Введение к работе
Актуальность работы. Создание новых строительных материалов и изделий, обеспечиваыдих улучшение эксплу-ітационннх показателей, повышение эффективности и снижение ма 'ериалсемкости, стоимости и трудоемкости их изготовления, являйся основной задачей в области строительного материаловедения.
Новые химические п биологические технологии, безмерная химизация народного хозяйства привели к бурному росту числа предприятий с агрессивными технологическими средами. -Поэтому задача увеличения объемов выпуска долговечных а эффективных материалов -азипоакционнсго типа, способных обеспечить длительную и надеж-кув работу конструкций и сооружения в агрессивных средах, становится чрезвычайно актуальной и требует незамедлительного решения. Радикальным способом повышения долговечности шкпоаіщй-гвных материалов и изделий Является использование композитов с применением полимерных свнауюядах.
несмотря на все ускоряющиеся 'темпы использования в строительстве бетонов с применением полимеров, некоторые проблемы их структурообразовакия, а также долговечность в условиях химических и биологических агрессивных сред оста&гся малоиаученны-».зі. Современная Технология приготовления полтюрбетоксв к изделий на их основе еазируетея на общепринятой технологии изготовления цс-шнтных бетонов й изделий. Это приводит к тому, что бетона на гдлимеряых связующих изготавливаются с бояьаим расходс-м дорогостояща синтетических смол, трудоемкими остаются операции пс изготовлению и укладке 'полимербетояов, которые трудно ВЫПОЛНИТЬ, особенно в случае высоковязких составов.
Перспективным направлением дальнейшего развития строительных
композитов представляется получение и внедрение материалов ка; касной структуры. Технология их изготовления включает предварі тельное создание оптимальных смесей заполнителей и склеиваю зерен друг с другом с последующа! заполнением пустот получение го каркаса матрицей, что позволяет получать высоконаполненю каркасные композиты, облегчая операции их приготовления и у» ладки. Специфическая структура каркасных композитов и своеоС разная технология их изготовления позволяют создавать на і основе материалы с заданными свойствами и изделия различкої назначения, в этой связи изучение закономерностей структурооС разования, технологии приготовления и физико-техничесга свойств строительных каркасных композитов является весьма акт; альной проблемой.
Цель работы заключается в научном обосновании прие мов и методов получения эффективных каркасных строительных кок позитов и разработке технологии изготовления изделий различног назначения. В таком аспекте задачи исследования формулируете следующим образом.
-
С позиций современных представлений механики, гидродина мяки и теплофизики обосновать теоретические предпосылки и пут создания композиционных материалов каркасного типа и технолог» ческие приемы их получения.
-
Установить основные закономерности структурообразовани каркасных композитов и разработать предложения по оптимизацк их структуры и составов по показателям прочности, долговеч ности, тепло- и электропроводимости.
-
Разработать и оптимизировать применительно к каркасны композитам матрицы, обладающие пониженной усадкой, повышенно прочностью и долговечность» а условиях воздействия химическ
рессивных сред, микроорганизмов и переменных температур.
-
Провести изыскания составов на различных свяаущих и на->лнителях для аффективных матриц с улучшенным физико-хими-ским взаимодействием яа границе раздела наполнитель - связующе.
-
Установить закономерности формирования каркасов, раэрабо-»ть и оптимизировать составы для получения каркасов по показа-!лям прочности и долговечности.
-
Получить аналитические зависимости для расчета структурах напряжений, возникающих от усадки матрицы, фиэико-механи-гских показателей а зависимости от свойств компонентов и виразний для оценки деградации композитов каркасной структуры в зультате механического, химического и биологического воэ-
7. С учетом свойств и закономерностей формирования каркасов
матриц разработать рациональную технологию изготовления кар-
асных композитов и строительных изделий на их основе.
3. Осуществить внедрение каркасной технологии при наготовленії строительных изделий в зданиях с агрессивными средами.
Научная новизна. Разработаны новые кокпозицион-ые строительные материалы - каркасные строительные композиты, становлена закономерности структурообразоваяия каркасных коы-озитов. Теоретически и экспериментально обоснованы оптимальные указатели, соотношения размеров заполнителей каркаса и напол-іителей связующего, предельная вязкость связушцего. Получены іналитические выражения для расчета структурных напряжений в лркаскых композитах, возиикащих от усадки матрицы, заполняющей пустоты каркаса. Составлены теоретические зависимости для расчета физико-механических -показателей и вырадэния для оценки
деградации каркасных композитов под воздействием механическиз химических и биологических факторов. Разработаны эффэктивнь матрицы каркасных кошюаитов для ремонта дорожок и аэродрома* покрытии, изготовления изделии и конструкции, стойких в услови ях воздействия химически агрессивных сред, микроорганизмов циклически действующих температур. Исследовано влияние природ наполнителя на структурообраэование, прочность и долговечное! эпоксидных, полиэфирных, карОамидных, серных, цементных гипсовых матриц. Предложены активные добавки для снижения уса дочных деформаций/ повышения химической и биологической стой кости, улучшения экологических свойств матриц на полимерны связующих. Получены аффективные составы эпоксидных, полиэфирны: и карбамидных связующих с новыми отвердителями. Разработаны і оптимизированы по механическим показателям и долговечности каркасы на тяжелых и лзгких заполнителях, на цементных, битумных, серных, жидкостекольных и полимерных связующих. Разработана рациональная технология изготовления эффективных изделий различного назначения на основе каркасных композитов. Установлені основные физико-технические свойства каркасных строительны! композитов.
Практическая ценность работы. Разрс ботанная технология и составы каркасных композитов зффэктшшь для ремонта и укладки дорожных я аэродромных покрытий, при изготовлении изделий и конструкция производственных и животноводческих зданий, обладавших повышенной химической и биологической стойкостью, улучшенными экологическими свойствами и требуемыми показателями тепло- и электропроводимости. Установленные принципы структурообраэования позволяй значительно упростить технологии изготовления и укладки полимербвтоноп и создавать на кх 4
:нове эффективные шдамербетоннкэ покрытия, трехслойные панели яя животноводческих зданий, облицовочные плитки двухслойного зперечного сечения, полимерцементные Сетоны, полы -"ловуики", зделия с высокими электропроводящими и диэлектрическими войстваш. На основании проведенных исследований б. минмоя-здспецстроем СССР каркасные композиты признаны как основные «тения для устройства подов на химических, пищевых и других [роиэводствах с химическими технологическими средами. Арендным іредприятием Шнтажхимзащита иадако отраслевое руководство по устройству полов и защитных покрытий на основе каркасных компо-
1ИГ0В.
Реализация работы. Разработанные материалы и изделия прошли опытно-праыыалеину» проверку на предприятиях «зсквы и Московской области ( медеплавильный аавод, фабрика "Красная Роза", Бюршевшсий мясокомбинат и др.), Литвин (предп-рияие "Биохимреактив"), Туркмении (Ашсабадский молочный комбинат) и Мзрдовии (Кадоакипский электротехнический завод. Дворец спорта в г.Саранске, совхозы "Память Ленина" и "Бархеляйркий" Торбеевского района) и др. Экономический аффект от внедрения каркасных кошювитов в качестве антикоррозионных защитных покрытий и полов составил в среднем 4,75 руб. на 1 м покрытия в ценах до апреля 1990 года.
Апробация. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались яа международных конференциях по кошовици-онным строительным материалам а Лейпциге (Германия) и Москве, на 15 всесоюзных, республиканских и региональных конференциях, семинарах и совещаниях. Материалы и изделии, разработанные автором, двазеды экспонировались на ВДНХ СССР, где удостоены бронзовой медали.
Публикация. По результатам исследований опубликова в отечественной и зарубежной печати 112 работ и получено 60 а торских свидетельств на изобретения.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, де вяти глав, основных выводов, списка использованной литературы приложении. Диссертация содержит 591 страницу иашинописног текста, 84 таблицы, 209 рисунков и библиографический список включающий 533 отечественных и зарубежных источника. В приложе ниях приведены акты промышленного внедрения.
