Диссертация (1141562), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Эпоксидную смолу марки ЭД-20перемешивают в лопастной мешалке с числом оборотов 500 об/мин в течение 3-5мин с бутадиен-нитрильным карбоксилатным каучуком марки СКН-26-1А ипродуктом бромирования эпоксидной смолы марки ЭД-22 или модифицированныманилином диглицидиловым эфиром тетрабромдиана до образования однородноймассы. После этого в полученную композицию добавляют требуемое количествопредварительно перемешанного минерального наполнителя, состоящего изAl(OH)3, кварцевой муки, предварительно обработанной низкотемпературнойнеравновеснойплазмойиотходовпроизводствананоструктурированногоферромагнитного микропровода. Композицию перемешивают в течение 3-5 мин.до получения однородной массы (компонент А).
В приготовленный таким образомкомпонент А, вводят необходимое количество компонента Б, состоящего изаминного отвердителя,минерального наполнителя и дымоподавителя, идополнительно перемешивают в течении 3-4 мин. до получения однороднойкомпозиции. Полученной эпоксидной композицией заполняют соответствующиеметаллические формы для получения образцов для определения физикомеханических свойств и горючести модифицированных композитов. Образцыэпоксидных композитов после их изготовления хранили при температуре 20...25°Си испытывали после набора максимальной прочности, через 28 суток. Полученнаямодифицированная эпоксидная композиция была применена для восстановления и80ремонта железобетонных конструкций, а при использовании в качественаполнителя тканных материалов на основе углеродных волокон - для внешнегоусиления железобетонных конструкций.2.4Технология производства работ по усилению железобетонных плитперекрытияДля исследования эффективности усиления железобетонных конструкцийразработанными наномодифицированными эпоксидными составами в заводскихусловиях были изготовлены тестовые плиты перекрытия из бетона класса В15,размером 1000х500х50 мм, армированные металлической сеткой Ø 4 мм сразмерамиячеек100х100мм,моделирующиеплоскиеперекрытиякоммуникационных коллекторов.
Для восстановления и ремонта тестовых плитперекрытия после определения их несущей способности в лабораторных условияхиспользовали ремонтные смеси FibArmRepair FS (ТУ 5745-030-61664530-2013) иFibArmRepair ST (ТУ 5745-039-61664530-2013), производства компании АО«Препрег-СКМ», а также Структурит 100 компании Thoro.
Указанные ремонтныесоставы представляют собой сухие тиксотропные строительные смеси нацементном вяжущем, содержащие фиброволокно (полипропиленовая фибра илиПАН-фибра), минеральный наполнитель и активные химические добавки. Физикомеханические свойства использованных ремонтных составов, по даннымпроизводителей, приведены в таблице 2.9. Подготовку поверхности разрушенныхжелезобетонных тестовых плит перекрытия к восстановлению и расшивкуобразовавшихся трещин проводили с учетом рекомендаций по применениюуказанных ремонтных составов.Таблица 2.9 - Физико-механические свойства ремонтных составовПоказателиНасыпная масса, кг/м3 Структурит100Ремонтные составыFibArmFibArmRepairFSRepair ST1400-17001500-160081Продолжение таблицы 2.9Максимальный диаметрзаполнителя, ммЖизнеспособность смеси,минПрочность при сжатии,МПа, через- 1 сутки- 28 сутокПрочность при изгибе,МПа, через- 1 сутки- 28 сутокАдгезия к бетону после 28суток твердения, МПаВодонепроницаемостьТехнология1,52,51,56060602565255030355,0>7,0≥ 4,5≥ 8,54,58,5> 1,5W10≥1,5≥W83,5W10производстваработпоусилениювосстановленныхжелезобетонных плит перекрытия композиционными материалами состояла изподготовки основания конструкции и материалов для усиления и приклеиванияуглеродных сеток и холстов на поверхность плит перекрытия.
На поверхность плитнаносили линии разметки в соответствии с принятой схемой приклеивания сеток ихолстов (рисунок 2.1). Раскрой холстов и сеток осуществляли с помощью ножницилиострогоножанаровнойповерхности,предварительнопокрытойполиэтиленовой пленкой. Заготовки нарезали по типоразмерам в необходимомколичестве. Приготовления модифицированного состава для приклеиванияхолстов и сеток осуществляли по технологии, описанной в разделе 2.3.Перед нанесением первого слоя адгезионного состава поверхность тестовыхплит перекрытия продувалась сжатым воздухом.
Эпоксидный состав наносили нагоризонтальное основание плит перекрытия с помощью шпателя. На слойадгезионного состава толщиной 1-1,5 мм укладывали нарезанные холсты или сеткии прикатывали в продольном направлении (вдоль волокон холста) жесткимрезиновым валиком от центра к краю. Затем на поверхность холста или сеткинаносили финишный слой эпоксидного состава. Усиление тестовых плит82перекрытия выполняли при температуре окружающей среды +(22–25)ºС.Испытания усиленных тестовых плит перекрытия проводили через 7 суток послеих усиления.а)б)Рисунок 2.1 - Схема внешнего армирования тестовых железобетонных плитперекрытия углеродными сеткой FibArm Grid 380/1000 (а) и лентой FibArm Tape230/150 (б)2.5Методы определения технологических и физико-механических свойствэпоксидных композиционных материаловПодготовку образцов разрабатываемых модифицированных эпоксидныхкомпозитов для определения их физико-механических свойств проводили с учетомтребований ГОСТ 14359-69 «Пластмассы.
Методы механических испытаний,Общие требования». Перед испытанием образцы кондиционировали по ГОСТ12423-66 «Пластмассы. Условия кондиционирования и испытания образцов» втечение 16 ч. при температуре (23 2)0С и относительной влажности (50 5)%.Основныетехнологическиеифизико-механическиесвойствамодифицированных эпоксидных композитов определяли с учетом ГОСТ Р 5058393 «Материалы композиционные полимерные. Номенклатура показателей» последующим методикам: вязкость связующих – методом конус-цилиндр на приборе Reomat 3083фирмы Сontraves (Швейцария) и по B3-1; степень отверждения модифицированных эпоксидных связующих –методом экстракции измельченных порошкообразных образцов с размером части<100 мкм горячим ацетоном в течении 8 часов в аппарате Сокслета и методом ИКспектроскопии на двухлучевом спектрофотометре UR-20 (Германия) в областичастот 400-4000 см-1; линейную усадку композитов на образцах-балочках размерами 120х15х10мм по ГОСТ 18616-80 «Пластмассы.
Метод определения усадки»; разрушающее напряжение и относительное удлинение при растяжениисогласно ГОСТ 11262-80 «Пластмассы. Метод испытания на растяжение» наразрывной машине типа РМИ-500, на образцах типа 1 при скорости движениязахватов испытательной машины 100 мм/мин или Instron-1195 при комнатнойтемпературе и скорости деформации 0,05 и 20 мм/мин; разрушающеенапряжениеприизгибесогласноГОСТ4648-71«Пластмассы. Методы испытания на статический изгиб» на приборе РМИ-500; разрушающиенапряжениеприсжатиисогласноГОСТ 4651-82«Пластмассы. Методы испытания на сжатие» на прессе УПГ-10; водопоглощение за 24 часа согласно ГОСТ 4650-80 «Пластмассы.
Методыопределения водопоглощения»; температуру хрупкости при изгибе консольно закрепленных образцовсогласно ГОСТ 16782-92 «Пластмассы. Метод определения температурыхрупкости при изгибе» на приборе типа ПХП-2 в статическом режиме испытания; модуль упругости при растяжении, сжатии и изгибе согласно ГОСТ 955081 «Пластмассы. Метод определения модуля упругости при растяжении, сжатии иизгибе»; адгезионную прочность (по отрыву) к бетону согласно ГОСТ 14760-69«Клеевые соединения металлов. Метод определения прочности на отрыв»; химическую стойкость согласно ГОСТ 12020-72 «Пластмассы. Методопределения стойкости к действию химических сред» и ГОСТ 21826-76«Материалы лакокрасочные. Метод испытания покрытий на стойкость к действию84кислот и щелочей» по изменению массы и разрушающего напряжения прирастяжении после воздействия агрессивных сред при температуре 18...22°С.Результаты экспериментальных исследований обрабатывали в программномкомплексе Matlab с учетом ГОСТ 11.004-74 «Прикладная статистика.
Правилаопределения оценок и достоверных границ для параметров нормальногораспределения».Прочность, жесткость и трещиностойкость тестовых плит перекрытия придействии равномерно распределенной нагрузки исследовали на универсальнойгидравлической машине Instron 1000 HDX с учетом требований ГОСТ 8829-94.Ширину раскрытия трещин тестовой плиты при воздействии нагрузок замеряли спомощью микроскопа Бринелля МПБ-2, а величину прогиба - электронныминдикатором Micron.Расчет несущей способности тестовых плит перекрытия по предельномусостоянию 1 группы выполнен в соответствии со СП 20.13330.2012 «Бетонные ижелезобетонные конструкции».2.6Методы изучения термических свойств, горючести и дымообразующейспособности эпоксидных композиционных материаловОсновные показатели пожарной опасности разрабатываемых эпоксидныхкомпозиционных материалов изучали в соответствии с Федеральным законом№123-ФЗ от 22 июля 2008 г.
«Технический регламент о требованиях пожарнойбезопасности».Горючестьидымообразующуюспособностьэпоксидныхкомпозитов определяли по следующим методам: кислородныйиндекс(КИ),температурывоспламенения(Тв)исамовоспламенения (Тсв), критическую плотность теплового потока воспламенения(gKp) и коэффициент дымообразования (Dm) в режиме пиролиза и пламенногогорения в соответствии с ГОСТ 12.1.044-89 «ССБТ Пожаровзрывоопасностьвеществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения»; предельную концентрацию кислорода (спр) в потоке окислителя (смесь85кислорода и азота) и скорость распространения пламени по горизонтальнойповерхности образцов (Vрп) размером 120x20x1-2 мм при концентрации кислородав окислителе, равной 30...60% - по методу работы [122]; горючесть эпоксидных композиционных материалов в соответствии сГОСТ 30244-94 «Материалы строительные.
Метод испытания на горючесть».Термическийанализбромсодержащихэпоксидныхантипиренов,полимеров,дымоподавителейинаполнителей,высоконаполненныхкомпозиционных материалов исследовали термогравиметрическим методом вдинамическом режиме нагрева со скоростью 5, 10 и 20 град/мин на воздухе,применяя для этого автоматизированный мультимодульный термоаналитическийкомплекс «DuPont-9900». Термогравиметрический анализ основных компонентовикомпозитовпроводилисучетомГОСТ29127-91«Пластмассы.Термогравиметрический анализ полимеров. Метод сканирования по температуре».Критериями термостойкости эпоксидных полимеров и композитов на их основеявлялись температуры начала интенсивного разложения (Тнр), максимальнойскорости разложения (Tmax) и полураспада (Т50%), а также потеря массы притемпературе 600°С.Таким образом, при разработке химически стойких, слабогорючихэпоксидных композиционных материалов для ремонта и усиления железобетонныхконструкций использовали вещества и материалы, выпускаемые отечественнойпромышленностью.
Показатели пожарной опасности, физико-химические, физикомеханические и термические свойства эпоксидных композиционных материаловисследовали в соответствии с действующими ГОСТам или по общепринятымметодикам, имеющим научно-техническое описание. Обработку результатовэкспериментальныхисследованийэпоксидныхкомпозитоввыполняливпрограммном комплексе «Matlab», методами математической статистики.Следовательно, применение современных методов исследования, приборов иоборудования при определении основных показателей пожарной опасности,эксплуатационных и термических свойств эпоксидных полимеров и основныхкомпонентов композитов, высоконаполненных эпоксидных ПКМ, а также86обработка результатов исследования с помощью компьютерных программобеспечиваетдостоверностьдиссертационной работы.инадежностьполученныхрезультатов873РАЗРАБОТКА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЭПОКСИДНЫХКОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПОНИЖЕННОЙ ПОЖАРНОЙОПАСНОСТИ ДЛЯ ВНЕШНЕГО АРМИРОВАНИЯ БЕТОННЫХ ИЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙЭпоксидные полимеры обладают широким диапазоном технологическихсвойств, высокой прочностью и химической стойкостью, что определило ихширокое применение в различных отраслях промышленности и, в частности, встроительстве.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
