Содержание к диссертации
Стр.
Введение 6
1. Закономерности формирования структуры и
комплекса свойств высокоиаполненных минеральных,
полимерных и полимер-минеральных композитов 7
1.1. Минеральные вяжущие вещества 7
1.1.1. Строительный гипс 7
Получение строительного гипса 7
Твердение строительного гипса при
взаимодействии с водой 7
1.1.1.3. Марки гипсовых вяжущих по
показателям прочности 9
1.1.2. Портландцемент 10
Химический состав клинкера 10
Минералогический состав клинкера 11
Водопотребность и нормальная густота
цементного теста 12
1.1.2.4. Взаимодействие портландцемента с водой и '
химический состав новообразований 13
Структура цементного теста и камня 15
Марки портландцементов по показателям прочности 17
1.2. Цементные бетоны 18
Классификация бетонов 18
Физические свойства бетонов 19
Водопоглощение 19
Водопроницаемость 20
Морозостойкость 20
1.2.3. Тяжелые цементные бетоны на плотных заполнителях 21
Основные технические характеристики бетонов 21
Исходные компоненты для тяжелых цементных бетонов 21
Суперпластификаторы в производстве бетонов 24
Основные свойства тяжелых цементных бетонов 25
1.2.4. Проектирование состава бетона 26
1.3. Бетоны на основе полимерных связующих 29
Полимербетоны 29
Ненасыщенные полиэфирные олигомеры 31
Синтез ненасыщенных полиэфиров 33
Отверждение ненасыщенных полиэфирных олигомеров 34
1.3.3. Наполнители и свойства наполненных полимерных композиций. 36
1.3.3.1. Основные виды наполнителей и
типы структур наполненных полимеров 36
1.3.3.2. Основные характеристики дисперсных
наполнителей для полимеров 37
Свойства дисперсно-наполненных полимеров 39
Расчет состава иолимербетона 41
1.4. Гибридные системы на основе минеральных вяжущих и
полимерных связующих 46
Бетонополимеры 46
Цементно-полимерные бетоны 48
Эмульсии, как основа для получения
полимер-минеральных композитов 50
Классификация эмульсий 50
Стабилизация эмульсий 51
Обращение фаз эмульсий 52
1.5. Цели и задачи исследования 53
Выводы из данных литературного обзора 53
Цели и задачи исследования 54 Объекты исследований 55
Олигомеры 55
Минеральные вяжущие 57
Инертные наполнители 58 Методы исследований 60
3.1. Исследование реологических свойств ненаполненных и
наполненных эмульсий 60
3.2. Исследование структурно-реологических свойств трехфазных
дисперсных систем в процессе уплотнения 60
Метод конического пластометра 61
Исследование растекания наполненных систем 61
Исследование микроструктуры 61
3.6. Исследование механических свойств минеральных,
полимер-минеральных и полимерных материалов 62
3.7. Определение водопоглощепия высоконаполненных материалов (бетонов) 63
4. Экспериментальная часть 64
4.1. Исследование структуры и реологических свойств
ненаполненных водо-олигомерных эмульсий 64
4.2. Исследование структуры и реологических свойств наполненных
водо-олигомерных эмульсий 66
Наполненный олигомер и вода 66
Эмульсии, наполненные цементом 68
Эмульсии, наполненные гипсом 69
Эмульсии, наполненные маршалитом 69
Микроструктура наполненных эмульсий 73
4.3. Исследование реокинетики отверждения наполненных
водо-олигомерных эмульсий 78
Исследование кинетики отверждения наполненного НПО 78
Исследование кинетики твердения активных наполнителей
в водо-олигомерных эмульсиях 80
Эмульсии, наполненные цементом 81
Эмульсии, наполненные гипсом 83
4.3.3. Исследование реокинетики совместного отверждения
ненасыщенного полиэфирного олигомера и минеральных вяжущих 85
Эмульсии, наполненные цементом 85
Эмульсии, наполненные гипсом 89
Исследование растекания полимер-минеральных композиций 91
Исследование влияния добавок полимеров на структурно-механические свойства трехфазных (Т-Ж-Г)
дисперсных систем на основе цементного теста в процессе уплотнения 95
4.6. Исследование физико-механических свойств отвержденных
полимер-минеральных композиционных материалов 103
Исследование прочностных свойств отвержденных полимер-минеральных композиционных материалов 105
Исследование деформационных свойств отвержденных полимер-минеральных композиционных материалов 111
4.6.3. Микроскопические исследования структуры отвержденных
полимер-минеральных композиционных материалов 115
Исследование физико-механичеких свойств модельных систем 117
Исследование физико-механических свойств бетона
на основе полимер-цементного материала 118
4.6.6. Исследование водопоглощения бетона
на основе полимер-цементного материала 121
Возможности практического применения результатов работы 123
5. Выводы 126
Список литературы 128
Введение к работе
Работы в области создания полимер-минеральных материалов на основе минеральных вяжущих и полимерных связующих в основном ведутся в двух направлениях. Первое, улучшение свойств готовых минеральных бетонов посредством импрегнирования мономера или реактопластичного олигомера в капиллярно-пористую структуру бетона с последующей полимеризацией или отверждением полимерного связующего в объеме бетона. Применение данного метода дает хорошие результаты в виде высоких эксплуатационных свойств бетонополимеров, но отличается высокой стоимостью изделий и сложностью технологии. Второй путь получения полимер-минеральных материалов заключается в введении относительно небольших количеств полимерных связующих, в основном водных эмульсий полимеров или водорастворимых термореактивных олигомеров, непосредственно в бетонную смесь. Данный метод отличается простотой и невысокой стоимостью готовых изделий, но не дает большого выигрыша в прочностных свойствах по сравнению с чисто минеральными бетонами.
В последнее время возрос интерес к разработке новых типов полимер-минеральных композиционных материалов, в которых минеральные вяжущие и водонерастворимые термореактивные олигомеры присутствуют приблизительно в равных количествах и минеральное вяжущее твердеет в матрице отверждающегося олигомера. Вопрос структурообразования таких систем практически не изучен, что актуально, так как применение различных видов минеральных вяжущих и олигомерных связующих, отличающихся физико-механическими свойствами, механизмами и скоростями твердения и отверждения соответственно, будет обуславливать различия в структуре и свойствах получаемых полимер-минеральных композиционных материалов.
Настоящая работа посвящена изучению вопросов структурообразования и разработке технологии получения нового типа гибридных полимер-минеральных композиционных материалов с комплексом ценных свойств из композиций на основе ненасыщенного полиэфирного олигомера и цементного теста (цемент+вода). Исследованы закономерности формирования структуры данных полимер-минеральных материалов, в зависимости от применяемого минерального вяжущего (портландцемент, строительный гипс). Изучена кинетика совместного отверждения олигомерной и твердения минеральной фаз гибридных композиций. Проведены исследования по определению технологических свойств (растекание, уплотнение) данных полимер-минеральных смесей. Определены физико-механические свойства отверждениых гибридных полимер-минеральных материалов на основе ненасыщенного полиэфирного олигомера и цементного или гипсового камня в полном диапазоне составов.
Похожие диссертации на Структура и механические свойства гибридных композиционных материалов на основе портландцемента и ненасыщенного полиэфирного олигомера
