Автореферат (Моделирование физико-механических свойств и климатической стойкости эпоксидных композитов)

На правах рукописиСМИРНОВ Игорь ВитальевичМОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВИ КЛИМАТИЧЕСКОЙ СТОЙКОСТИ ЭПОКСИДНЫХ КОМПОЗИТОВ05.23.05 – Строительные материалы и изделияАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукСаранск – 2017Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н.

П. Огарева»Научный руководитель:академик РААСН,доктор технических наук, профессорЕРОФЕЕВ Владимир ТрофимовичОфициальные оппоненты:БОНДАРЕВ Борис Александрович,доктор технических наук, профессор, федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования «Липецкий государственный технический университет», кафедра«Строительное материаловедение и дорожныетехнологии», профессор кафедрыПУШКАРСКАЯ Ольга Юрьевна,кандидат технических наук, доцент, Волжскийполитехнический институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования«Волгоградский государственный техническийуниверситет», кафедра «Строительство, технологические процессы и машины», доцент кафедрыВедущая организация:Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования«Саратовский государственный техническийуниверситет имени Гагарина Ю.

А.»Защита состоится 15 ноября 2017 г. в 13-30 часов на объединенном диссертационном совете Д 999.183.02 на базе открытого акционерного общества «Научноисследовательский институт транспортного строительства» и федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования«Российский университет транспорта (МИИТ)» по адресу: 127994, г.

Москва, ул.Образцова, д. 9, стр. 9. ауд.7618С авторефератом и диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке и на сайте РУТ (МИИТ) www.miit.ru.Автореферат разослан 9 октября 2017 г.Ученый секретарьдиссертационного советаЗайцев Андрей АлександровичОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность диссертационной работыВ современном строительстве применяется более 4,5 млрд.

м3 в год бетона ижелезобетона. Как правило, железобетон используется для изготовления конструкций зданий и сооружений с достаточно длительным сроком службы. Однако в рядеслучаев эти конструкции оказываются недолговечными и выходят из строя за малыйсрок эксплуатации. Повреждение конструкций в сооружениях в результате коррозиипротекает тем быстрее и глубже, чем более агрессивна внешняя среда и чем менееучтены агрессивные воздействия при проектировании и эксплуатации сооруженийна всем жизненном цикле.Большое влияние на коррозионные повреждения железобетонных конструкций оказывает окружающая среда (вода, воздушная среда, грунтовые воды и присутствующие в них агрессивные вещества). Литературные данные свидетельствуют,что разрушающему воздействию постоянно ухудшающейся окружающей средыподвергается до 75 % строительных конструкций.

Одним из основных факторов,негативно влияющих на исходные свойства бетона, является действие повышенныхи пониженных температур, ультрафиолетового облучения, попеременного замораживания и оттаивания. Такие воздействия особенно характерны для морских побережий, где, наряду с этим, конструкции подвержены воздействию морской воды исолевого тумана.В этой связи создание строительных материалов и изделий, обеспечивающихулучшение физико-механических и эксплуатационных показателей, снижение материалоемкости и трудоемкости их изготовления, – важнейшая задача в области строительного материаловедения.

Опыт применения композиционных материалов наэпоксидном связующем в качестве защитных покрытий по бетонным, железобетонным и металлическим поверхностям показал их надежность и достаточно высокуюэффективность. Однако, несмотря на большое количество работ по этой проблеме,многие вопросы, связанные с процессами структурообразования, оптимизацией составов, технологией изготовления, долговечностью при эксплуатации в различныхклиматических условиях, биологически активных средах, остаются недостаточноизученными.Перспективным направлениемрасширениявнедренияполимерныхкомпозиционных материалов с улучшенными физико-техническими свойствамиявляется использование при их изготовлении модифицированных эпоксидных связующих и каркасной технологии. Модификация полимерных связующихосуществляется посредством введения различных добавочных компонентов.Каркасная технология заключается в предварительном создании оптимальных смесей заполнителей и склеивании зерен друг с другом с последующим заполнениемпустот полученного каркаса матричной составляющей.Данная работа посвящена изучению физико-механических свойств композиционных материалов на различных структурных уровнях с привлечениемэкспериментально-теоретических методов, оценке их долговечности, измененияструктуры и свойств материалов, происходящих под воздействием механическихнагрузок, биологически активных сред и различных климатических факторов.лаосмскмчтеорианведорпстинолгвечдэапскйромстекобигрстинолгвечдлагтоедрплаосмmicluenpхыернмолипмуврлаосмловатеримемцдтланропяваноследихтныопэапявлетсынведорпеящастоныенолучпхатурынлаосмхынермлиопvaribleйоальнмalterniхыальнмтипостгойскоборпюеиавнсрйодвияиртеоialternстекобигрествкачованследитавсоотнразбхтныпотавысохындсиынведорпхындсииенжурсолыосмчигеорафхгиурдцлитабейольшбтеялиоапнзтьиснанмтуиеноглщпытнбелзожанетобяхильтацсунколаосмлотанубilfrenomvaribleяленвылаосмгнведорпянарду3alternтеилнозапинроведпяленвыхищюдажгроСтепень разработанности темыПроблемам экспериментального и теоретического исследования поведенияжелезобетонных конструкций в условиях воздействия различных агрессивных средпосвящены работы С.

Н. Алексеева, В. М. Бондаренко, Е. А. Гузеева, Ф. М. Малова,Н. И. Карпенко, В. М. Москвина, В. Б. Ратинова, В. Ф. Степановой, N. S. Berke,J. Jamber, S. Modry и других авторов. Приводятся данные о стойкости материалов вусловиях воздействия морской воды и различных климатических факторов.Большой вклад в исследование структуры, свойств и технологии композиционных материалов на основе полимерных связующих внесли Ю. М. Баженов,Г. М. Бартенев, А. Н. Бобрышев, П. И. Боженов, А. Н. Волгушев, А.

М. Данилов,А. С. Диденкула, В. Т. Ерофеев, А. Д. Зимон, П. Г. Комохов, Е. В. Королев,Н. И. Макридин, М. А. Меньковский, Н. И. Моисеев, В. В. Патуроев, А. П. Прошин,Р. З. Рахимов, П. А. Ребиндер, И. А. Рыбьев, В. П. Селяев, Ю. А. Соколова,В. И. Соломатов, Н. Б. Урьев, В. М. Хрулев, В. Д. Черкасов, Е. М. Чернышов,С. В. Федосов, Ю.

И. Орловский, О. Л. Фиговский, В. Би, T. A. Сулливан, Дж. Хо,Р. Вудхамс, A. Ортега, Ф. Паррета, Р. Лува, А. Врум, И. Жордан, Ж. Гилот, М. Кьюни,Т. Тадахино, Т. Масато, И. Томохиро, Н. Сейя, А. Эклер, Г. Минке, Ф.Ф. Ленг, Т. Ри имногие другие отечественные и зарубежные ученые. Работы посвященыструктурообразованию, составам, свойствам, технологии получения и применениюполимерных композиционных строительных материалов (ПКСМ).Теоретическими основами работы стали исследования российских ученых, посвященные проблемам исследования процессов структурообразования и долговечности, разработке составов и технологий получения полимерных строительных материалов и строительных изделий на их основе: В.

И. Соломатова, В. В. Патуроева,И. М. Елшина, И. Е. Путляева, Р. А. Андрианова, А. П. Прошина, Ю. М. Баженова,В. Г. Хозина, А. Н. Бобрышева, Б. А. Бондарева, В. Т. Ерофеева, Ю. Г. Иващенко,Ю. И. Калгина, А. Д. Корнеева, Ю. А. Соколовой, Т. А. Низиной, Б. А. Бондарева,А. М. Иванова, Ю. Б. Потапова, В. П. Селяева, А. П. Федорцова, В.

Д. Черкасова,В. П. Ярцева.В настоящее время степень разработанности проблемы по оценке долговечности материалов в условиях негативного воздействия климатических факторов с учетом биологических процессов разрушения является недостаточной из-за отсутствияданных о стойкости материалов при экспозиции в биологических средах, атмосферных условиях теплого и жаркого климата в зависимости от рецептурных факторов.Цель и задача исследованийЦелью данной работы является экспериментально-теоретическое обоснованиеприемов и методов получения эффективных строительных композитов на эпоксидном связующем для устройства антикоррозионных защитных покрытий по строительным конструкциям, предназначенных для эксплуатации в условиях интенсивного воздействия механических нагрузок, биологически активных сред и различныхклиматических факторов.В связи с этим в работе сформулированы следующие задачи.1.

Провести исследования по изучению изменения свойств бетона в эксплуатируемых железобетонных конструкциях и экспонируемых железобетонных изделиях различных типов в условиях воздействия климатических факторов, усиливающих процессы биоповреждений и обосновать использование для их защиты полимерных композиционных материалов.ялгионтеххынчлогиглавеяиенджilfrenomостинвечюекучластипиослужпгоственектахъбооласмахдетомостекбгриаройундежмialternэапхвзятылаосмзлианяхвислоуетвлносущэапгостсотеьнлидвлоиатермынермлиопзателядниебртлогиемользванспикийстосхамдйыельниострлатеримирастоянесойатчмклияеижуагрнхыснкарйоеншкишропханерждвыэапйынетобхывнесиагрherbaumказтеелнопвыехчироскпэаплатеримйодвиетрмтеюикретвлнщсуохымуследилаосмelatumilfrenomолысмвесно4стекобиргско2. Теоретически обосновать систему параметров состава и структуры композиционного материала и разработать модель пригодную для подбора количественного состава компонентов по критерию эффективной прочности композитов.3.