El hormigón polímero ( cemento polímero, hormigón plástico , hormigón polímero ) es el nombre general de un grupo de nuevos tipos de hormigón creados para eliminar o reducir las deficiencias del hormigón de cemento, en el que el aglutinante mineral (cemento, silicato) se reemplaza parcial o completamente. por polímeros , generalmente resinas de poliéster, con menos frecuencia epoxi. Asimismo, la frase: “hormigón polímero”, es sinónimo del concepto de hormigón arquitectónico. El término " hormigón arquitectónico " se formó en el entorno profesional de los arquitectos para referirse a un material de construcción a partir del cual se pueden crear objetos arquitectónicos completos.
Los materiales poliméricos termoendurecibles utilizados en la construcción como aglutinantes suelen ser líquidos viscosos, no del todo correctamente llamados "resinas". En tecnología química, estos productos de polimerización parcial (con un peso molecular en el rango de 100 ... 1000), que tienen una estructura lineal de moléculas y capaces de aumentar aún más, se denominan oligómeros. Los aglutinantes oligoméricos termoendurecibles incluyen, por ejemplo, resinas epoxi y poliéster, aceites secantes, cauchos mezclados con agentes vulcanizantes, etc.
Según el estado (físico) de los agregados, los aglutinantes poliméricos pueden ser:
Un mismo polímero, dependiendo del método de síntesis, puede tener un estado físico diferente. Entonces, el poliestireno puede estar en forma de gránulos, polvo de grano fino, una solución en solventes orgánicos y una dispersión acuosa.
Para obtener materiales de polímero-cemento, las dispersiones acuosas de polímeros y los productos de polímeros en polvo solubles en agua son los más convenientes; para hormigones de polímeros y soluciones de polímeros: para este propósito se utilizan oligómeros y monómeros líquido-viscosos, con menos frecuencia, dispersiones acuosas de polímeros.
En comparación con los hormigones de cemento, los hormigones poliméricos y poliméricos tienen una mayor resistencia a la tracción , menos fragilidad y mejor deformabilidad . Tienen mayor resistencia al agua, resistencia a las heladas, resistencia a la abrasión, resistencia a líquidos y gases agresivos.
Se sabe que las resinas de relleno con rellenos dispersos por encima del 5% reducen drásticamente sus propiedades de resistencia (dependiendo del grado de relleno). Los plastocementos nunca se utilizan como composites para piezas bajo carga. Además, el precio de los plastocementos es muy superior al de las mezclas de cementos inorgánicos convencionales, lo que determina su estrecha especialización.
El hormigón polimérico también se denomina "piedra artificial" debido a su resistencia y semejanza. El hormigón polímero se utiliza para el sellado de tanques, masillas, imprimaciones, en la fabricación de pisos autonivelantes, para nivelar irregularidades y defectos en productos metálicos, en la producción de muebles y como material de construcción.
Los fabricantes de máquinas herramienta altamente dinámicas utilizan hormigón polímero como material para bancadas de máquinas, marcos, portales de máquinas, etc., tiene un valor de amortiguamiento logarítmico 10 veces mayor que el hierro fundido. La singularidad de la amortiguación y la rigidez de este material, el bajo peso (3-5 veces en comparación con el acero) lo hacen avanzar en el mercado de la ingeniería. [una]
El mortero y el hormigón fabricados con cemento Portland se conocen en todo el mundo como material de construcción desde hace 160 años o más. Sin embargo, el mortero de cemento y el hormigón tienen algunas desventajas, como el endurecimiento retardado, baja resistencia a la flexión, gran agrietamiento por secado y baja resistencia química. Se han probado polímeros para superar estas deficiencias. Una de estas áreas es la creación de mortero modificado con polímeros (cemento polimérico) u hormigón. Para hacer esto, se usa la modificación del mortero de cemento común o concreto con aditivos poliméricos como látex, emulsiones en polvo, polímeros solubles en agua, resinas líquidas y monómeros. El mortero y el hormigón modificado con polímeros tienen una estructura monolítica en la que se homogeneizan la matriz de polímero orgánico y la matriz de gel de cemento. Las propiedades del mortero y del hormigón modificado con polímeros están determinadas por dicha matriz conjunta. En los sistemas modificados con látex, emulsiones en polvo y polímeros solubles en agua, el drenaje del agua de estos sistemas durante la hidratación del cemento da como resultado la formación de una película o membrana. En sistemas modificados con resinas líquidas y monómeros, la adición de agua estimula la hidratación del cemento y la polimerización de las resinas líquidas o monómeros.
La primera patente para el uso de cemento polimérico fue otorgada a Cresson en 1923. Se trata de un material de revestimiento con látex de caucho natural, mientras que el cemento patentado se utilizó como base. La primera patente de un sistema modificado con látex de polímero de este tipo fue publicada por Lefebvre en 1924. Parece ser el primer investigador que pretendía crear morteros y hormigones modificados con látex utilizando látex de caucho natural mezclando la composición. Esta patente es importante desde un punto de vista histórico. Kirpatrick patentó una idea similar en 1925. En las décadas de 1920 y 1930, se desarrollaron morteros y concreto modificados con polímeros utilizando látex de caucho natural.
Por otro lado, en 1932 se otorgó una patente a Bond, quien fue el primero en proponer el uso de látex de caucho sintético para sistemas modificados con polímeros. En 1933, se otorgó una patente a Rodwell, quien fue el primero en utilizar látex de resina sintética, incluido el acetato de polivinilo, para sistemas modificados. En otras palabras, la década de 1930 marcó un punto de inflexión en el uso de látex como modificadores del cemento (de látex de caucho natural a látex de caucho sintético o resina).
En la década de 1940, se publicaron algunas patentes para sistemas modificados con polímeros con látex sintéticos como látex de caucho de policloropreno (neopreno) y látex de éter poliacrílico. Para uso práctico se han desarrollado morteros y hormigones modificados con acetato de polivinilo. Desde finales de la década de 1940, los morteros y hormigones modificados con polímeros se han utilizado para cubrir cubiertas de barcos, cubiertas de puentes, pavimentos, pisos y también como revestimientos anticorrosión. En el Reino Unido, Griffiths y Stevens realizaron una investigación sobre el uso de sistemas modificados con caucho natural. Al mismo tiempo, el uso de cauchos sintéticos en sistemas modificados con polímeros despertó un gran interés. En 1953, Geist et al., publicaron un estudio detallado de las soluciones modificadas de acetato de polivinilo e hicieron varias sugerencias valiosas para el desarrollo de sistemas modificados con polímeros.
En la década de 1960, el caucho de estireno-butadieno, el éter poliacrílico y el cloruro de vinilo polivinilidencloruro se utilizaron para modificar morteros y hormigones. Desde entonces, el trabajo práctico sobre la investigación y el desarrollo de morteros y hormigones modificados ha progresado significativamente en varios países, en particular en los EE. UU., la URSS, Alemania, Japón y Gran Bretaña. Así, ha aparecido un número importante de publicaciones, entre patentes, libros, artículos e informes. Los principales y más importantes de estos estudios se enumeran a continuación.
Recientemente, los látex poliméricos tales como el caucho de estireno-butadieno, el éter poliacrílico, el cloruro de polivinilideno, el cloruro de polivinilo, el acetato de polietilenvinilo y los látex de acetato de polivinilo se han vuelto ampliamente utilizados en todo el mundo. En Japón se ha publicado JIS (Japanese Industrial Standards), que incluye varias normas de calidad y métodos de ensayo para modificadores de cemento y morteros tipo látex:
En 1971, Diku, Steinberg y otros investigaron otros sistemas. Donnelly y Duff patentaron sistemas basados en epoxi en 1965 y 1973 respectivamente. En 1959, se patentó el sistema de prepolímero de uretano.
La metilcelulosa, muy popular como polímero soluble en agua, se utiliza como modificador del cemento y, desde principios de la década de 1960, también se ha utilizado ampliamente en la producción de morteros adhesivos modificados para baldosas cerámicas. En este caso, el contenido de polímero es del 1% o menos del cemento utilizado. Shi-Bazaki ha demostrado que los polímeros como la hidroxietilcelulosa y el alcohol polivinílico son efectivos como polímeros solubles en agua para modificar soluciones. En 1974, Ramesi y Razl publicaron una revisión exhaustiva de los sistemas modificados con polímeros.
Este capítulo está dedicado a la tecnología de producción, propiedades y aplicación de varios morteros y hormigones modificados. [2]
Algunos tipos de productos de hormigón polímero: