ПОЛИМЕРБЕТОНЫ

Структурная прочность полимербетонов

Принятая модель полимербетонов, представляющая собой сложную композицию, состоящую из микро-, мезо - и макроструктуры, является исходной предпосылкой при разработке общих положений и расчетных формул струк­турной прочности таких многокомпонентных систем. При

Таблица 14. Составы полимербетона ФАМ, подобранные с исполь­зованием способа полупрерывистой гранулометрии заполнителей, %

№ составов

Щебень фракции, мм:

30

52

52

52

52

20

15,75

18

10

11

6

2,75

3,75

7

9

Песок крупностью 0,5—2 мм

10

11; 25

9,5

12

Мука андезитовая

11

5,5

12

Графит молотый

6

Фурфуролацетоновая смола

7

7,5

7,5

8,5

ФАМ

Бензолсульфокислота (БСК)

2

2

2

2

Составляющие

Теоретических

Утсчиеипы. х на при­боре для подбора cyxoii смесн

JvV сост а - вов по табл. 14

Расход синтети­ческой смолы, %

Число образцов

Среднее арифме­тическое значение прочности, МПа

Среднее квадра­тичное отклонение

Коэффи­циент вариации

Коэффи­циент однород­ности

КОДИ

1

7

15

86,4

+9,6

1,3

0,625

2

7,5

15

88,6

+9,83

1,25

0,61

3

7,5

15

82,3

+ 10,4

1,45

0,565

4

8,5

15

83,8

+ 9,7

1,32

0,604

Этом клеящая мастика (полимерное связующее), явля­ясь микроструктурой полимербетонной композиции— основной и важнейший компонент такой системы.

Исследуя физико-химические процессы структурооб - разования прямыми экспериментами было выявлено, что оптимальная микроструктура клеящей мастики зависит от многих свойств используемых мономеров или олиго - меров, и, в первую очередь, от вязкости, клеящей спо­собности и адгезии с минеральными наполнителями, дис­персности наполнителей, их вида и процентного содер­жания в системе.

Исходя из этих предпосылок в общем виде струк­турная прочность полимерного связующего непосредст­венно зависит от следующих факторов:

RCb = R(Gv, A,S, n,i), (19)

Где Gv — отношение полимера к наполнителю; А — адгезия полиме­ра к наполнителю; S—дисперсность наполнителя; Я — пористость клеящей мастики; т] — вязкость исходного мономера или олигомера.

Современное состояние соответствующих разделов математики позволяет с достаточно высокой точностью выразить приведенную поиниипиальную зависимость структурной прочности полимепного связующего расчет­ными формулами. Однако использование таких формул даже при использовании ЭВМ оказывается практически невозможным из-за больших трудностей, которые связа­ны с необходимостью получения всех достаточно досто­верных характеристик и соответствующих переходных коэффициентов.

В то же время исходя из разработанной теории струк­тур ообразования полимерных композиций и предложен­ного автором метода подбора оптимальных составов принцип подбора микроструктуры полимерного связу­ющего основан на экспериментальном определении опти­мального соотношения конкретных составляющих — вполне определенного мономера или олигомера и cooi - ветствующего наполнителя. При таком подходе мы по­лучаем реальную, максимально возможную для данной системы прочность RСВ.

Получив реальную структурную прочность полимер­ного связующего и накопив достаточно большие и ста­тистически обработанные данные по прочностным харак­теристикам полимербетонов сравнительно легко полу­чить математическую зависимость, пригодную для рас­чета структурной прочности полимербетона:

#11.б = (#СВ + 'Kl Язап) - (Кг (Уп. б + Rn ), (20)

Где Rcb — прочность связующего; /?зап — прочность заполнителя; сГд. б — усадочные напряжения в полнмербетоне; йп. б— потеря проч­ности в зависимости от пористости; Ki и Ki—коэффициенты.

В формуле (20) прочность заполнителя ^зап, связу­ющего Rcb и внутренних напряжений ои. о получают экс­периментальным путем, а потеря прочности в зависимо­сти от пористости полимербетона Rn и коэффициенты К и определены статистической обработкой большого количества результатов испытаний различного вида по­лимербетонов.

Практическое использование формулы (20) для рас­чета структурной прочности полимербетонов показало сравнительно высокую сходимость расчетных и экспери­ментальных данных.

Определение оптимальных составов полимербетонов исходя из закономерностей физико-химического взаимо­действия составляющих и наиболее плотной упаковки наполнителей и заполнителей позволило впервые полу­чить наиболее экономичные плотные составы с мини­мально возможным расходом синтетического связующе­го, которые обладают высокой химической стойкостью, В то же время в зависимости от назначения и эксплуата­ционных условий требования, предъявляемые к физико- механическим свойствам полимербетонов, весьма раз­личны. Однако вышеизложенная методика не позволяет рассчитывать составы полимербетонов с заранее задан­ными прочностными и другими характеристиками. Так как полимербетоны представляют собой многокомпо­нентные системы и все составляющие взаимосвязанно в той или иной степени влияют на их конечную прочность,

Содержание составляющих

Состав / (на плотных заполнителях)

%

Составляющие

О.

(U

Г

Кг/м3

5 я

О. Е

По массе

Состав 2 (иа пористых заполнителях)

%

Кг/м3

По массе

Гранитный щебень

Пористый щебеиь

Песок кварцевый[7]

Наполнитель

Фурфурол ацето­новая смола ФАМ. (ФД)

Бензолсульфокис - лота (БС, К) Пластификатор

20—40 10-20 10—20 5—10 0,15-5

Менее 0,15 50—51 3-3,5

23

12—12,5 8,0—8,5

1,5— 1,7

0,5—1 по. массе смолы

1200-1220 72—84

550 288—300 190—205

36—41 1-2

21—22 15—16 31

18,5 11,5-12

2,3—2,4

0,5—1 по массе смолы

380-400 270—290 360

335

208—215

41—43 1,2

* Для состава материалов.

20—40 10—20 10—20 5—10 0,15-5 Менее 0,15

49—50 1—2

20—21 14—15 30—31 18—19

13—14

2,5-2,7

360—380 250—270 540—560 325—340

285—250

45—49

18—19 15,5— 16,5 11,5-12

2,2—2,4

430—460 370—400

275—290

53—58

2 допускается применение песков из пористых

Таблица 17. Средние составы полимербетона ФАЭД

Содержание составляющих

Составляющие

|Размер фракции,

Состав 3 (на плотных заполнителях)

Состав 4 (на пористых заполнителях)

Мм

%

По массе

Кг/м3

%

По массе

Кг/м»

Гранитный щебень

Пористый щебеиь

1180-1200 24—48

Песок кварцевый* Наполнитель

Фураиоэпоксидиая смола ФАЭД-20 Полиэтиленполиа - мин (ПЭПА)

Содержание

Составляющих

Составляющие

Размер фракции,

Состав 5 (на плотных заполнителях)

Состав 6 (на пористых заполнителях)

Мм

%

По массе

Кг/м3

%

По массе

Кг /м3

Гранитный щебень

Пористый щебень

Песок кварцевый* Наполнитель

Полиэфирная смо­ла ПН-3 нлн ПН-63

Гидроперекись изо-

Пропнлбензола

(ГП)

Нафтенат кобаль­та (НК) Пластификатор

20—40

10—12 10—20 5—10 0,15—5 Менее 0—15

50—52 4—4,5

23—24 11—12

8-8,5

0,33— 0,35

0,66—0,7

0,5—1 по массе смолы

1200— 1250 96—108

530—570 264—268

192—204

8-8,5

16—18 1—2

22—23 15—16 30—31 13—19

11—12 0,45—0,5

0,9—1

0,5—1 по массе смолы

400-415 270—290 540—560 325—340

200—217

8-9

16—18 1—2

Таблица 19. Средние составы полимербетонов на плотных заполни­телях и полиэфиракрилатных смолах

* Для состава 6 допускается применение песков нз пористых материалов.

Размер фракций, мм

Составляющие

Состав 8 (с ТГМ-3)

Содержание составляющих, % по массе

Состав 7 (сМГФ-9)

Щебень гранитный Песок кварцевый Мука андезитовая

5—,10 0,5—2 Менее 0.15

55 22 '13

8.5—9,5 1

0,4 Oil

Полиэфиракрилатные смолы: МГФ-9 ТГМ-3 Герметик У-30 м Гидроперекись изопропил - бензола (ГП) Нафтенат кобальта (НК) Метнлвинилаэросил

Составляющие

Размер фракций, мм

Содержание составляющих

Состав 9 (на плотных заполнителях)

Состав 10 (иа пористых заполнителях)

/0

По массе

Кг/ м3

О/

По массе

Кг/м3

Гранитный ще­

20—40

49 -50

1170-

_

Бень

1200

10—20

3—3,5

72-84

Пористый щебень

10—20

22-23

400—415 <

5—10

15-16

270—2901

Песок кварце­

0,15-5

22—23

530—560

27—28

485—505

Вый*

Наполнитель

Менее

10—11

240—265

17—18

305—325

0,15

Карбамидная смо­

8,5—9

205—216

11,5—

205—228

Ла КФ-Ж

12,5

Фосфогипс нлн

Менее

4-5

86—120

5-6

90-110

Гипс

0,15

Солянокислый

3-4

6,5-8,5

3-4

6,5—8,5

Анилин СКА

По массе

По массе

Смолы

Смолы

* Для состава 10 допускается применение песков из пористых материалов.

Таблица 21. Средине составы полимербетона ММА

Содержание составляющих

Размер фракций, мм

Составляющие

Состав 11 (на плотных заполнителях)

Состав 12 (на пори­стых заполнителях)

%

Кг/м3

Кг/м3 J

По массе

По массе

Гранитный щебень

Пористый щебень

Песок кварцевый* Наполнитель

Метилметакрилат ММА

20—40

10—20 10—20 5—10 0,15—5 Менее 0,15

46—47 3-4

30—32

8—9

7,5—8,5

0,5 по массе мономера

Парафин нефтяной

1100— изо

70—95

22—23

J390-

-415

15-16

270-

-290

32—34

|575-

-610

16—18

290

-320

10—10,5

190-

Мб

-205

0,5 по

0,9-

-1

Массе

Мономера

720—770 190—215

190—205

1-1,1

Содержание составляющих

Размер фракций, мм

Составляющие

Состав 11 (на плот­ных заполнителях) состав 12 (иа порис­тых заполнителях)

%

Кг/м»

Кг/м3

По массе

Эмульсионный по­листирол Дим етил а нилин

Паста из пере­киси бензоила и дибутилфтадата Пластификатор

0,4—0,5

0,2—0,25

0,6—0,7

10—12 5-6 14—17

1—2

0,5-1% по массе мономера 0,5—0,55

0,2—0,3

0,6—0,8

0,5-1о/о по массе мономера

9-10 3,5—5,5 11—14,5

1—2

* Для состава 12 допускается использование песков из пори­стых материалов.

Содержание составляющих

Состав 13

Состав 14

%

По массе

Кг/м3

%

По массе

Кг/м3

Таблица 22. Средние составы полимерсиликатных бетонов

Щебень кварце­

20—40

37,1

800

49

1200

Вый или гранит­

Ный

Песок кварцевый

0,15-5

28

600

23

570

Наполнитель

Менее

18

400

14,9

360

0,15

Жидкое стекло

14

300

11

280

Натриевое

(1,4—1,42)

Кремнефтористый

2,3

50

1,7

42

Натрий

Фуриловый спирт

0,5

10

0,35

8,4

Катапин

0,03

0,84

,Сульфанол

0,02

0,56

Гкж-ю

0,1

2

(ГКЖ-1І)

Составляющие

Размер фракций, мм

78 а

Таблица 23. Физико-механические показатели полимербетонов ФАМ (ФА)

Состав / (на, плотных заполни­телях)

Состав 2 (на пористых заполнителях)

Показатель

Плотность,, кг/м3

Кратковременная прочность, МПа: при сжатии » растяжении Модуль упругости при сжатии, МПа

Коэффициент Пуассона Удельная ударная вязкость,, Дж/см2

Линейная усадка при отвержде­нии, %

Водопоглощение за 24 ч, % Термостойкость по Мартенсу, °С Теплопроводность, Вт/(м-К) Морозостойкость, не ниже, циклы Коэффициент термического рас­ширения,, 1/°С Истираемость, г/см2> Удельное электрическое сопротив­ление:

Поверхности0$. Ом объемное,, Ом-см Тангенс угла диэлектрических по­терь при 50 Гц и 65% относитель­ной влажности Показатель горючести

2200—2400

1500—1900

70—90 5-8 (20—32)103

30—60 3—б,.5 (13—20)103

0.2—0,24 0,15—0,25

0,19—0,21 0,1-0.2

'01,1

<01,1—0,15

0,05—0,3 120—'140 0,65-0,75 300 12 110е

0,1—0,4 120—<140 0,25—0,5 300 (11—13)10®

0,018—0,21

0.025-0,35

3.7- Ю"

3.8- 108 0,05—'0,06

3.7- 1010

5.8- 108 0„02—0„0б

Q.,14

0,14

Таблица 24. Физико-механические показатели полимербетонов ФАЭД

Показатель

Плотность, кг/м8

Кратковременная прочность, МПа: при сжатии » растяжении Модуль упругости при сжатииі, МПа

Коэффициент Пуассона Удельная ударная вязкость, Дж/см2

Линейная усадка при отвержде­нии, %

Водопоглощение за 24 ч, % Термостойкость по Мартенсу,, °С Теплопроводность, Вт/(м-К)

Состав 3 (на плотных запол­нителях)

Состав 4 (на пористых за­полнителях)

2200—2400

1500-1800

90—110

50—80

9—'11

3—9

(32-88)103

'(12-18)103

0.26—0.28

0.24—0.26

0,35—0,45

0,2—0„3

0,05—0,08

0,06-0,1

Ю..01

0,2—0.5

(120

120

0,65—0,75

Р,25—0,5

Показатель

Состав 3 (на плотных заполни­телях)

Состав 4 (на пористых запол­нителях)

Морозостойкость не ниже. ЦИКЛЫ Коэффициент термического рас ширения, 1.ГС Истираемость,, г/см.2 Тангенс угла диэлектрических по­терь при 50 Гц н 65% относитель­ной влажности Показатель горючести К

500 (10—14)10-®

0,005—0,01 0,04—0,05

1

300 (10—14)10-6

0,01—0,02 0,03—0,05

1

Таблица 25. Физико-механические показатели полимербетонов ПН

Показатель

Состав 5 (на

Состав 6 (иа по­

Плотных запол­

Ристых заполни­

Нителях)

Телях)

Плотность, кг/м3

2200—2400

1500—1800

Кратковременная прочность. МПа:

При сжатии

80-4 00

50—80

» растяжении

7—9

2-8

Модуль упругости при сжатии.

(28—36) 103

(12—18) 103

МПа

Коэффициент Пуассона

0.8—0.22

Удельная ударная вязкость, Дж/

0.2—0.25

0,1—0, .2

/см2

Линейная усадка при отвержде­нии 4 %

Q.08—ОЛ

0.2—0.25

Водопоглощение за 24 ч,. %

0,05—0.1

0|.05—0.3

Термостойкость по Мартенсу. °С

80

80

Теплопроводности Вт/ (м-К)

0„6-0,7

0.25—0,5

Морозостойкость, не ниже, циклы

300

300

Коэффициент термического расши­

(14—20) 10

(14—18) 10'6

Рения. ГС

Истираемости, г/см2

0.015—0.025

0.02—0.03

Тангенс угла диэлектрических по­

0.03—0,06

0,01-0,04

Терь при 50 Гц и 65% относитель­

Ной влажности

Показатель горючести Ю

На смоле ПН-1

>2,1

>2,1

» смоле ПН-63

0,47

Q.47

Таблица 26„ Физико-механические показатели полимербетонов на по - лнэфиракрилатных смолах

Состав 8 (та ТГМ-3)

Состав 7 (иа МГФ-9)

Показатель

2100—(2300

80—110 9-И1

2100—2300

70—1100 7-9

Плотность, кг/м3 Кратковременная прочность. МПа: при сжатии » растяжении

_-----

Показатель

Состав 7 (иаМГФ-9)

Состав 8 (иа ТГМ-3)

Модуль упругости при сжатии, МПа

Коэффициент Пуассона

Удельная ударная вязкость, кДж/

/м2

Линейная усадка при отвержде­

(14—15) 103

0,22-0.24 8—21

(19-20) 103 6—18

0.09—0.12

0.11—0,15

Нии, %!

Водопоглощение за 24 ч, % Термостойкость. °С Морозостойкость, не ниже, циклы Коэффициент термического расши­рения, 1/°С Истираемость,, г/см2

0,05—0,12 105—ill 0 300

0,007—0,018

0,08—0,15 120—'128

300 14—4 6

0,006—0.015

Таблица 27. Физико-механические показатели полимербетонов КФ-Ж

Состав 9 (иа

Состав 10 (на

Показатель

Плотных

Пористых

Заполнителях)

Заполнителях)

Плотность, кг/м3

Кратковременная прочность. МПа: при сжатии » растяжении Модуль упругости при сжатии, МПа

Коэффициент Пуассона Удельная ударная вязкость. Дж/ /см2

Линейная усадка при отвержде­нии, %

Водопоглощение за 24 ч, % Термостойкость по Мартенсу. °С Теплопроводность, Вт/(м-К) Морозостойкость не ниже, циклы Коэффициент термического рас­ширения, ГС Истираемость, г/см2 Тангенс угла диэлектрических по­терь при 50 Гц и 65% относитель­ной влажности Показатель горючести К

2200—2400

1500-1800

50—60 3-4 (10—,14) 103

30—40 2,5—4 (9-10) 103

0,22-0.24 0.15-0.25

0.2—0.21 0.1-0,2

0.2-0.22

0.16-0,2

0.1—0,3 100-120 0,65—0,75 200 (15-16) 10-в

0.2—0.6 100-120 0.4—0,5 200 (13—15) 10-

0.02—0,03 0,08—0,1

0,06-0,1

0,2

0,2

Таблица 28. Физико-мехаиические показатели полимербетона ММА

Сосйіав 11 (на плотных заполнителях)

Состав 12 (на пористых заполнителях)

Показатель

Плотность,, кг/м3 Кратковременная прочности, МПа: при сжатии ■» растяжении Модуль упругости при сжатии, МПа

Коэффициент Пуассона Линейная усадка прн отвержде­нии,, %

Водопоглощение за 24 ч, % Термостойкость по Мартенсу, °С Теплопроводность,. Вт/(м-К) Морозостойкость не ниже,, циклы Коэффициент термического рас­ширения, 1/°С

Тангенс угла диэлектрических по­терь при 50 Гц ной влажности Показатель горючести К

2200—2400

70—.90 110—ІІЗ (10U-I5) 103

0,26—0,28 0,15—0,2

0,01 60

0,65—0,75 500 (12-16) Ю-6

0,04-0.05

2„1 1500—1800

40—65 5-8 ,(8-110) 103

0.25—0.27 0„2—0,25

0,05—0,2 60 0,25—(0,5 300 (12—118) 10-«

0.02—0,04

2,1

Таблица 29. Фнзнко-механнческне показатели полимерснлнкатных бетонов

Показатель

Состав 13

Состав 14

Плотность, кг/м3

2100—2300

2300—2500

Кратковременная прочность, МПа:

При сжатии кубов

28—30

25—05

» » призм

21—23

20—25

» растяжении

2,5—'3

3,5—4

Модуль упругости,, МПа

25000

25000

Коэффициент Пуассона

0,22

0„2

Уд. ельная ударная вязкость^

Q.16

0,15

Дж/см2

Линейная усадка при отвержде­

0,15

0„15

Нии, %,

Водопоглощение за 24 ч, %

6

8,

Термостойкость по Мартенсу, °С

300-350

300-350

Теплопроводность,, Вт/(м-К)

0.5

0,5

Морозостойкость, циклы

801

60

Коэффициент термического расши­

8-10-»

8-10-*

Рения, 1/°С

Определение и прогнозирование последней обычными ме­тодами чрезвычайно сложно. Для таких систем измене­ние прочности в зависимости от состава необходимо рас­сматривать как взаимосвязанный многофакторный про­цесс.

В связи с этим при исследовании в подборе составов полимербетонов были использованы математические ме­тоды планирования экспериментов, применение которых обеспечивает возможность получения наиболее полной и достоверной информации об изученном процессе при зна­чительном сокращении экспериментальных работ [41, 96]. Учитывая, что составы полимербетонов следует под­бирать исходя из условий применения оптимального со­става связующего, процентное содержание смолы и на­полнителя принималось постоянным.

Результаты расчетов математический моделей на ЭВМ позволили установить рецептуры составов полимер­бетонов с использованием различных связующих и для различных условий эксплуатации. Эти составы полимер­бетонов, обладающие максимальной прочностью, прак­тически совпадают с составами, полученными с учетом теории плотной упаковки наполнителей и заполнителей и минимально допустимого количества связующего [12, 15, 18, 22, 128].

Номограммы равного выхода позволяют прогнозиро­вать прочность различных составов полимербетонов и проектировать составы с заданной прочностью.

В табл. 16—22 приведены усредненные составы по­лимербетонов, которые в настоящее время достаточно широко распространены в строительной практике, а в табл. 23—29 — усредненные показатели физико-механи­ческих свойств этих бетонов.

ПОЛИМЕРБЕТОНЫ

Технологическая карта — производство полистиролбетона

Технологическая карта на Изготовление блоков из полистиролбетона Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Организация производства и управление предприятием» Выполнила: Абрамова Ю. В. Данная курсовая работа состоит из пояснительной записки, …

Технический условия на полистиролбетон

ГОСТ Р 51263-99 УДК 691(32+175) Группа Ж13 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПОЛИСТИРОЛБЕТОН Технические условия CONCRETE WITH POLYSTERENE AGGREGATES Specification ОКС 91.100.30 ОКСТУ 5870 Дата введения 1999—09—01 Предисловие 1 РАЗРАБОТАН Всероссийским …

Химическая стойкость полимерсиликатных бетонов

Предпосылками. надежной работы конструкций из полимерсиликатных бетонов, особенно наливных соору­жений, являются их плотность и химическая стойкость. Испытания на водонепроницаемость показали, что об­разцы из полимерсиликатного бетона выдерживают дав­ление 0,6 МПа в …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.