Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2018 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Modyfikacja betonów i zapraw polimerowych odpadami z tworzyw sztucznych

Beton od lat zaliczany jest do najważniejszych i najczęściej stosowanych materiałów konstrukcyjnych. Jest to kompozyt składający się z cementu, wody, kruszywa grubego i drobnego. W celu zmiany jego właściwości stosuje się domieszki chemiczne i dodatki mineralne. Jako zalety betonu cementowego wymienia się jego dużą wytrzymałość na ściskanie, odporność na wysoką temperaturę i ogień, łatwość stosowania oraz stosunkowo niski koszt. Nie jest to jednak materiał pozbawiony wad. Wśród najpoważniejszych z nich znajdują się: niska wytrzymałość na rozciąganie, mała odporność na ścieranie, a także brak odporności na niszczące działanie wielu czynników chemicznych.

Aby poprawić parametry procesu technologicznego i/lub zmienić właściwości użytkowe materiałów na odpowiadające obecnym wymaganiom, dokonuje się modyfikacji betonów. Modyfikacji właściwości kompozytu dokonuje się przez zmianę rodzaju lub zawartości poszczególnych komponentów. Szczególną rolę w tym zakresie przypisuje się polimerom.

Modyfikacja przy użyciu polimerów daje bardzo duże możliwości kształtowania cech betonu, gdyż otrzymane na tej drodze betony polimerowe charakteryzują się:

  • doskonałą wytrzymałością,
  • dobrą odpornością chemiczną,
  • krótkim czasem potrzebnym do osiągnięcia sprawności eksploatacyjnej,
  • doskonałą przyczepnością do różnych materiałów budowlanych,
  • bardzo dobrą szczelnością.

W literaturze (L. Czarnecki [1]) można znaleźć określenie betonopodobnych kompozytów budowlanych odnoszące się do betonów polimerowych, których podział przedstawia się następująco:

  • betony (i zaprawy) polimerowo-cementowe (ang. Polymer-Cement Concrete, PCC), otrzymywane przez dodanie polimeru, oligomeru lub monomeru do mieszanki betonowej,
  • betony impregnowane polimerem (ang. Polymer Impregnated Concrete, PIC), otrzymywane przez impregnację stwardniałego betonu monomerem lub oligomerem i następnie jego polimeryzację wewnątrz betonu,
  • betony (i zaprawy) żywiczne (ang. Polymer Concrete, PC) niezawierające cementu, otrzymywane przez zmieszanie syntetycznych żywic lub monomerów z kruszywem i następnie utwardzenie spoiwa żywicznego.

Liczba polimerów stosowanych do otrzymywania betonów polimerowo-cementowych jest bardzo duża. Jednymi z częściej stosowanych modyfikatorów polimerowych betonu są: lignosulfonian sodowy, sulfonowana żywica melaminowo-formaldehydowa, kauczuk naturalny, kauczuk butadienowo-styrenowy, poliakrylan butylu, kopolimer octanu winylu z etylenem, kopolimer styrenowo-akrylowy, poli(alkohol winylowy), etyloceluloza oraz żywica epoksydowa.

W przypadku betonów impregnowanych polimerami wybór modyfikatorów jest dużo mniejszy. Na ogół stosuje się monomery lub prepolimery akrylowe, styrenowo-akrylowe, rzadziej żywice epoksydowe o małej lepkości [2].

Ograniczony jest także wybór polimerów stosowanych podczas otrzymywania betonów żywicznych (bezcementowych). Najczęściej są to żywice epoksydowe, poliestrowe i akrylowe, rzadziej furanowe, fenolowe i mocznikowe [1].

Produkcja kompozytów polimerowych jest droższa niż zwykłych betonów przede wszystkim ze względu na koszty stosowanych żywic polimerowych. Bardzo istotną sprawą jest więc możliwość zastosowania odpadów polimerowych (głównie odpadów z tworzyw sztucznych) do modyfikacji betonów i zapraw. Wzrastające nieustannie ilości tego typu odpadów powodują występowanie problemów zarówno ekologicznych, jak i gospodarczych, co związane jest ze słabą biodegradacją tworzyw. Odpady stanowią zagrożenie dla wszystkich komponentów środowiska, tj. powierzchni ziemi, hydro sfery, bio sfery i atmo sfery. Racjonalna gospodarka odpadami należy do priorytetowych kierunków szeroko rozumianej ochrony środowiska.

Badania nad zagospodarowaniem odpadów z tworzyw sztucznych prowadzone są w wielu ośrodkach. W dalszej części artykułu zostanie przedstawiony przegląd literatury, w której można znaleźć opis wykorzystania tego typu odpadów jako modyfikatorów betonów i zapraw. Kolejno omówione będą sposoby zagospodarowania odpadów:

  • tworzywa ABS (kopolimer akrylonitryl-butadien-styren),
  • pianki poliuretanowej,
  • polistyrenu ekspandowanego i polistyrenu,
  • wykładzin dywanowych zawierających poliamid i polipropylen,
  • polietylenu o małej i dużej gęstości oraz polipropylenu i poli(chlorku winylu),
  • opon, włókien z opon, a także proszku ze zmielonych kabli elektrycznych i sproszkowanej gumy,
  • żywic melaminowo-formaldehydowych.

Szczególna uwaga zostanie poświęcona odpadom poli(tereftalanu etylenu) – ze względu na popularność materiałów opakowaniowych wykonanych z tego tworzywa, których czas życia jest wyjątkowo krótki, bardzo szybko stają się odpadem i mają dużą objętość.

Odpady ABS

ABS to tworzywo powszechnie stosowane do produkcji obudów sprzętu gospodarstwa domowego, desek rozdzielczych w samochodach oraz zabawek. Charakteryzuje się bardzo dobrą odpornością na uderzenia, odpornością na zarysowania i na starzenie, a także dużą sztywnością i odpornością na korozję naprężeniową [3]. Wskutek powszechnego stosowania tego tworzywa pojawia się problem zagospodarowania zarówno odpadów produkcyjnych, jak i poeksploatacyjnych. A. Palos wraz z zespołem [4] opracowali sposób wykorzystania sproszkowanych odpadów ABS do modyfikacji zapraw. Przeprowadzone przez nich badania wykazały, że zaprawa o stosunku piasku do cementu 3:1 i ABS w ilości 8, 15, 25% wagowych zwiększa wytrzymałość na ściskanie. Dodanie do odpadów ABS bezwodnika maleinowego powodowało dodatkowo wzrost przyczepności do stali zbrojeniowej, co w elementach konstrukcyjnych ma szczególnie duże znaczenie. Na zdjęciach z mikroskopu skaningowego autorzy zauważyli, że już przy niewielkim (15%) dodatku ABS zmniejszały się pory w otrzymanych próbkach zapraw.

Odpady pianki poliuretanowej (PUR)

Poliuretany są polimerami, które powstają w wyniku reakcji poliaddycji wielofunkcyjnych organicznych izocyjanianów z dwu- lub więcej funkcyjnymi związkami zawierającymi grupy wodorotlenowe połączone z alifatycznymi atomami węgla (glikole i poliole) [3]. Poliuretany stanowią bardzo dużą grupę wśród tworzyw sztucznych. Jednym z najbardziej rozpowszechnionych produktów jest pianka poliuretanowa. Pianki PUR stosuje się masowo w przemyśle meblarskim (gąbki tapicerskie i materacowe), samochodowym (gąbki tapicerskie, sztywne pianki do zderzaków, elementów wystroju wnętrza i amortyzatorów) oraz obuwniczym i tekstylnym (tkaniny z podszewkami gąbczastymi, tkaniny ociepleniowe). Wykorzystuje się je również jako gąbki do kąpieli i rozmaite materiały izolacyjne, kity uszczelniające, spoiwa i kleje. Pojawia się zatem problem zagospodarowania ogromnej ilości odpadów.

P. Mounanga, W. Gbongbon, P. Poul lain, P. Turcry podjęli próbę wykorzystania odpadów pianki poliuretanowej do otrzymywania lekkich betonów cementowych [5]. Autorzy wykonali próbki betonów zawierające od 13,1% do 33,7% rozdrobnionych odpadów sztywnej pianki poliuretanowej pochodzącej z płyt izolacyjnych używanych w budownictwie, o wielkościach cząstek: 0–2 mm, 2–5 mm, 0–10 mm. Badania przewodności termicznej i wytrzymałości na ściskanie w zależności od wielkości frakcji modyfikatora i warunków utwardzania wykazały odpowiednio 2–7 i 2–17 razy niższe wartości w stosunku do betonów niemodyfikowanych. Dodatkowo zastosowanie odpadów PUR pociągnęło za sobą znaczne zwiększenie skurczu i utratę masy podczas pierwszych 7 dni dojrzewania. Wyniki te, niestety, są znacznym ograniczeniem w stosowaniu odpadów pianek PUR jako modyfikatorów betonów.

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 2/2009

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Jak zapewnić trwałość mocowania elewacji?


Wsporniki przejmują ciężar muru i za pomocą zabetonowanych szyn kotwiących lub kotew przekazują go na ścianę nośną... ZOBACZ »


Czego użyć do izolacji balkonu, a czego do izolacji dachu?

Szukasz wpustu balkonowego dobrej jakości?

Najczęściej spotykane w polskim budownictwie dachy to dachy płaskie, pokryte papą lub blachą, więc... czytaj dalej » Wpust balkonowy prosty, wpust balkonowy skośny, ogrzewany lub nieogrzewany? Co wybrać? czytaj dalej »

Jak i czym ocieplić poddasze?


W systemie termoizolacji na krokwiach, która z pewnością jest najbardziej efektywną metodą termoizolacji, stosuje się... ZOBACZ »



Gdy ważna jest termoizolacyjność i estetyka...

Tłumienie dźwięków uderzeniowych i drgań budynków. Zobacz »

Ukryte mocowanie oznacza, że łączniki płyt są niewidoczne, co poprawia...
czytaj dalej »

Zapewnienie dobrej wibroakustyki dla budynku to coraz częściej wyzwanie dla świadomych i wymagających... czytaj dalej »

Dlaczego hydroizolacja budynków jest tak ważna?

Wyniki badań statystycznych wskazują, że ok. 80% wszystkich uszkodzeń obiektów budowlanych sprowadza się w rezultacie do problemów z nieszczelną hydroizolacją.  czytaj dalej »


Chcesz ograniczyć straty ciepła z budynku? Zobacz »

Jak usunąć wilgoć ze ścian?

W obecnych czasach rosnące ceny energii cieplnej i eketrycznej skłaniają do analizy strat ciepła w budynkach mieszkalnych. Jedynym sposobem ograniczenia kosztów jest...
czytaj dalej »

Wilgoć pojawiająca się w budynku i związana z nią pleśń szkodzą naszemu zdrowiu, powodują wyższe rachunki za ogrzewanie i niszczą mury. czytaj dalej »

Jak dobrać posadzkę do obiektu?


Wybierz posadzkę, która będzie funkcjonalna i łatwa i czyszczeniu... ZOBACZ »


Dowiedz się więcej o hydroizolacji dachów »

Wypróbuj aplikację projektową i stwórz własną wizualizację »

Dostarczamy innowacyjne systemy hydroizolacji oraz pokryć dachowych, mające na celu zmianę sposobu życia i pracy naszych klientów... czytaj dalej » Dodaj własne zdjęcie i dopasuj kolory elewacji lub wnętrza do swojego budynku! czytaj dalej »

Czego użyć do izolacji kanałów wentylacyjnych?


Systemy ochrony energii w budownictwie i w instalacjach technicznych, spełniają najbardziej restrykcyjne normy europejskie definiując... ZOBACZ »


Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Szukasz wpustu balkonowego dobrej jakości?

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr... czytaj dalej » Wpust balkonowy prosty, wpust balkonowy skośny, ogrzewany lub nieogrzewany? Co wybrać? czytaj dalej »

Czego jeszcze nie wiesz o izolacji natryskowej?


Poliole to grupa wyrobów przeznaczonych do wytwarzania szerokiej gamy poliuretanów, które... ZOBACZ »


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników portalu Izolacje.com.pl... dowiedz się więcej »
Synthos S.A. Synthos S.A.
Grupa Kapitałowa Synthos S.A. jest jednym z największych producentów surowców chemicznych w Polsce. Spółka jest pierwszym w Europie...
11/12/2019

Aktualny numer:

Izolacje 11/12/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Modernizacja poddaszy użytkowych
  • - Okładziny podłogowe
Zobacz szczegóły
Ulga remontowo-modernizacyjna w PIT 2017

Ulga remontowo-modernizacyjna w PIT 2017

W aktualnych przepisach prawa podatkowego nie znajdziemy wielu ulg, które obowiązywały w poprzednich latach. Wśród nich jest ulga remontowo- modernizacyjna. Niektórzy...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl

.