Введение к работе
Актуальность работы. Повышение долговечности строительных конструкций и технологического оборудования промышленных предприятий приобретает особую актуальность в современных условиях развития экономических отношений. Для решения этой задачи необходимо принимать меры, снижающие или исключающие агрессивные воздействия на них. Одним из таких способов, позволяющих продлить срок службы конструктивных элементов, является применение различных защитных покрытий на основе полимерных связующих. Там, где традиционные строительные конструкции (железобетонные и др.) с защитными материалами не удовлетворяют требованиям долговечности, наиболее целесообразно использование полимербетонных конструкций. Основными областями, где существует необходимость использования защитных покрытий по строительным конструкциям, являются транспортные, химические, горно-металлургические и другие предприятия, где основными агрессивными средами являются вода, а также водные растворы кислот и щелочей.
На сегодняшний день в практике противокоррозионных работ применяются различные виды эмалей, красок, мастик, полимеррастворов и полимербетонов на основе эпоксидных связующих, являющихся по составу многокомпонентными системами. Однако, несмотря на значительное количество работ по этой проблеме, к настоящему времени недостаточно полно изучено влияние основных составляющих компонентов на структуру, физико-механические и эксплуатационные свойства эпоксидных материалов декоративного назначения. В научно-технической литературе не приводятся количественные зависимости изменения физико-механических свойств композитов под воздействием химических агрессивных сред и повышенных температур. Поведение эпоксидных материалов декоративного назначения в биологических средах практически не изучено. Опыт технологии изготовления и применения антикоррозионных эпоксидных материалов показывает также, что резервы в оптимизации их составов далеко не исчерпаны.
Цель и задачи исследования. Цель диссертационной работы заключается в экспериментально-теоретическом обосновании приемов и методов получения эффективных антикоррозионных защитных материалов декоративного назначения на основе эпоксидных связующих. Для этого потребовалось решение следующих основных задач:
установить основные закономерности структурообразования композитов на основе эпоксидных смол с улучшенными декоративными свойствами;
разработать оптимальные составы декоративных композиционных материалов на основе эпоксидных связующих с повышенными показателями прочности, химического и биологического сопротивления;
установить закономерности изменения биостойкости лакокрасочных покрытий от свойств его компонентов (грунтовки, покрытия) и подложки;
разработать программу для определения и прогнозирования изменения декоративных свойств лакокрасочных материалов, находящихся под действием эксплуатационных факторов;
установить количественные зависимости изменения прочности, жесткости, долговечности и декоративных свойств композитов от содержания составляющих компонентов и оптимизировать их составы;
исследовать свойства и оптимизировать составы композитов с пластификаторами, пигментами и наполнителями различной природы;
составить рекомендации по технологии применения декоративных эпоксидных композитов и осуществить их опытно-промышленное внедрение при защите строительных изделий.
Научная новизна работы:
установлены закономерности и получены количественные зависимости изменения физико-механических свойств антикоррозионных защитных материалов на эпоксидных связующих от основных структурообразующих факторов;
установлены закономерности и получены количественные зависимости изменения свойств антикоррозионных защитных материалов под воздействием химических агрессивных сред, повышенных температур и микроскопических организмов;
экспериментально обоснована эффективность применения фунгицидных добавок для композитов, способствующих исключению размножения микроскопических организмов на строительных конструкциях, повышению их физико-механических свойств и улучшению экологической ситуации в зданиях и сооружениях пищевой, сельскохозяйственной промышленности и др.;
разработаны регрессионные математические модели прочности и жесткости композитов декоративного назначения от гранулометрического состава минеральной фазы.
Практическая значимость работы состоит в разработке оптимальных составов антикоррозионных защитных материалов, пригодных для применения в качестве защитных покрытий в условиях воздействия химических и биологически агрессивных сред, разработана программа для определения и прогнозирования изменения декоративных свойств лакокрасочных материалов, находящихся под действием эксплуатационных факторов.
Внедрение результатов работы. Разработанные материалы прошли промышленную апробацию в ООО «Комбинат Теплоизоляционных Изделий», ООО «СтройСПК», ОАО «Проектный институт „Мордовгражданпроект“» в г. Саранске.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на следующих внутривузовских, всероссийских и международных конференциях: Восьмых академических чтениях Отделения строительных наук РААСН (г. Самара, 2004 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Градостроительство, реконструкция и инженерное обеспечение устойчивого развития городов Поволжья» (г. Тольятти, 2004 г.); Международной научно-технической конференции «Актуальные вопросы строительства» (г. Саранск, 2004, 2007, 2009 гг.); IV республиканской научно-практической конференции «Наука и инновации в Республике Мордовия» (г. Саранск, 2005 г.); Х научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов Мордовского государственного университета имени Н. П. Огарева (г. Саранск, 2005 г.); XII научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов Мордовского государственного университета имени Н. П. Огарева (г. Саранск, 2007 г.); VI Международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития жилищно-коммунального комплекса города» (г. Москва, 2008 г.); Международной научно-технической конференции «Новые энерго- и ресурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов» (г. Пенза, 2009 г.); Международной научно-практической конференции «Эффективные материалы, технологии, машины и оборудование для строительства и эксплуатации современных транспортных сооружений» (г. Белгород, 2009 г.); XIV Международной научно-технической конференции «Строительство. Коммунальное хозяйство. Энергосбережение – 2010» (г. Уфа, 2010 г.); региональной научно-практической конференции «Научный потенциал молодежи – будущему Мордовии» (г. Саранск, 2010 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 25 работ (в том числе три статьи в центральных рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ), получен патент на изобретение и зарегистрирована программа для ЭВМ.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, общих выводов, списка литературы, приложений. Она изложена на 176 листах машинописного текста, включает 34 рисунка, 26 таблиц, 12 приложений.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с паспортом специальности 05.23.05 – «Строительные материалы и изделия», п. 5. «Разработка методов повышения стойкости строительных изделий и конструкций в суровых условиях эксплуатации».
