разветвленные полимеры – более прочные чем линейные, но большинство их термопласты. Есть полимеры: аморфные и кристаллические. У аморфных есть 3 физических состояния: стеклообразное, высокоэластичное, вязко текучее. Переход их одного состояния в другое связан с температурой.

• Деформация полимеров составляется из трех: пластинчатая, упругая, высокоэластичная.

Пластинчатая – связана с беспрепятственным скольжением молекул относительно друг друга.

Упругая – связана с изменение валентных углов и меж атомных расстояний.

Высокоэластичная – связана с изменение формы макромолекулы.

• Виды органических вяжущих – эпоксидная смола, фенолформальдегидные смолы, полиэфирные смолы.

13. Кислотоупорные цементы

Наполнители и заполнители для приготовления химически стойких бетонов должны иметь кислотостойкость

Кислотоупорные цементы состоят из смеси водного раствора силиката натрия (растворимого стекла), кислотоупорного наполнителя и добавки — ускорителя твердения. В качестве микронаполнителя используют кварц, кварциты, андезит, диабаз и другие кислотоупорные материалы; ускорителем твердения служит кремнефтористый натрий. Вяжущим материалом в кислотоупорном цементе является растворимое стекло — водный раствор силиката натрия или силиката калия.

Добавка кремнефтористого натрия также повышает водостойкость и кислотоупорность цемента.

• Отечественная промышленность выпускает кислотоупорный кварцевый кремнефтористый цемент,

состоящий из смеси тонкомолотого чистого кварцевого песка 15...30% и кремнефтористого натрия — 4...6% от массы наполнителя.

Кислотоупорные цементы применяют для футеровки химической аппаратуры, возведения башен, резервуаров и других сооружений химической промышленности, а также для приготовления кислотоупорных замазок, растворов и бетонов.

• Твердеет растворимое стекло (довольно медленно) только на воздухе вследствие выделения и

высыхания аморфного кремнезема под действием углекислоты воздуха по реакции Na₂SiO₃ + СO₂ + 2Н₂O -> Si(ОН)₄ + Na₂CO₃.

Однако глубина проникания углекислоты воздуха сравнительно невелика и положительное ее действие наблюдается только на поверхности.

Ускоряет твердение растворимого стекла добавка катализатора — кремнефтористого натрия Na₂SiF₆. Последний вступает во взаимодействие с растворимым стеклом, в результате чего быстро образует гель кремнекислоты — клеящее вещество, что приводит к быстрому твердению системы.

Силикат-глыбу можно транспортировать в таре или навалом. Растворимое стекло, имеющее сиропообразную консистенцию, транспортируют в бочках, стеклянных баллонах. Растворимое стекло применяют для приготовления кислотостойких и жароупорных обмазок. Нельзя применять растворимое стекло для конструкций, подверженных длительному воздействию воды, щелочей и фосфорной, фтористо-водородной или кремнефтористо-водородной кислоты.

• Кислотоупорный цемент не водостоек и разрушается от воздействия воды и слабых кислот. Для

повышения водостойкости в состав цемента вводят 0,5% льняного масла или 2% гидрофобизующей добавки. Полученный таким образом гидрофобизованный цемент называют кислотоупорным водостойким цементом (КВЦ).

• Для повышения кислотостойкости кислотоупорных бетонов рекомендуется обрабатывать их

поверхность разбавленной соляной или серной кислотой, раствором хлористого кальция или хлористого магния.