Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,252

КОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЭПОКСИДНЫХ ОЛИГОМЕРОВ С ВЫСОКИМИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ

Чеботарева Е.Г., Огрель Л.Ю.

За последние десятилетия в промышленности строительных материалов получены большие достижения в теории и технологии полимербетонов (п-бетонов) и изделий на их основе. Получили широкое распространение эффективные химические модификаторы, активные минеральные наполнители, новые технологические приемы. Обогатились наши представления о структуре и свойствах п-бетонов, появились возможности прогнозирования свойств, управления процессами структурообразования [1]. Все активнее применяются многокомпонентные п-бетоны нового поколения с использованием олигомерных и полимерных веществ. В зависимости от вида полимерного связующего и наполнителя п-бетоны могут обладать высокой плотностью, большой прочностью, химической стойкостью к большинству агрессивных сред. Этим материалам присущи долговечность, высокие механические, диэлектические и другие эксплуатационные показатели. Успехи химии в области полимеров открывают практически неограниченные возможности для создания материалов с самыми разнообразными свойствами [2].

В строительстве в значительных объемах используются полимерные материалы и композиты на основе эпоксидных смол, которые в результате полимеризации образуют прочные, жесткие и стойкие полимеры с трехмерной структурой. В то же время они характеризуются повышенной хрупкостью, что препятствует их широкому использованию. Улучшение прочностных характеристик эпоксидных п-бетонов и, как следствие, увеличение их стойкости к динамическим нагрузкам можно достичь введением различных модификаторов [3–5]. До настоящего времени опубликовано сравнительно мало работ, в которых рассматривается влияние нефтяных битумов на свойства эпоксидных композитов и п-бетонов.

Наличие функциональных групп в битумах и смолах придает лиофильный характер их поверхности, благодаря чему они хорошо совмещаются. Можно предположить, что у эпоксидных смол с добавкой нефтяного битума будет усиливаться степень отверждения. Эпоксидная смола, содержащая эпокси – группы на концах цепей, может вступать в реакцию с соединениями, имеющими в своем составе активный водород. Таким образом, реакционноспособные компоненты битума будут вступать в реакцию с эпоксидной смолой, особенно при недостатке отвердителя. Продукты этих реакций будут иметь физико-химические и физико-технические свойства, значительно отличающиеся от свойств отвержденной смолы. Большая часть битума, скорее всего, в активное взаимодействие с эпоксидной смолой не вступит, а будет служить инертным разбавителем с пластифицирующими свойствами [5].

Таблица 1. Физико-механические свойства образцов модифицированных эпоксидных п-бетонов

 

Состав

Весовые

части

битума

Жизнеспособность, 20º С, мин

Прочность, МПа

Модуль

упругости, МПа·103

при сжатии

при изгибе

Без модификатора

-

60

80,2

40,5

3,02

 

С добавкой битума

30

20

10

200

180

150

70,1

72,2

78,6

39,5

40,0

40,3

3,20

3,15

3,08

При приготовлении эпоксидно-битумных п-бетонов важное значение имеет технология совмещения эпоксидного и битумного связующих. Необходимо разжижение вязкого битума перед совмещением с эпоксидной смолой. Это позволяет избежать нагрева компонентов связующего. В качестве растворителя битума нами была использована смесь метилового спирта, ацетона и толуола в соотношениях: 1:1:1. Таким образом приготовленный п-бетон характеризуется белее высокой жизнеспособностью и повышенной эластичностью. Исследовано влияние отвердителя Л-20 на свойства эпоксидно-битумного связующего. Отвердитель Л-20 ТУ 6-06-1123-98 (Производитель ОАО «Армопласт») представляет собой прозрачную вязкую жидкость желто-коричневого цвета. Аминное число в мг HCl составляет – 200, динамическая вязкость, Па·с – 7,1. При выполнении экспериментальных исследований в качестве эпоксидного связующего применяли смолу марки ЭД-20, а битумной составляющей – дорожный битум марки БНД 90/130. После разжижения битума растворителями совмещение его с эпоксидной смолой производили при температуре 20º С в массовых соотношениях 70:30; 80:20; 90:10 (эпоксидная смола: разжиженный битум). После тщательного перемешивания в смесь вводили отвердитель Л-20, в последнюю очередь – наполнитель, в качестве которого применялся кварцевый песок. Результаты физико-механических испытаний образцов, представляющих собой кубики размерами 30:30:30 мм3, представлены в таблице.

Список литературы:

  1. Баженов Ю.М. Новому веку – новые бетоны. – Строительные материалы XXI века. – М., 2000. – 2. – С. 10-11.
  2. Огрель Л.Ю., Шевцов И.П., Ефимов А.И., Ефимов К.А. Высокопрочные полимербетоны на основе полеэфирных смол./ Проблемы строительного материаловедения и новые технологии:// Сб. докл. Междунар. науч.-практич. конф. «Качество, безопасность, энерго- и ресурсосбережение в промышленности строительных материалов и строительстве на пороге XXI века». - Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 2000. – Ч.2. –с. 267-270.
  3. Ерофеев В.Т., Мищенко Н.И., Селяев В.П., Соломатов В.И. Каркасные строительные композиты. – Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 1995. – 372 с
  4. Селяев В.П., Соломатов В.И., Ерофеев В.Т. Композиционные строительные материалы каркасной структуры. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 1993. – 167 с.
  5. Соломатов В.И., Ерофеев В.Т., Калгин Ю.И., Красильников А.А., Щербатых А.А. Эпоксидно-битумные полимербетоны// Изв. вузов. Строительство. 2000. №7-8. с. 34-39

Библиографическая ссылка

Чеботарева Е.Г., Огрель Л.Ю. КОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЭПОКСИДНЫХ ОЛИГОМЕРОВ С ВЫСОКИМИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ // Фундаментальные исследования. – 2007. – № 12-2. – С. 339-340;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=4227 (дата обращения: 18.12.2017).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252