Диссертация (792867), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Однако операцииприготовления полимербетонов является трудоемкими, причем длительность ихполучения ограничивается опасностью экзотермического разогрева и преждевременного схватывания. Поэтому возникает необходимость создания технологического цикла, обеспечивающего получение изделий из полимербетона с высокимкачеством в сжатые сроки.Одним из альтернативных направлений получения КСМ является способприготовления композитов по каркасной технологии [68]. Зерна заполнителяпредварительно соединяются в каркасы, а затем пустоты между зернами заполняются высокоподвижной матрицей.
Данная технология позволяет уменьшить величину возникающих усадочных деформаций. Данная технология способствуетполучению каркасных полимербетонов с необходимым комплексом свойств.При использовании каркасной технологии композиты могут быть сформированы на различных и даже несовместимых вяжущих, т. е. для изготовления каркасов и матриц могут быть использованы как одни и те же связующие, так и отличающиеся по природе [81].
По результатам многочисленных экспериментовустановлено, что каркасные композиты имеют улучшенные показатели прочности, трещиностойкости и жесткости, а усадочные деформации и напряжения в нихзначительно ниже, чем в обычных композитах [60].Начало внедрения каркасных полимербетонных полов относится к 1979 г.,когда были изготовлены покрытия на Кадошкинском электротехническом заводе38в Республике Мордовия [54]. Из этого бетона были изготовлены полы площадью400 м2 взамен демонтированных из металлических плиток.
Смеси готовили сприменением двух смесителей – гравитационного действия (каркас) и скоростного (грунтовка и матрица). Для лучшего сцепления тщательно готовили бетонноеоснование: делали насечки, очищали от пыли, промывали и высушивали. Приготовленное в скоростном смесителе полимерное связующее, содержащее смолу,пластификатор, растворитель и отвердитель, подавали в работающую бетономешалку с заполнителем.
Смесь перемешивали до равномерного обволакиваниязаполнителей связующим. Каркасную смесь, приготовленную по такой технологии, укладывали толщиной 30 мм на основание, разделенное деревянными рейками на карты в виде прямоугольников размером 2×3 м. Каркас уплотняли площадочным вибратором и асфальтобетонным катком. После одних суток тверденияпустоты каркаса пропитывали полимерраствором с применением площадочноговибратора. Покрытие отверждалось при температуре 18 – 20 оС. Обследованиеполов после более чем 25 лет эксплуатации показало их эффективность и высокую надежность.
Полы выдерживают нагрузки от движения тележек, автомобилейи электрокаров, а также агрессивное воздействие воды, масляных эмульсий, растворителей и т.д.Наиболее целесообразно применение полимерных композитов там, где ониявляются незаменимыми. Ряд строительных работ, таких как защита от воздействия агрессивных сред, ремонт и усиление транспортных и строительных конструкций и др., может быть выполнен с необходимой надежностью и эффективностью только при использовании полимерных композитов, прежде всего наэпоксидных связующих.
Физико-механические и другие свойства покрытийулучшаются за счет применения эффективных связующих. Опыт применения полимербетонов показал эффективность использования модифицированных эпоксидных связующих.391.5. Выводы по главе1. Рассмотрены вопросы структурообразования полимербетонов на уровняхультра-, микро-, мезо- и макроструктуры.2. Показано, что полимербетоны обладают комплексом благоприятныхсвойств – высокой прочностью, возможностью отверждения при отрицательныхтемпературах и во влажных условиях с применением аминофенольного отвердителя.3.
Приводится обзор литературы по исследованию деструкции и сопротивления композитов при экспозиции в различных агрессивных средах. Показанаважность исследования стойкости полимербетонов в биологических средах, морской воде и в условиях переменной влажности морского побережья.4. Приводится рациональная технология изготовения полимербетонов.
Отмечено, что технологически трудоемкими остаются операции приготовления иукладки полимербетонных смесей. Показано, что перспективным в этом случаепредставляется способ приготовления полимербетонов и изготовления изделий изних с направленной макроструктурой – каркасных полимербетонов.40ГЛАВА 2. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ2.1. Цели и задачи исследованийЦелью данной работы является экспериментально-теоретическое обоснование приемов и методов получения эффективных строительных композитов наэпоксидном связующем для устройства антикоррозионных защитных покрытийпо строительным конструкциям, предназначенным для эксплуатации в условияхинтенсивного воздействия механических нагрузок, биологически активных сред иразличных климатических 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 защитыполимерных композиционных материалов.2.
Теоретически обосновать систему параметров состава и структуры композиционного материала и разработать модель, пригодную для подбора количественного состава компонентов по критерию эффективной прочности композитов.3. Установить количественные зависимости изменения свойств эпоксидныхкомпозитов от основных структурообразующих факторов: вида и количественного содержания отвердителей, растворителей, пластификаторов, пигментов, наполнителей и заполнителей различной природы.4.
Подобрать эффективные составы эпоксидных каркасных полимербетонов, позволяющие повысить прочность покрытий при воздействии статических идинамических нагрузок.5. Установить видовой состав микроскопических организмов, заселяющихсяна поверхности образцов из эпоксидных композитов, при их выдерживании в41морской воде, условиях ультрафиолетового облучения, переменной и повышенной влажности, солевого тумана морского побережья.6.Установитьколичественныезависимостиизмененияфизико-механических и декоративных свойств эпоксидных композитов при экспозиции вморской воде и климатических условиях Черноморского побережья.7.
Разработать рациональные составы композиционных материалов на основе эпоксидных связующих с повышенными показателями прочности, химическогои биологического сопротивления, климатической стойкости.8. Составить рекомендации по технологии изготовления эпоксидных композитов повышенной стойкости к воздействию динамических нагрузок, химикобиологических агрессивных сред и неблагоприятных климатических факторов иосуществить опытно-промышленное внедрение разработанных материалов приантикоррозионной защите строительных изделий.2.2.
Применяемые материалыВяжущие. В качестве вяжущих применялись: эпоксидная диановая смоламарки ЭД-20 (ГОСТ 10587–84), представляющая собой жидкий реакционноспособный олигомерный продукт на основе диглицидилового эфира дифенилолпропана; смола LE-828, разработанная на основе бисфенола А и эпихлоргидрина.Технические характеристики смол приведены в таблице 2.1.Отвердители эпоксидной смолы: полиэтиленполиамин (ТУ 2413–357–00203447–99), аминофенольный отвердитель марки АФ-2.Полиэтиленполиамин представляет собой вязкую жидкость от светло-желтогодо темно-бурого цвета без механических включений, с температурой кипения нениже 207 С; плотностью 950–1100 кг/м3.42Таблица 2.1 – Технические характеристики смолы марки ЭД-20№п/п1234567ХарактеристикаВнешний видСмола ЭД-20Смола LE-828Высоковязкая проВысоковязкая прозрачная жидкость без зрачная жидкость безвидимых механичевидимых механических включений и сле- ских включений и следов водыдов водыЦвет по железокобальтовойшкале, не болееМассовая доля эпоксидныхгрупп, %Массовая доля летучих веществ, %, не болееМассовая доля гидроксильныхгрупп, %, не болееДинамическая вязкость, Па·спри 20 оСВремя желатинизации с отвердителем, ч, не менее4419,9– 22,018,5–20,50,50,51,71,512–1812–155,04,7Аминофенольный отвердитель хорошо растворяется в эпоксидных олигомерах, обладает повышенной реакционной способностью.
Возможно отверждение материалов при низких температурах (до –10 °С) и при повышенной влажности. Технические характеристики полиэтиленполиамина и аминофенольного отвердителяприведены в таблице 2.2.Таблица 2.2 – Технические характеристики отвердителей№ХарактеристикаПЭПААФ-21Массовая доля минеральных примесей, %, не более0,20,82Массовая группа третичных аминогрупп, %, в пределах5-911-133Массовая доля воды, %, не более234Массовая доля общего азота, %, не менее3012-16п/пРастворители и пластификаторыВ качестве растворителей использовались бутиловый спирт (бутанол) и аце-43тон.Бутанол (ГОСТ 2768–84) с относительной молекулярной массой 74,12 г/моль,плотностью при 20С 930 кг/м3, температурой кипения при 101,325 кПа 117 С.Ацетон (ГОСТ 2768–84) с молекулярной массой 58,08 г/моль, плотностью при20 С 790 кг/м3, температурой кипения при 101,325 кПа 56,5 С.В качестве пластификатора использовался дибутилфталат.Дибутилфталат (ГОСТ 8728–88) – представляет собой ди-н-бутиловый эфирортофталевой кислоты.
Технические характеристики дибутилфталата следующие:относительная молекулярная масса 278,38; плотность при 20 С – 10451049кг/м3; динамическая вязкость при 20 С (10–20)·10-3 Пас; температура застывания 40 С; температура кипения 335 С. Свойства наполнителей, использованных при проведении экспериментальных исследований, приведены в таблице2.3.Таблица 2.3 – Химический состав наполнителейХимический состав№п/пВид наполнителядругиеSiO2Al2O3Fe2O3СaOMgOSO3соединения1123452Порошок гранитногощебняПорошок доменногошлакаТонкоизмельченныйкварцевый песокПорошок кирпичногобояПортландцемент345666–76 11,1–16,1 0,5–5,25 0,4–5,97894,5–2,7–5,630–40 4,5–20,4 0,1–2,1 40,4–45,6 0,5–2,3 0,4–2,51,5–3,691,935,360,560,040,90,21,0155–805–153–1525331523,085,452,9966,911,420,15–44Наполнители и заполнителиВ качестве наполнителей использовали тонкоизмельченные порошки гранита, шлака, кварца, а также портландцемент.Мелким заполнителем служил кварцевый песок с модулем крупности 0,63мм.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
