Содержание к диссертации
ВВВДЕНИЕ 7
1. ОБЩЕЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОСНОВЫ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРЕЕТОНОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БАРХАННЫХ ПЕСКОВ 14
1.1. Проблема строительных материалов Туркмении и возможные пути ее решения 15
1.2. Литературный обзор по высоконаполненным композиционным материалам на основе полимерных связующих 21
1.3. Научное и народно-хозяйственное значение использования барханных песков в качестве составляющих полимербетонов 34
1.4. Цель и задачи исследования 41
1.5. Теоретические предпосылки создания новых видов полимербетонов с использованием барханных песков 42
1.6. Основные виды полимерных связующих, используемых для разработки полимербетонов 46
1.7. Классификация наполнителей и заполнителей для полимербетонов 49
ВЫВОДЫ 51
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ОПТИМИЗАЦИИ И РАСЧЕТА ДОЛГОВЕЧНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ И ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОЛИМЕРБЕТОНОВ 52
2.1. Теоретические вопросы оптимизации долговечности конструкций и изделий из полимербетонов на основе термореактивных смол и барханных песков 52
2.2. Основные положения, принятые при разработке теоретических вопросов долговечности 2.2.1. Внешние воздействия 58
2.2.2. Внутренние воздействия 60
2.3. Теоретические методы интерпретации долговечности защитных систем из полимерных композиций с использованием барханных песков 61
2.3.1. Теоретический расчет долговечности защитных
систем от внешних воздействий Стр.
2.3.2. Долговечность покрытий от внутренних воздействий 76
2.4. Области безотказной работы и параметры качества покрытий из полимербетона 80
ВЫВОДЫ 83
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭЮЖРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ПОЛИМЕРБЕТОНОВ 86
3.1. Общие вопросы 86
3.2. Основные параметры солнечных камер типа "горячий ящик" 97
3.3. Теплотехнические характеристики солнечных установок типа "горячий ящик" 103
3.4. Выбор прозрачной изоляции для солнечной камеры полимеризации 108
ВЫВОДЫ 115
4. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ПОДБОРУ СОСТАВОВ, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И СТРУКТУРА ПОЛИМЕРБЕТОНОВ 118
4.1. Общие теоретические основы по подбору и расчету полимербетонов 118
4.2. Возможность физического и химического взаимодействия связующего и отвердителя с заполнителями полимерной композиции 126
4.3. Расчет и подбор составов полимербетонов с использованием барханных песков 130
4.4. Подбор оптимальных составов полимербетонов методом математического планирования эксперимента 136
4.5. Методы исследований
4.5.1. Физико-химические методы исследования свойств полимербетонов 151
4.5.2. Методы определения прочностных и деформативных характеристик 154
4.5.3. Методы определения стойкости полимербетонов при различных механических и физико-химических воздействиях 161
4.5.4. Методика определения некоторых физических свойств полимербетонов 165
4.6. Структура полимербетонов 167
4.6.1. Исследования пористости на ртутном порометре 185
4.6.2. Определения макропористости на световом микроскопе 188
ВЫВОДЫ 190
5. ФИЗЖО-МЖАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРБЕТОНОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БАРХАННЫХ ПЕСКОВ 192
5.1. Прочностные характеристики 192
5.1.1. Статическая прочность 192
5.1.2. Ударная вязкость 218
5.1.3. Адгезия, аутогезия и когезия 2
5.2. Износостойкость 229
5.3. Деформативные свойства 2
5.3.1. Усадка 242
5.3.2. Относительные удлинения при разрыве 254
5.3.3. Коэффициент Пуассона 255
5.3.4. Модуль упругости 258
5.3.5. Температурные деформации 262
5.4. Математическая обработка результатов определения физико-механических свойств полимербетонов 265
ВЫВОДЫ 266
6. ФИЗЖО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПСШИМЕРБЕТОНОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БАРХАННЫХ ПЕСКОВ 269
6.1. Летучесть 269
6.2. Степень полимеризации (поликонденсации) 282
6.3. Проницаемость 290
6.4. Стойкость в агрессивных средах 298
6.5. Температуростонкость 315
6.6. Атмосферо-морозостонкость 317
6.7. Расчет долговечности по экспериментальным данным 323
6.8. Расчет долговечности по экспериментальным данным с учетом приемов оптимизации 325
7. ТЕХНОЛОГИЯ: ПОЛИМЕРБЕТОНОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БАРХАННЫХ ПЕСКОВ 331
7.1. Основные вопросы технологии полимербетонов с использованием барханных песков и их особенности 331
7.2. Технология полимербетонов на основе смолы ФА и ее модификаций 337
7.3. Технология полимербетонов на основе ненасыщенных полиэфирных смол и метилметакрилата 350
7.3.1. Приготовление смеси сухих компонентов 352
7.3.2. Приготовление полимербетонной смеси 352
7.3.3. Изготовление полимербетонных изделий 3
7.4. Технология полимербетонов на карбамидной смоле 355
7.5. Технология производства полимербетонных изделий с использованием солнечной энергии 356
ВЫВОДИ 361
8. ПРИКЛАДНЫЕ ВОПРОСЫ НАУЧНЫХ РАЗРАБОТОК И ТЕХНИКО ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 362
8.1. Рациональные области применения полимербетонов 362
8.2. Создание цеха по производству полимербетонных изделий 365
8.3. Вопросы повышения товарного вида отделочных материалов и конструкций из полимербетонов 373
8.4. Опытно-промышленный выпуск, испытание и промышленное производство полимербетонных изделий 379
8.5. Объекты внедрения 384
8.6. Важнейшие направления использования основных научных результатов в разработке строительных материалов
8.6.1. Полимерные мастики и замазки 389
8.6.2. Пористые полимерные материалы 395
8.7. Технико-экономический расчет применения поли мербетонов 399
8.7.1. Технико-экономический расчет покрытий полов 400
8.7.2. Технико-экономический расчет покрытий из полимербетонных плит для внутренних стен 404
8.7.3. Технико-экономический расчет изоляции стен
из полимербетонов 405
8.7.4. Технико-экономический расчет изоляции бетонных поверхностей гидротехнических сооружений полимерраствором 407
8.7.5. Экономическая эффективность использования солнечной энергии в производстве полимербетонных изделий 408
ОНЦИЕ ВЫВОДЫ 414
ЛИТЕРАТУРА 418
ПРИЛОЖЕНИЕ I 445
ПРШЮЖЕНИЕ 2 449
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 4
Введение к работе
Решениями ХХУТ съезда КПСС и ХХП съезда КП Туркменистана поставлены широкие задачи по дальнейшему развитию капитального строительства. Наряду с повышением эффективности и качества строительных конструкций и сооружений одна из центральных задач современного строительства является повышение его качества, долговечности зданий и сооружений и экономия топливно-энергетических ресурсов /162/. Существенно важны в строительстве 11-й пятилетки также строгая экономия металлов и цемента, снижение материалоемкости и вопросы экологии.
Высокие темпы развития строительной индустрии в республике как и во всей стране с учетом требований по эффективности и качеству строительства, долговечности и обеспечивающих архитектурно-эстетический облик строительных объектов, выдвигают проблему развития новой его отрасли на базе полимерных материалов. Эффективность развития этой отрасли, особенно для специальных областей, характеризующихся более сложным комплексом воздействия на строительные конструкции, подтверждена большим опытом строительства в СССР и за рубежом.
Применение строительных материалов на базе полимерных связующих и использование широкого класса местных сырьевых ресурсов, включая отходы промышленности и барханные пески, позволили улучшить качество и повысить долговечность промышленных объектов, широкое строительство которых в республике начато в 10-й пятилетке.
Создание базы строительной индустрии из материалов на основе полимерных связующих позволит улучшить условия строительства промышленных, гидротехнических, мелиоративных, гражданских, сельскохозяйственных зданий, а также зданий сельской застройки.
Применение полимерных материалов в ирригационных системах и мелиоративном строительстве поможет решить ряд сложных задач, связанных с повышением эффективности и долговечности строительных конструкций и сохранить баланс вод для орошения.
В настоящее время в республике большой дефицит в химически стойких защитных и отделочных материалах, потребность в которых постоянно растет. Производство химически стойких защитных и отделочных материалов на базе полимерного связующего с широкой гаммой положительных свойств позволит значительно сократить дефицит в традиционных защитных и отделочных материалах, расширить архитектурные возможности, повысить долговечность и качество зданий и сооружений.
Существенно важный фактор для развития нового направления в строительстве Туркменской ССР - возможность широкого использования солнечной энергии.
Успехи химической индустрии, развивающейся ускоренными темпами, а использование солнечной энергии позволяет создать мощную строительную базу на основе полимерных материалов, добиться:
- достижения экономии топливно-энергетических ресурсов;
- снижения расходов стали и цемента;
- повышения качества строительных работ;
- снижения трудозатрат и материалоемкости;
- повышения долговечности строительных конструкций и сооружений.
В последние годы во многих технически развитых странах, включая и нашу страну, разработаны новые эффективные технологии производства строительных материалов и конструкций на базе полимерных связующих. Но, к сожалению, существующие отечественные и зарубежные разработки не могут быть применены для такого громадного региона, каким являются среднеазиатские республики и, в частности, Туркмения с ее неисчерпаемыми запасами барханных песков.
Это объясняется тем, что все имеющиеся технологические разработки исключают возможность использования барханных песков в качестве заполнителя для полимербетонов.
Поэтому из широкого круга вопросов производства и применения материалов на базе полимерных связующих в диссертации основное внимание уделено разработке теоретических основ создания новых видов полимербетонов на основе карбонатосодержащих заполнителей и технологии их производства. Это позволило впервые в отечественной практике использовать в производстве полимербетонов барханные пески, запасы которых в Среднеазиатских республиках практически неисчерпаемы.
Высокие прочностные характеристики, водо и морозостойкость, химическая стойкость, декоративность и многие другие положительные характеристики определили широкую область применения полимербетонов с барханным песком в строительстве и конкурируют не только с традиционным бетоном, но и с такими материалами как асбоцемент, мрамор, оникс, а также черными и цветными металлами. В настоящее время разработанные по нашей технологии полимербетоны широко применяются для изготовления декоративно-отделочных плит, подоконных досок, химически стойких плит для полов, элементы для отделки фасадов, интерьеров и др.
Актуальность темы диссертационной работы вытекает непосредственно из задач Партии и Правительства, изложенных в документах ХХУІ съезда КПСС в области капитального строительства. В решениях съезда подчеркивается необходимость шире применять безотходные и малоотходные технологические процессы, снижающие энергоемкость и материалоемкость, улучшающие качество и долговечность выпускаемой продукции и обеспечивающие значительную интенсификацию всех производственных процессов. Решению поставленных задач будет способствовать соз 10. дание новой отрасли строительной индустрии на базе полимерных материалов, с применением барханных песков, промышленных отходов и высокомеханизированной технологии с использованием энергии солнца.
