XVII OGÓLNOPOLSKA KONFERENCJA WARSZTAT PRACY PROJEKTANTA KONSTRUKCJI
UstroÅ„, 20 ÷ 23 lutego 2002 r.
Lech Czarnecki *
BETONY POLIMEROWE
1. Wprowadzenie; geneza betonów polimerowych
Zastosowanie betonów polimerowych w działalności budowlanej nie jest
zjawiskiem nowym; materiały budowlane modyfikowano polimerami (rys. 1) już w
odległych czasach (III  II tysiąclecie przed Chr.) [2]. Jednak dopiero współcześnie
kompozyty polimerowe stały się jednym z ważniejszych materiałów w budownictwie.
Według niektórych przewidywań dominacja betonu i dynamiczny rozwój polimerów
stanowią główne wyznaczniki rozwoju materiałów budowlanych [3].
W ubiegłym roku minęło szereg charakterystycznych rocznic dokumentujących
rozwój badań i zastosowań  polimerów w betonie ; między innymi upłynęło 50 lat od
powołania Komitetu Technicznego pod tą nazwą w Amerykańskim Instytucie Betonu (ACI)
oraz 25 lat od rozpoczęcia działalności Komitetu RILEM  Concrete-Polymer Composites .
W 2001 roku odbył się także po raz dziesiąty Międzynarodowy Kongres  Polimery w
Betonie (ICPIC). Minęło 75 lat od pierwszych przemysłowych zastosowań betonów
polimerowo-cementowych i 50 lat od pierwszych prefabrykatów (płyty okładzinowe) z
betonów żywicznych. Dorobek badawczy dokumentuje ponad siedem tysięcy publikacji i
ponad pięć tysięcy patentów.
Przesłanką rozwoju jest dążenie do uzyskiwania  lepszych betonów o
odpowiednio zmodyfikowanych właściwościach  dużej użyteczności i trwałości.
Zastosowanie polimerów może znacząco poprawiać zwłaszcza wytrzymałość na rozciąganie
i przyczepność do podłoża betonowego, a często także inne właściwości, na przykłąd
odporność na ścieranie, wodoszczelność i mrozoodporność. Koszt polimerów jest 10 do 100
razy (zależnie od rodzaju) wyższy od kosztu cementu w przeliczeniu na jednostkę masy, a 5
do 25 razy w przeliczeniu na jednostkę objętości. Stanowi to istotne ograniczenie mimo, że
udział polimerów w kompozycie budowlanym z reguły nie przekracza 10% objętościowo.
Należy również zauważyć, że betony polimerowe nie są pozbawione wad i pod niektórymi
względami ustępują betonom cementowym.
2. Podział betonów polimerowych
Ogólna koncepcja betonopodobnych kompozytów polimerowych obejmuje  z
technicznego punktu widzenia  proces, w trakcie którego monomery, oligomery,
prepolimery lub polimery zostają wprowadzone do mieszanki betonowej i, jeśli są
chemicznie aktywne, ulegają polimeryzacji lub polikondensacji, inicjowanej najczęściej
katalitycznie (rys. 2).
*
Wydział Inżynierii Lądowej, Politechnika Warszawska
III tys. Mezopotamia: modyfikacja
p.Chr. bitumów gliną, smołą, trzciną
1800
Cement portlandzki
I tys. Indie: modyfikacja wapna
p.Chr. mączką roślin strączkowych
Pierwsze próby modyfikacji:
1900 CaCl2, gips
III w. Chiny: modyfikacja wapna
p.Chr. naturalnymi polimerami
1910 Pierwsze preparaty handlowe
II w. Egipt: krew zwierzęca,
1920 Pierwsze kompozyty polimerowo-
p.Chr. mleko, jaja
cementowe (modyfikowane lateksem)
1930 Domieszki polimerowe -
I w. Rzym: oleje roślinne, wino
lignosulfoniany
p.Chr.
1940
Domieszki napowietrzajÄ…ce
1200 Europa: słód jęczmienny
1950
Pierwsze domieszki upłynniające
1700 Wosk pszczeli
1960 Kompozyty epoksydowo-
i akrylowo-cementowe
1970 Beton towarowy
L. Cresson,
Superplastyfikatory
British Patent 191474 (1923):
1980
Latex-Hydraulic Cement-System
Powszechne stosowanie domieszek
Stały rozwój PCC
Rys. 1. Chronologia wprowadzania polimer/ów naturalnych i syntetycznych do budowlanych materiałów wiążących
Monomery, oligomery, Cement portlandzki Kruszywo
prepolimery, polimery
amorficzne PCC
amorficzne:
usieciowane
BETON
PIC
amorficzne:
pseudo-
krystaliczne
PC
Rys. 2. Schematyczne przedstawienie koncepcji materiałowej betonów polimerowych: PCC  betony polimerowo-cementowe (ang.
Polymer-Cement Concrete), PIC  betony impregnowane polimerami (ang. Polymer Impregnated Concrete), PC  betony żywiczne (ang.
Polymer Concrete)
Do grupy betonów polimerowych zalicza się różne rodzaje kompozytów
ziarnistych zawierajÄ…cych polimery (rys.3 ):
MATRYCA INKLUZJE
-spoiwo- - kruszywo -
Mieszana Organiczna
organiczno-nieorganiczna
Polimery & cement portlandzki Polimery
Domieszki Dodatki Bezcementowe
polimerów polimerów
Betony Betony Betony
polimerowo- impregnowane żywiczne
cementowe polimerami
Rys. 3. Ogólny podział betonów zawierających polimery
" betony żywiczne (PC), bezcementowe, otrzymywane przez zmieszanie syntetycznych
żywic, prepolimerów lub monomerów z odpowiednio dobranym kruszywem i następnie
utwardzenie spoiwa żywicznego; rozróżnić tu można betony żywiczne na spoiwie
utwardzanym według reakcji polikondensacji (np. żywice fenolowo-formaldehydowe) z
wydzieleniem produktu ubocznego (np. wody) lub według reakcji polimeryzacji - bez
wydzielania produktu ubocznego (np. żywice epoksydowe, poliestrowe i akrylowe);
betony żywiczne wykazują bardzo dobrą odporność chemiczną i dużą wytrzymałość
mechaniczną (wytrzymałość na ściskanie powyżej 100 MPa), a ponadto krótki czas do
osiągnięcia sprawności użytkowej i dobrą przyczepność do różnych materiałów
budowlanych,
" betony polimerowo-cementowe (PCC), otrzymywane przez dodanie polimeru lub
oligomeru, ewentualnie monomeru, do mieszanki betonowej; stanowią różnorodny
zbiór betonów, z reguły o lepszej urabialności mieszanki betonowej i zwiększonej  w
porównaniu z betonem zwykłym  wytrzymałości na rozciąganie, a także o zmienio-
nych wielu innych cechach. Ze względu na chemiczną reaktywność modyfikatora
wyróżnia się:
- PCC polimeryzujące po zmieszaniu (post-mix), w których do mieszanki betonowej
wprowadzono chemicznie aktywne, chemoutwardzalne żywice syntetyczne (np.
epoksydowe, winyloestrowe lub akrylowe) lub odpowiednie monomery bÄ…dz

prepolimery (roztwory polimerów w monomerze lub ciekłe oligomery); ich
polimeryzacja (w przypadku żywic i prepolimerów "dalsza polimeryzacja" -
sieciowanie) przebiega równocześnie z hydratacją cementu,
- PCC spolimeryzowane przed zmieszaniem (pre-mix), w których do mieszanki
betonowej wprowadzono zasadniczo niereaktywne chemicznie polimery (elastomery,
np. lateks butadienowo-styrenowy, lub termoplasty, np. poliolefiny); ich
oddziaływanie modyfikujące polega głównie na oddziaływaniu fizycznym
(fizykochemicznym),
Do betonów polimerowo-cementowych należą betony z domieszkami i dodatkami
polimerowymi; kryterium podziału stanowi ilość dodawanego modyfikatora [7]. Betony z
domieszkami polimerowymi często wyróżnia się pod odrębną nazwą  betony modyfikowane
polimerami (PMC). Uważa się, że zawartość domieszki polimerowej (d" 5% masy cementu)
jest z reguły niewystarczająca do utworzenia w twardniejącej mieszance betonowej odrębnej
fazy ciągłej [8], natomiast dodatki polimerowe (> 5% masy cementu) są zdolne do utworzenia
dodatkowej, ciągłej struktury przestrzennej. Z tego względu przyjęto, że domieszki polimerów,
stosowane przede wszystkim jako plastyfikatory i superplastyfikatory, wpływają w zasadzie 
przy zachowaniu stałego współczynnika wodno-cementowego  jedynie na właściwości
mieszanki betonowej; nie ma zatem potrzeby uwzględniania ich w procesie projektowania
betonu. W praktyce jednak, jak wskazują wyniki różnych badań, również domieszki polimerów
mogą modyfikować cechy techniczne betonu stwardniałego.
Do grupy betonów polimerowo-cementowych można także zaliczyć betony
cementowe zbrojone włóknami polimerowymi, np. polipropylenowymi lub rzadziej
polietylenowymi.
" betony impregnowane polimerem (PIC), otrzymywane przez impregnację stwardniałego
betonu monomerem lub prepolimerem i następnie jego polimeryzację wewnątrz betonu;
kompozyty te odznaczają się bardzo dużą wytrzymałością mechaniczną (wytrzymałość na
ściskanie powyżej 150 MPa) i dobrą odpornością chemiczną.
W grupie betonów impregnowanych polimerem można dodatkowo wyróżnić
kompozyty powstałe na skutek iniekcji preparatem polimerowym rys w podłożu z betonu
cementowego; beton taki wykazuje specyficzną  wtórną niejednorodność (lokalna
impregnacja).
W ramach działalności RILEM TC-105 C-PC został opracowany przez H. Schorna
kod klasyfikacyjny, w którym zapisy PC, PCC i PIC stanowią nie tylko kombinację
pierwszych liter pełnej nazwy, ale przypisuje się im również znaczenie materiałowo-
strukturalne (rys. 4).
P jest zawsze pierwszą literą, opisująca ogólnie grupę kompozytów polimerowych
(P  polimer). Druga litera wskazuje sposób dodania polimeru do betonu: I  impregnacja
betonu, C  dodanie do mieszanki betonowej. Kombinacja liter PC wskazuje wszystkie
kompozyty polimerowe otrzymane w procesie mieszania, a kombinacja PI otrzymane przez
impregnację. Trzecia litera wskazuje na rodzaj działania wiążącego w betonie:
- C wskazuje na współdziałanie polimeru z cementem (współmatryca),
- M wskazuje na modyfikacjÄ™ spoiwa cementowego przez polimer,
- P wskazuje na działanie samego polimeru (kompozyty bezcementowe).
Następna litera  p z górnym i/lub dolnym indeksem przynosi dodatkową
informację o rodzaju i zawartości porów. Powyższy kod może być uzupełniony o informację
dotycząca rodzaju użytego polimeru.
1 23
P C
I C P
beton mieszanka zaczyn polimerowo- brak
impregnowany betonowa cementowy  współmatrycy
współmatryca (tylko polimer)
dodatkowa informacja o porach, p:
zawartość:
rodzaj:
pl  niska porowatość (d" 2%)
po  głównie otwarte
pm  średnia porowatość (d" 5%)
pc  głównie zamknięte
ph  wysoka porowatość (> 5%)
Przykłady:
PCC poh  beton polimerowo-cementowy, o dużej zawartości porów,
głównie otwartych
PC pcl  beton żywiczny, o niskiej zawartości porów, głównie
zamkniętych
Rys. 4.Klasyfikacja kompozytów C-PC według H. Schorna (1999)
Zainteresowanie badaczy poszczególnymi, omówionymi wyżej rodzajami betonów
polimerowych, kształtowało się odmiennie w różnych okresach; można tu nawet mówić o
swego rodzaju  konkurtencji (rys. 5).
Bardzo zróżnicowany jest również zakres zastosowań praktycznych. Po okresie
fascynacji bezcementowym betonem żywicznym, obecnie najszerzej są wykorzystywane
betony polimerowo-cementowe. Główna ich przewagą jest to, że prawie nie zmieniając
technologii wytwarzania w stosunku do betonu zwykłego można osiągnąć istotną poprawę
właściwości. Proces technologiczny otrzymywania betonów żywicznych jest również
podobny do procesu dla betonów zwykłych. Impregnacja skrośna betonów odbywa się w
procesie temperaturowo-ciśnieniowym (stosuje się zarówno próżniowanie, jak i
nadciśnienie rzędu kilkudziesięciu atmosfer), wymaga to skomplikowanego
oprzyrządowania i dlatego PIC praktycznie nie są otrzymywane bezpośrednio na
obiekcie*,a tylko rzadko w prefabrykacji. Z tego względu PIC zostały pominięte w dalszej
części wykładu. W pewnym zakresie do tej grupy betonów można zaliczyć betony
impregnowane powierzchniowo, otrzymywane podczas bezciśnieniowego  malarskiego
nakładania polimeru lub jego roztworu (por.  Materiały do ochrony powierzchniowej w
tym samym tomie).
-----------------------------------
* z natury rzeczy impregnacja betonu dotyczy obiektów istniejących
70
60
50
40
30
20
10
0
PC
1975
1978
1981
1984
1987
PIC
1990
1992
1995
1998
2001
Rys. 5. Liczba publikacji dotyczących różnych rodzajów kompozytów polimerowych na
kolejnych kongresach ICPIC
3. Ogólna charakterystyka techniczna betonów polimerowych
3.1. Zasady projektowania materiałowego
Właściwości betonów polimerowych zależą przede wszystkim od rodzaju i
zawartości polimeru. Zawartość polimeru dobiera się w zależności od przewidywanego
zagrożenia chemicznego, według skutecznego minimum, stosując zasady optymalizacji
wielokryterialnej [6]. W praktyce zagadnienie to dotyczy przede wszystkim wyrobów
prefabrykowanych z betonów żywicznych. Na placu budowy betony i zaprawy polimerowe,
jeśli są stosowane, dostarczane są zazwyczaj w postaci gotowych zestawów, najczęściej
dwukomponentowych, wymagających jedynie starannego wymieszania. Do betonów
żywicznych stosuje się najczęściej żywice epoksydowe, winyloestrowe i poliestrowe, a
także (zwłaszcza w USA) akrylowe. Żywice poliestrowe z uwagi na brak odporności na
alkaliczne środowisko betonu są w zasadzie stosowane jedynie do wytwarzania wyrobów
prefabrykowanych. Wiązanie i twardnienie następuje w wyniku reakcji żywicy z
utwardzaczem, z tego względu zazwyczaj występują tu układy dwukomponentowe. Do
betonów polimerowo-cementowych stosuje się (rys. 6):
- żywice akrylowe, metakrylowe lub modyfikowane akrylowe w postaci rozpuszczalnych
proszków lub dyspersji wodnych,
- polimery, kopolimery i terpolimery winylowe w postaci rozpuszczalnych proszków lub
dyspersji wodnych,
- kauczuk styrenowo-butadienowy tylko w postaci dyspersji wodnych,
- naturalne lateksy kauczukowe,
- żywice epoksydowe.
Modyfikatory polimerowe
Dyspersje wodne Redyspergowalne Ciekłe żywice Roztwory wodne
proszki polimerowe polimerów
Lateksy Dyspersje innych Emulsje żywic
polimerów ter-
moplastycznych
Naturalne Syntetyczne
" Kauczuk
" Kauczuk " Poliakrylany (PAE) " Żywice " Kopolimer octanu " Żywice " Pochodne
naturalny
butadienowo- " Kopolimer octanu
epoksydowe winylu z etylenem epoksydowe celulozy (np.
styrenowy (EP) (EVA) (EP) metyloceluloza)
winylu z etylenem (EVA)
(SBR)
" Karboksylowany " Nienasycone " Polialkohol
" Karboksylowany octan
" Kauczuk octan winylu żywice winylowy (PVAl)
winylu
chloroprenowy poliestrowe
" Kopolimer " Poliakryloamid
" Kopolimer styrenowo-
styrenowo-akrylowy (UP)
akrylowy " Poliakrylany (np.
" Inne
" Poliakrylany (PAE) wapnia, magnezu)
" Polipropionian winylu
(PVP)
" Polipropylen (PP)
Rys. 6. Rodzaje polimerów stosowanych do wykonywania spoiw polimerowo-cementowych (wg [7][8]))
Dla grupy PCC-premix reprezentatywne są układy akrylowo-cementowe, a dla
grupy PCC-postmix epoksydowo-cementowe. Oba te zestawy znalazły szerokie
zastosowanie w naprawach i ochronie powierzchniowej. Wprowadzenie polimerów
akrylowych w postaci redyspergowalnego proszku pozwala stosować suche mieszanki PCC,
gdzie jedynym składnikiem dodawanym w miejscu zastosowania jest woda. W przypadku
stosowania polimeru w postaci wodnych roztworów lub emulsji należy odpowiednio
skorygować współczynnik wodno-cementowy.
Do wytwarzania betonów i zapraw żywicznych stosuje się trwałe i czyste
kruszywa, zasadniczo takie same jak dla betonów zwykłych  najczęściej kwarcowe.
Kruszywo do betonów żywicznych powinno być wysuszone. Maksymalna wielkość
kruszywa powinna być mniejsza od 1/3 najmniejszego wymiaru przekroju elementu. Duża
wytrzymałość betonów polimerowych skutkuje tym, że na ogół wykorzystuje się betony
drobnoziarniste lub zaprawy.
3.2. Założenia technologiczne wytwarzania mieszanki
W przypadku mieszanki polimerowo-cementowej typu premix, proces wytwarzania
i warunki transportu nie różnią się od postępowania w przypadku betonów zwykłych. Dla
mieszanek typu postmix, zwłaszcza jeśli występują w postaci trójskładnikowej, ważny jest
sposób i kolejność dozowania.
W przypadku betonów żywicznych istotną różnicą jest konieczność zachowania
suchych warunków podczas mieszania (wilgotność względna poniżej 65%) i układania
(zawilgocenie podkładu poniżej 4%) oraz stosowania mieszadła typu  ramy lub  spirali z
prędkością ok. 350 obr./min. Z reguły najpierw miesza się żywicę z kruszywem, a
utwardzacz wprowadza się jako ostatni składnik. W prefabrykacji stosuje się automatyczne
mieszarki ślimakowe.
Betony żywiczne nie wymagają specjalnej pielęgnacji i w temperaturze powyżej
15°C na ogół po 1 dobie osiÄ…gajÄ… co najmniej 60%, a po 3 dobach powyżej 80%
wytrzymałości maksymalnej. Betony polimerowo-cementowe w praktyce są tak samo
pielęgnowane jak betony zwykłe. Wydaje się, że jest to przyczyną, iż nie osiągają one
wówczas swojej maksymalnej wytrzymałości, jakkolwiek wytrzymałość na rozciąganie jest
zawsze większa niż dla takiego samego zestawu materiałowego bez polimeru. Stwierdzono,
ze w przypadku betonów akrylowo-cementowych [9] maksimum właściwości fizycznych
osiąga się odmiennie niż dla betonu zwykłego w warunkach powietrzno-suchych.
Podczas wytwarzania betonów polimerowo-cementowych, a zwłaszcza żywicznych
należy zachować szczególną ostrożność i przestrzegać właściwych zaleceń bhp.
3.3. Właściwości użytkowe
Na skali wytrzymałości na ściskanie (rys. 7) betony polimerowe lokują się w
zakresie górnych wartości betonów zwykłych i wyżej, przy wyższych wartościach
wytrzymałości na rozciąganie i zginanie. Szybkość narastania wytrzymałości betonów
polimerowo-cementowych jest zbliżona do betonów zwykłych, a betonów żywicznych
istotnie wiÄ™ksza (rys. 8). Krzywe Ã-µ mogÄ… siÄ™ istotnie różnić od krzywej dla betonu
zwykłego (rys. 9). Znaczące jest przy tym zróżnicowanie odporności chemicznej, która jest
zawsze korzystniejsza niż betonu zwykłego. Podatność na pełzanie jest w przypadku
betonów żywicznych większa niż betonów zwykłych, a w odniesieniu do betonów
polimerowo-cementowych trudno o uogólnienie  w niektórych przypadkach obserwuje się
mniejsze pełzanie niż betonów zwykłych (rys. 10).
Trwałość
ale ft (ff), MPa
fc, MPa
(chemoodporność)
PIC
25 (50) doskonała
dobra
PC
15 (30)
120
10 (20)
PCC
lepsza niż BZ
60
ale ąt , pełzanie
Ä…
Ä…
Ä…
Rys. 7. Lokalizacja betonów polimerowych na skali wytrzymałości
wysokiej
Beton bardzo
uzytecznosci,
HPC
uzytecznosci,
Beton wysokiej
Beton zwykly
100
PC
80
60
PCC
40
20
0 5 10 15 20 25 30
czas, dni
Rys. 8. Względny wzrost wytrzymałości na ściskanie betonów żywicznych i betonów
polimerowo-cementowych w zależności od czasu
1,0
0,8
1
0,6
2
3
0,4
4
0,2
0 1,0 2,0 3,0 4,0
µ, 0
Rys. 9. Krzywa Ã-µ: 1  beton zwykÅ‚y wg CEB, 2  beton poliestrowy, 3  beton
epoksydowy, 4  beton impregnowany PMMA
c
28
f / f , %
c
Ã
/f
16
beton epoksydowy
12
16
beton zwykły
8
16
beton polimerowo-
4
1 cementowy (lateks
styrenowo-butadienowy)
0 50 100 150 200
czas, dni
Rys. 10. Przykładowe krzywe pełzania
Zestawienie cech technicznych podano w tablicy 1. Między innymi zwraca uwagę
korzystnie wysoka adhezja betonów polimerowych do stali, betonu i ceramiki budowlanej.
Zdecydowanie niekorzystny jest wpływ polimeru na odporność ogniową i zachowanie
elementów zawierających polimer w warunkach oddziaływania nadzwyczajnego, jakim jest
pożar. Zgodnie z przepisami, w przypadku zawartości polimeru powyżej 1% konieczne jest
uzyskanie klasyfikacji ogniowej. W zakresie zawartości polimeru do 5% (PMC) można
oczekiwać, ze nie nastąpi istotne pogorszenie odporności ogniowej i jest możliwe uzyskanie
klasyfikacji  niepalne . Bezcementowe betony żywiczne klasyfikowane są z reguły jako
 Å‚atwozapalne . W temperaturze ok. 200°C ujawniajÄ… siÄ™ pierwsze oznaki rozkÅ‚adu żywicy;
przy ok. 400°C wystÄ™puje dymienie. Obniżenie stopnia palnoÅ›ci i zaliczenie do klasy
 trudnozapalne można uzyskać wprowadzając specjalne domieszki [10].
4. Kierunki zastosowań
Betony polimerowe (PCC i PC) sÄ… szeroko i z powodzeniem stosowane w
naprawach konstrukcji żelbetowych i w ich ochronie powierzchniowej, a odpowiednie
zaprawy polimerowe są wykorzystywane do wykonywania posadzek przemysłowych.
Główne zalety, które są tu wykorzystywane, to doskonała przyczepność do różnych
materiałów, szczelność i mrozoodporność, a w przypadku betonów żywicznych także krótki
czas do osiągnięcia sprawności montażowej i użytkowej. Ograniczeniem natomiast może
być stosunkowo duży skurcz utwardzania, a także niektóre różnice pomiędzy cechami
betonu naprawianego i naprawczego  w szczególności duża rozszerzalność cieplna,
podatność na pełzanie, a w niektórych przypadkach także ograniczona odporność cieplna i
podatność na starzenie betonów polimerowych. W tej sytuacji ważny jest dobór betonów
polimerowych do napraw i ochrony według reguły kompatybilności  istnieją odpowiednie
programy komputerowe, które pozwalają wyznaczyć warunki dostateczne powodzenia w
tym zakresie [11].
-6
pelzanie, x 10
Tablica 1. Porównanie właściwości betonów polimerowo-cementowych, impregnowanych
polimerem, żywicznych i zwykłych
Właściwość Beton PCC PIC PC
cementowy
Gęstość, kg/m3 2200-2400 1800-2200 2300-2400 1850-2400
Liniowy skurcz utwardzania, % 0,2  2,0 0,2  2,4  0,03  3,0
Wytrzymałość na ściskanie, MPa 15  60 20  75 100  200 40  150
Wytrzymałość na zginanie, MPa 1,1 - 7,2 2,5  20 7,5  35 4  55
Wytrzymałość na rozciąganie, MPa 0,6  3,0 4  9 4  17 4  20
Moduł sprężystości, GPa 15  30 10  25 35  50 7  45
Wydłużenie przy zerwaniu, % 2,0  3,5 3,5  6,0 3,5  5,0
d" 12
Współczynnik Poisson a 0,11  0,21 0,23  0,33 0,20  0,25 0,16  0,33
0,3  0,4 0,35 0,75  0,90 0,6  0,8
Zakres proporcjonalnoÅ›ci krzywej Ã-µ
przy ściskaniu
Ścieralność na tarczy Boehme go, cm 2  8   0,10  0,35
Współczynnik pełzania 1,0  4,0 1,7  6,2  0,65  4,2
Przyczepność do stali, MPa 1,4  1,6 4,0  4,9 4 3  12
Współczynnik liniowej rozszerzalności 10  12 11  15 10  17 10  35
cieplnej, 10-16Å"K-1
Maksymalna temperatura 250 50  80 125  150 60  150
użytkowania, °C
Nasiąkliwość wodą, % 4  10 1  15 0,25  1,1 0,03  3,0
Odporność korozyjna słaba lub słaba, dobra lub dobra lub
średnia średnia lub bardzo znakomita
dobra dobra
Zawartość polimeru, %  < 30 3  8 6  20
Stosunek użyteczności do kosztu wg 11,5 4 3
Steinberga
Betony żywiczne (poliestrowe i winyloestrowe) znalazły [12] szerokie
zastosowanie w produkcji prefabrykatów, zwłaszcza przewidzianych do użytkowania w
środowisku agresywnym chemicznie, między innymi do wyrobu zbiorników, studzienek, rur
i kratek ściekowych, a także elementów obudowy tuneli i kanałów.
Specjalna odmiana zapraw żywicznych, znana jako  marmur żywiczny , o często
pięknych efektach kolorystycznych, wykorzystywana jest do wyrobu elementów
wykończeniowych, np. podokienników, płytek okładzinowych, zestawów łazienkowych, a
także płyt nagrobkowych.
Należy zwrócić uwagę, że wyodrębnienie betonów PCC, a zwłaszcza PMC stało
siÄ™ ostatnimi czasy nieostre. Praktycznie coraz rzadziej wytwarzane sÄ… betony bez
domieszek i coraz częściej tymi domieszkami są polimery. Ponadto, betony wysokiej
użyteczności, HPC (High Performance Concrete) zawierają często wśród innych składników
również polimery, ale nie są kojarzone z betonami polimerowymi.
5. Podsumowanie
Betony polimerowe stanowią zróżnicowany zbiór kompozytów budowlanych.
Zwłaszcza dwie grupy tych materiałów znalazły szerokie zastosowanie w budownictwie:
betony polimerowo-cementowe i betony żywiczne. Są one dzięki swym cechom
technicznym stosowane zwłaszcza do napraw, ochrony powierzchniowej i wykonywania
posadzek przemysłowych. Zapewnienie niezawodności i trwałości w tych zastosowaniach
wymaga spełnienia warunków kompatybilności przy doborze odpowiedniego kompozytu
[11].
Z betonów żywicznych wytwarza się również szereg chemoodpornych
prefabrykatów, przewidzianych zwłaszcza dla budownictwa przemysłowego i
komunikacyjnego. Specjalna odmianę stanowi  marmur żywiczny , z którego wykonuje się
ozdobne elementy wykończeniowe.
Polimery naturalne  od zawsze były stosowane do modyfikacji materiałów
wiążących; można oczekiwać, że polimery syntetyczne  na zawsze związane są z
technologiÄ… betonu.
Piśmiennictwo
[1] Chandra S.: Historical background of polymers used in concrete, VIII International
Congress on Polymers in Concrete, Ostenda, 1995, 3-11
[2] Ajrapietow D.P.: Materiały i architektura, Arkady, Warszawa, 1985
[3] PN-85/B-23010: Domieszki do betonu. Klasyfikacja i określenia
[4] Czarnecki L.: Influence of polymer admixture on the durability of concrete,
International Seminar  Durability of concrete. Aspects of admixtures and
industrial by-products , Göteborg, 1986, 191-222
[5] Czarnecki L.: Polymers in concrete on the edge of the millennium. 10th Int.
Congress on Polymers in Concrete, 2001, Hawaii
[6] Czarnecki L., A
ukowski P.: Optimization of polymer-cement concretes, in:
Optimization methods for material design of cement-based composites (red.
A.M.Brandt). Modern Concrete Technology 7, E & FN Spon, London and New York,
1998, 231-250
[7] Ohama Y.: Recent progress in concrete-polymer composites in Japan. 3rd Southern
African Conference on Polymers in Concrete, Johannesburg, 1997, 207-227
[8] A
ukowski P.: Spoiwa polimerowo-cementowe. Seria:  Monografie , Politechnika
Warszawska (w przygotowaniu)
[9] ACI 548.3 R: State of the art report on polymer modified concrete. American
Concrete Institute Manual of Concrete Practice, Part 5, 1995
[10] Wiąckowska A.: Trudnozapalne zaprawy i betony żywiczne. Rozprawa doktorska,
Politechnika Warszawska, Warszawa, 1991
[11] Czarnecki L.: Dobór materiałów do napraw konstrukcji żelbetowych  kryterium
kompatybilności. XX Konferencja Naukowo-Techniczna  Awarie Budowlane ,
Szczecin-Międzyzdroje, 2001, 145-169
[12] Czarnecki L.: Betony żywiczne. Arkady, Warszawa, 1982
Podziękowania:
Autor składa podziękowanie P. dr inż. Pawłowi A
ukowskiemu za okazanÄ… pomoc
przy przygotowaniu publikacji


Wyszukiwarka