автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Эксплуатационная надежность полимербетонов с повышенными диэлектрическими свойствами

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО'ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ, ПРОЕКТНО-КОНС'ГРЖГОРСЮЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА (НИИ2Б) МИНСТРОЯ РОССИИ

№ правах рукопиои

МУРАДОВА Мэхринса Эрионовна

Ш 666.972.036

ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ НАДЕШЭСТЬ ПОЛШЕРБЕТОГОВ С ПОВЫШЕННЫМИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСГОМИ СВОЙСТВАМИ

Спешальнооть: 05.23.05 - Строительные материалы и

изделия

Автореферат дасоерташш на соискание ученой отепени кандидата технических наук

Москва - 1992

V,'

Работа выполнена в Государственном ордена Трудового Красного Знамен» научно-иооледовательоком, проектно-конотруктороком и технологическом институте бетона и железобетона (НИИЖБ)

кандидат технических наук СОЛОВЬЕВ Г. К.

доктор техничеоких наук КАНДЫРИН Л.Б.

- кандидат технических наук ОРДИЯН В.В.

- Центральная лаборатория управления капитального строительства МО в/ч 89515

Защита дисоерташш ооотоится " 5 " доября 1992 г. в 14.00 чао. на заседании специализированного Совета К 033.03.02 по защите диссертаций на соиокание ученой отепени кандидата техничеоких наук в Научно-исследовательском, проектно-конотрук-торском и технологическом инотитуте бетона и железобетона (НИИЖБ) Минотроя Роооии по адресу: 109428 Мооква, 2-я Инотитутокая ул.,д.1

Автореферат рааоолан " О " 1992 г.

С диосертапией можно ознакомиться в библиотеке института.

Ученый секретарь специализированного Совета кандидат техничеоких наук

Научный руководитель

Официальные оппоненты

Ведущая организация

РОССИКЗКА«? ---'

ГОСУдлр-ЛЙ^ная ,,7*1':,..,, ?

БИБЛИОТЕКА " 3 " '!

Ак1УалЬ1,Дс1ь_Райогаг Раоширяшийоя во многих отраолях 1ародного хоэяйотва объем внедрения и9д.злий иа полимэрбетона требует поиока новых экономичных соотавов о широким комплек->ом опойо1В и новых технологических решений их получения* При •том остаютоя актуальными и важными вопрооы оохранения и по-»ышения прочности, плотнооти, водонепронииаемооти, отабиль-юоти овойств, долговечности и других характеристик полимер-1етонов^

Применение полимербетонов в качеотва диэлектриков в тагос отраолях промышленности, как электронной, влектротехни-:вской, радиотехничеокой, оборонной и строительной требует юобхоллмооти обеспечения стабильности их диэлектрических войотв в различиях уоловиях эксплуатации;

Для использования полимербетонов в этих полях необходи-ю изучение их диэлектрических свойств, понимание закономер-оотей изменения этих свойств от вида исходных компонентов: молы, отвердителя, заполнителя я т.\д;, их соотношения, тех-ологии приготовления, а также от условий экоплуаташш?

Решение этих вопросов позволит повысить экономическую ^активность применения диэлектрических конотрукиий на ооно-е полимербетонов, обеопечит сокращение затрат при монтаже и ксплуатания конструкций, сократит использование дорогостояще материалов, таких, как фарфор, цветные и черные металлы рп ремонте электрических муфт, электрокабелей и т.дг и позлит технически рационально использовать полимербетоны при зйствии на них электрических полой;

Цядье £аботн_ являлась установление предельных доэлект-1Ч0СКИХ ппрамотров лолимзрбетона ЯАЭД, разработка оптималь-лс составов о достижением улучшенных диэлектрических парамот-

ров, стабильно в длительно работающих в различных условиях эксп-

Задачи исследования:

- установить предельные диэлектрические параметры поли-мербетонов ШЭД к определить зависимость изменения этих свойств от внешних эксплуатационных факторов;

- оптимизировать состав волимепбетонч ШЭД, удовлетворяющий требованиям даэлектричеоких параметров ( = 0,005-0,01,

С = 6-6), плотности £ ( ¡4200-2400 кг/м8), прочности К с» ( не менее 00 МПа)I

- исследовать структуру полимербетона в процессе изготовления и эксплуатации;

- предложить технологическую схему производства изделии на основе нового состава и определить области их внедрения;

- проведение опытно-производственного испытания изделии, опенка технико-экономической эффективности.

Це20ды_иссдвдовадия. Оптимизация составов проходила методом математического планирования эксперимента и дальнейшее испытание полученного состава на надежность и долговечность проводилось по соответствующим ГОСТам, ТУ, рекомендациям и руководствам.- При изучении структуры полимербетона были применены методы оветовой и сканирующей микроокошш, а при исследовании пористости — метод адсорбиии водяных паров.

Определение экономической эффективности производилось по руководству для определения экономической эффективности повышения качества и долговечности строительных конструкций ( доки техшнаук. Агадаанои В.И.) о использованием современной вычислительной техники;

луаташш при чаототе переменного электрччеокого поля

Цаущад иови^нз работы работы ооотоит в том, что в ней:

- установлены требования к минеральному ооотаву шшшер-бетонов, при котором выпоняютоя уоловия стабильности диэлектрических параметров ;

- определены уоловия подбора оптимального ооотава диэлектрического полимербетона ФАЭД, предложены режимы юс термо-отверкдения, обеспечивающие получение улучшенных диэлектрических параметров; .

- получены математические модели, выракагаие завиоимооть изменения диэлектрических свойств полимербетонов от состава

и количества поглощенной влаги;

• определены отруктурные изменения в полимербетоие под действием внешних экоплуташтонных факторов;

- мрамор, как крупный заполнитель, впервые иопояьэован для производства диэлектрического полимербетонаV

Др§ктиде£кая_зза.зщооть даботц£ На основании проведенных исследований:

- определены рациональные области применения оптимального состава полимербетона 4АЭД, который был внедрен на объектах

МО России;

- разработан и составлен технологический регламент на производство диэлектрика из тяжелого полимербетона ФАЭД в заводских условиях;

- выполненные технико-экоиомичеокие расчеты подтверждает экономическую эффективность применения диэлектрического полимербетона ФАЭД взамен полимербетона ФАМ, который ранее был применен при производство опеииэдолий.

Диэлектрически*! полимербетон ФАЭД на мраморном заполнителе внедрен при производстве моноблоков изделия 1586Ф Эко-

номичеокая эффективность от применения I м3 тяжелого нолимер-бетоьа ФАЭД составила 2044,8 руб по оррвненшо о блоками на основе подимербетона ФАМ.

^п^обашш ^ботц^ Основные положения диосартаиионноИ работы докладывалиоь л обсуадалиоь на Всесоюзной ( о международным участием) школе-семинаре молодшс ученых и онешшлиотов в области бетона и железобетона (Иваново, 1ЯВ9), на расширлшом ваоедании подоекшш полимербетонов (протокол И 1/92 от 30 января 1992 г.)

Дублак&Ш5И|, По теме диссертационной работы опубликованы 3 работы.

¿а^отцд Диссертаииошшя работа оостоит из пяти глав, описка литературы и изложена на 174 отранииах, в том числе содержит 32 таблииы и 30 рмоунков.

В практике отроительотва алектротехнических конотрукниИ ь последнее время все более широкое применении находят материалы на основе наполненных полимеров,что обеспечивает стабильность физико-механичеоккх, диэлектрических и др. свойств в про-иеоое работы материала, как диэлектрика.

Анализ раное проведенных иооледований свидетельствует о том, что из опротированных смол таких, как карбамидные, финал-$ормальде1'ид1ше, полиэфирные, фурановые, эпоксидные смолы в сочетании о фурановыми по диэлектрическим овойотвам превосходит остальные.

Полимербетоны на легких заполнителях,таких, как аглопорит, вспененный шлакоситалл, керамзит, поливинлхлорид в оухом ооо-тояшш имеют хорошие диэлектричеокие параметры, однако, сильно изменяются при вкоолуаташи их во хладной оредв и требуют защитных покрытий для обеспечения отабильнооти диэлектрических

овойств.

Исходя из опыта производства полимербетонов-диэлектриков особое внимание было уделено использовании различной гаммы наполнителей и отвердителей, а в качестве технологического решения опробован споооб изготовления полимербетонов о предварительным подогревом материалов ( полимера, заполнителей, наполнителей) *

Влияние заполнителя на овойотва полимербетонов бесспорно, он уменьшает объем полимера, снижает стоимоогь, позволяет улучшить структуру, физико-механические свойства полимербетонов* В качеотве крупного заполнителя полимарбетонов-диэлектриков, как прс лило, используются плотные заполнители (виды гранита), что обеспечивает высокую отабяльнооть овойотв в период эксплуатации.

Для сравнительной опенки диэлектрических овойств различных видов крупных заполнителей и установления отабильнооти их во влажных условиях, изучались следующие материалы: габбро, диабаз, граниты ряда месторождений ( 3 вида ), оившгг, мрамор ряда месторождений (4 вида), шлакоситалл, базальт.

Гранит и сиенит - изверженные горные породы о кристаллической структурой» Габбро относится к глубинным интрузивным породам и отличается мелкокриоталличеокой структурой а повышенной плотностью. Мрамор является метаморфической породой и ха-рактерезуется мелкокристаллической структурой. Шлакоситалл и Зазальт являются искусственными материалами, полученными путем шавления изверженных горных пород и имеют стекловидную отрук-гуру* При проведении эксперимента из кусков вышеперечисленных юрод и материалов были выпилены образин размером 8x6 ом и 'олциной 2-2,5 ом. Результаты по определению водопоглощения

- а -

приводят оя в таблице I*

Диэлектрические свойства различных видов заполнителей

Тайлиш I.

Наименование порода Исходные значения

£ ф. ю-2 £ ^.10'

Через I год хранения

- „вывода______

г2

Изменение м^ооы,

Лзббро 8,98 4,1 9,26 7,13 0,023

Гранит черкасарокий 6,81 6,68 9,99 22,2 0,614

Гранит карельский 5,74 3,2 7,39 11,81 0,21

Гранит майданвкий 6,69 3,05 8,63 16,2 0,79

Сиенит 7,03 6,92 8,52 20,1 0,18

Мрамор нуратикский 9,11 1,26 8,80 1,8 0,025

Мрамор пуштулимокий 9,08 1,32 8,45 2,03 0,018

Мрамор зарбанокий 8,72 2,59 9,75 4,07 0,025

Шлакооиталл 4,09 0*39 4,1 0,39 0,01

Базальт 6,63 1,09 6,65 1,91 0,01

Анализ полученных данных показал, что вое испытанные ой-разпы по начальным исходным диэлектрическим показателям условно подразделяютоя на три группы»

Материалы первой группы (габбро, гранит, оиенит) харак-терезуютоя диэлектрическими овойствами, лежащими в пределах: Цб оО, ОЗ.. .0,07 и ¿а 5,7...9,0. Через I год хранения в воде.эти характеристики ухудааютоя и составляют: =0,07...

0,22, £ «. 7,4...9,3.

Иоходные параметры второй группы (мрамор): 1]}6 = 0,012... 0,026, £ в 8,5...9,1. Пооле I года хранения в воде я £ этих материалов возрастает незначительно и соотавляет: = О,018,..0,041, £ ш 8,66..<9,31. За период проведения экопери-

мента водопоглощение мрамора на порядок ниже, чем у гранита.1 Материалы третьей группы (илакооиталл, базальт) после I года пребывания в воде оохраняют овои диэлектрические показа« тели ( = 0,004*.¿0,019, £ = 4,06..»6,6)* ТЬкое поведение материалов этой группы связано о их отекловидной структурой и высокой гидрофобноотыз поверхности. Материалы второй и особенно третьей групп существенно превосходят граниты, как по походным свойствам, так и по способности сохранять эти свойства в воде* Применение материалов этих груш в качеотвв заполнителя предполагает улучшение исходных диэлектрических овойств и возможное повышение отабильнооти юс во влажных условиях, при условии доотаточной адгезии наполнителя к полимерному связующему.

Из воех исоледованных материалов, шлакооиталд практически не изменил свои диэлектрические овойотва, исходя из чего и было опробовано его использование,как заполнителя*

Исследования, проведенные на шлакооиталяе показали, что образцы на данном материале отличаются от других иооледованных заполнителей тем, что через небольшой срок иопытаний на циклическое воздействие температуры (от -ГО°С до +70°С) на повепх-нооти образцов появляются трещины, которые по-видимому, связаны о разнипей в коэффициентах температурных деформаций связующего вещеОтва и заполнителя;

Для сближения коэффициентов терличеокого расширения пола-мерной матрипы и заполнителя при поиоке оптимальных составов в работе в качеотвв отвердителя применялся отвердитель УП-063ЭМ, который, как показали предварительные исследования, способствует повышению стабильности овойотв при перепаде температур*

Необходимость получения высоких прочностных и диэлектрических параметров полимербетонов поставила на первый план за-

дачу исследования и практического внедрения составов полимер-бетонов на плотных заполнителях - мраморном щебне. В качестве мелкого заполнителя и наполнителя использовались мраморный песок и мраморная мука.

Оптимизация соотавов, технологии изготовления и укладки смеси (путем изменения температуры нагрева материалов) производилась о поыацьв пятифакторного плана типа Хартман 5. За параметры 'оптимизации при планировании были приняты: прочность при сжатии (2 сж;, МПа), плотность ( у >кг/м3), тангенс угла диэлектрических потерь ( ), диэпектричеокая пронииаемость ( Е ) и водопсглощение ( М ,%),

Кроме того, для опенки стабильности диэлектрических параметров ( {у$ ., £ , IV ) замер производился еще и после длительного пребывания в воде (360 суток).

Реализация опытов по принятому плану позволила получить экспериментальные данные по оптимизации составов и расочитать коэффициенты уравнений математичеоких моделей по оптимизируемым параметрам. Полученные далее уравнения были решены графически о иелыо выявления уровней принятых факторов, соответствущих оптимальным значениям исоледуемых параметров. Решение состояло в совмещении изолиний рассматриваемых параметров и отыскании приемлемого решения о точки зрения наилучлего оочетания величин оптимизируемых овойотв в некоторой области.

Сравнение графических зависимостей, полученных ораау после изготовления образцов и через 380 о уток нахождения в воде, показывает, что оптимизируемые параметры ( Ц5 , £ , IV ) изменяются незначительно, однако наблюдается некоторое оуженве оптимальной облаоти. Однако, ограничивающие оптимальные области во втором случае изолинии овначают большие значения £ и по оравнению о первоначальными (6,35 и 6,25), ( 0,9;Ю ~2

и 0,5гЮ ) соответственно ( риа* 1-3)« Это говорит о том,что годичное пребывание в воде полимербетояЕ неоколько ухудшает его диэлектричеокие овойотва*

Проведенные исследования позволили установить оптимальный ооотав полимербетона ОДЭД на мраморном цебпэ о параметрами: Е . - 80-100 МПа, Ь}5 - 0,5;Х0~2, £ - 5,25. Установлено, что главным фактором, влияшим на эти овойства являетоя относительное содержание связующего в композшвш С роотом рзохода овязушего ФАЭД от % до 9,5£ прочность полимербетона возрастает и достигает максимума при рзохода связующего 9,5{5, дальнейшее увеличение расхода овязующего приводит к снижению прочности; При расходе связующего 9,55? улучшается и значэнпэ 1^5 > Также важную роль в стабильности диэлокяричеоких параметров играет и расход ОТВ6РДИТЗЛЯ4 При уволичзниии раохода отвэрдателя, диэлектрические параметры ухудшаются; Наилучшео сочетание овойотв полигтербетона наблюдается при минимальном расходе от-вердителя - 0,84£;

При нагреве компонентов бетона ( полимера, наполнителей) отмечаемся уменьшение вязкоота смолы, улучшение технологической подвижнооти бетонной массы. Происходит увеличение прочности материала и снижение водопоглощенияг При оптимальном расходе смолы 9,5$ наилучшее сочетание всех характеристик полнмер-бетонов достигается при температуре бетонной смеси 60°С.

Разработанный оптимальный ооотав полимербетона ЙДЭД близок к требованиям, предъявляемым к электроизоляционным ка-териалам п может быть рекомендован при производство спетаздалий*

Для оценки надежности,оптимальный ооотав поламербетона-диэлектрика был исследован в различных экоплуташоняых оредах.

В чаотности, показан характер изменения диэлектрзчеоких свойств полимербетона при воздействии,на него пара в течение

\ v v л а ^ \ • ^ о/ X » 1 / 1 / > v ' т'т'^ 1 1 /

' X /. \ У \ < v / & %Л "г ' 1 X 1 • ^

/ г / "v 0-5 /У ьу ц г ^

А Г" "Л / / ^ / ' . ■ ? / 1 4

7,0 8,25 • 9,5 10,75 12,0

Евоход овязувдего,#

Рио.1. Зависимость свойств полимарбетонной смеои от расхода связующего и отвердителя при раоходе мраморного щебня 46 %(Х1=0), раоходе мраморной муки 13,5$ (Х2=-1) и температуре бетонной омеои вО°С (Х5=1) пооле термообработки.

- й-

12,0

10,75

9,5

8,25

7,0

/1 / ; / _ \ / ^ / * У / / / ' / ¿»/V 1 / Л-.Л- д

/ г* —Д-- < \ Л— УУ ) / я » / / {-А1-*'—

_ 1 < \

\ X X •ч ___ ---—.—

40 43 46 49 52

Расход мраморного щебня,%

Рис.2. Зависимость свойств поллмерботонной омеси от раохода мраморного щебня я расхода связующего . ' при расходе мраморной муки 13,55? (Х2=-1) расходе отвердителя 0,84:3 (Х4=—I) и температуре бетонной смеои 60°С (Х5=1) пооло зодснаощцения в течение 360 суток.

е.ы 6-с/

Х2=-1, Х4*-1, Х5=1 Х1=0, Х2=-1,Х5=1

XI - расход мраморного щебня,? Х2 - расход мраморной муки,$ ХЗ - раоход связующего ФАЭДД Х4 - раоход отвердителяД Х5 - температура бетонной смеси,°С

Раоход связующего,% Р&сход связующего,^

XI о О, Х2 а -I, Х5 а О

- оптимальная облаоть после изготовления; ~ смещение оптимальной области пооле 360 оуток в воде.

Вю. 3.

440 часов, при этом 1^5 ухудаилоя до значения 2,5.10~2, т*е; 4 раза, диэлектрическая проницаемость £ осталась неизменной, то свидетельствует о низкой оорбшонной опоообнооти полимер-етона ФА.ЭД к водяному пару при повышенных температурах.

При экспонировании образцов в еотес'; аенных атмосферных оловиях в течение I года было установлено, т:то испытание ма-эриала на климатичеокую уотойчивооть не приводит к изменению го диэлектрических свойств. Диэлектрические свойства зависят г температуры, влажности окружающей среда и времени кондишо-1рования образпов перед замером и испытанием и не кореллируют результатами, полученными в"момент" воздействия факторов шмата. Диэлектрические параметры, я особенно Цй может воз-юти в 1,5-2 раза в пределах одних суток, оообенно после выпа-шия осадков. При восстановлении же теплой и сухой погода, электрические параметры полимербетонов восстанавливаются.

При испытании полимербетона в различных агресоивных юдах можно отметить, что воздействий той или иной агреооив->й среды оказывает существенное влияниь на изменение его даэ-1ктрических овойств. Наиболее ситное воздействие оказывает лочь, в раотворах солей и кисуют изменение не столь велико, дако, они также способствуют монотонному росту диэлектричео-х параметров.

Испытание на мороэоотойкооть показало, что пооле 200

клов замораживания и оттаивания Ш ивменилоя (0,75:,. 1,62);

-2 с

незначительно, ¿, практически не изменилась.

Длительное воздействие повышенных температур, как покали испытания, способствует улучшению как дк электрических, так прочностных параметров. После 2000 чаоов воздействия темпера-ры 10000 модуль упругооти материала возрос на 15^ ( о 37,8

до 44,5)iI03MHai

Также был определен характер изменения диэлектрических овойств от геометрических параметров изделия: о увеличением толщины изделия , диэлектрические параметры монотонно ухудшаются, с чем необходимо считаться при использовании изделий в конкретных условиях.

Установлено, что годичное пребывание образцов оптимального ооотава на глубине 0,8 м в грунте приводит также к монотонному росту его диэлектрических параметров; Иопытания проводились на обпеэпах обычного формования и армированных* При этом

изменяется на более высокую величину у грмированных образцов до 2,36iIQ*"^, £ до 7,7» для неармированных образцов это ооотавило: {фб до 1,9;Ю"*2 , £ -6,72г

Для оиенки трещиностойкости материала проводилиоь иопытания на циклическое воздействие температур(реким испытаний -2 часа при 4120°С и 2 часа при температуре -Ю°С), а также one-нивалаоь способность полимербетонов выдерживать перепады температур без онижекпя диэлектричооких свойств*

В сравнении показано, что соотавы на мраморном заполнителе имеют более высокие значения стабильности овойств; У полимербетонов на мраморном щебне Щб ухудшился на 20$, а у полимербетонов на гранитном щебне - на 32%i

При изучении структуры полимербетонов исследовались 5 ооотавов, отличающиеся видоы заполнителя и оредсй эксплуатации? Как показали снимки, сделанные в хсде исследования, для всех допытанных образцов характерно наличие высокой адгезии связующего о наполнителем, о чем свидетельствует и тот факт, что разрушение образцов произошло преимущественно по зернам заполнителя. На всех образцах не обнаружено наличие усадочных трешин,

отолоений связующего от минерального наполнителя даже при увеличении в 1500 раз. Для воах просмотренных образцов характерно наличие пор, образовавшихся по всех видимости в результате вовлечения воздуха при приготовлении полимербетонной смеси* Поры характерезуютоя округлой формой диаметре « от нескольких десятых миллиметра до 1-2 мм и имеют замкнутую форму? Расстояние между порами значительно превышает их диаметр, сообщающихся пор не обнаружено ,-

При исследовании сорбиионных овойотв полимербетонов определялось, имеютоя ли в нем микропоры, для чего были попользованы весы Мак-Бена* Полученные изотермы оорбши и деоорбши воды, т.е. зависимость относительной влажности полимербетона И/ ,? по массе от относительной влажнооти среды <р ,?, а также измеренная кинетика адсорбции воды полнмербетоном при <р = 100? показали, что максимальная оорбиионкая опоообнооть 1л/°мах при (р = 100? не превышает 1?. Сопоставление значений удельной поверхнооти полимербетона и микропористых материалов показало, что в полимербетоне ;ликропор нет$ Скорость поглощэния водяного пара полимербетоном велика, за I 4 15 мин воя вода, которая могла поглотиться, адсорбировалась, и за псоледующие 14 оуток её количество не увеличилось;

Вивод о том, что в полимербетоне нет микропор, вытекает также из отсутствия гистерезиоа на изотерме в области (р = 50-100?. Если бы объем микропор заполнялся водой путем капиллярной конденсацией пара, то в оилу медленного протекания проиео-оа, количество сорбированной воды росло бы оо временем, имеют» оя только макропоры;

Определены величины коэффициентов диффузии полимербетонов различных ооотавов, из которых оптимальный ооотав имеет минимальное значение.

- 18 -

Вгла разработана методика, позволяющая прогнозировать изменение диэлектрических свойств в зависимости от величины коэффициента диффузии и времени пребывания в различных агрессивных средах- Задавшись определенным ороком службы, например 5 лет, или 14400 чаоов, иопользуя оледующие зависимости, доступные экспериментальной проверке, можно определить глубину проникновения воды в толщу материала:

сеймах. (I- г : ), (I)

где 0 мах - привео образна в равновесном оостоянии;

От- ппивес образпа эа время его пребывания в воде;

Я) - коэффициент диффузии;

б - толщина образпа для двухстороннего проиесоа - ^ .

2

В работе Н.С»Тихомирова, иопользуя споооб наименьших квадратов, уравнение приводится к виду, более удобному для определения коэффициента диффузии:

0 - Л*- ! ; (2)

14400^

¥Ям -Ос . ■

Я = „ Л™**. „ „ ¿Л „ . (3)

7 ,"а - -- -- -- --

В полулогарифмических координатах выражение (I) имеет вид прямой:

= ____• # , (4)

0 мах ^ 2

что позволяет графическим путем определить (3 мах, не дожида-яоь полного наоыщения образцов. Зная же объемное водопогло-щени^, можно определить ¿дб по полученной нами зависимости: = (260 х 0,00337 + 250).Ю"2= 3,18.Ю~2.-Используя эту методику было рассчитано изменение в зависимости от времени пребывания в воде.

Таблица 2.

Влияние состава овязующего на коэффициент диффузии

Вид свярующего

Д.10"2 ®

1/оек ом^/свк

1. эд

2. «АМ:ЭД=75:25

3. ФАМ:ЭД=!50:50 4; Ш:ЭД=25:75 5; Ш

38625130.10 10057000

1243000 6449800 50382200

гг-Ю

0,26037 0,47.10"

0,33163 0,654ЛСГ10 0,1619 0.392.10"10 0,13044 0.182 Л0"10 16,ЗЛО"10

Таблица 3.

Влияние наполнителя на коэффициент диффузии

Вид наполнителя см^/сек

6. Андезит 0,503 Л0"10

7. Концентрат КВД 0,325ЛО"10

8. Концентрат ЩЗ 0,46Л0~10

9. Мрамор 0,Ц06.10~Т0

Полученные результаты показывают, что за т0 лет пребывания в воде 1^5 воэроо до 3.54.10"2, что хотя и превышает исходные значения в 1,8 раза, однако на превышает нормируемой величины. Учитывая, что начальный 1д6о может возраоти и изменяться в некоторых пределах, эавиоимооть, приведенную выше, можно окон-ительно принять в оледунцем вида:

1^6 ш ( ^до + 260) ЛОГ2, где ¿/¿о - тангенс утла даэлвктри-1еоких потерь в иоходном ооотоянии.

Для установления завдоиыооти мюлектричвоких свойств юлимербетонов от температуры и частоты внешнего электрнчас-:ого поля при контроле температур на поверхности образцов и

внутри о помощью термопар, сшшалиоь диэлектрические параметры при различных частотах.

Испытания проводились при нормальных температурно-влажно-отных условиях, а результате чего было обнаружено, что изменение диэлектрических параметров прямо пропорционально изменению температуры. При увеличении температуры бетона, диэлектрические параметры его ухудшаются; При изменении чаототы электрического поля, диэлектрические свойства бетона меняются скачкообразно, что требует учета их изменения в каждом конкретном случае;

Таким образом, выполненные исследования позволяют рекомендовать разработанные составы полимврбетонов в качестве моноблоков изделия 1586'Э . Разработанный новый состав полимер-бетона ШЭД позволил перейти к принципиально новым изделиям при производстве -опешэделий, что значительно сократило расход мате риалов.* Оптимальный состав полимербетона ЗАЭД при производстве изделий 1586 Ф объемом 4,85м3 каждый был внедрен на опытной линии в/ч 89515. Всего было изготовлено и внедрено 29,1 м3 (6 изделий)* Экономический эффект от внедрения полимербетонных изделий на основе мраморного заполнителя в сравнении предыдущими изделиями, которые были использованы при их производстве составляет 2044,8 руб. на I м8 ( в иенах 1989 г.).

общие вывода

1{ Заполнители и наполнители для цэлимербетона ФАЭД ( гранит, сиенит, габбро, диабаз, шлакоситялл, мрамор, стеклосфера) в сухом состоянии являются диэлектриками;

2; Размеры зерен заполнителей не оказывают существенного 'влияния на диэлектрические свойства, различие в электрических свойствах проявляется только при отсутствии рлаги.

3. Диэлектрические и физико-механические овойства поли-мербетонов и стабильность их во времени определяются и зависят от соотношения входящих в них компонентов : связующего, заполнителя, наполнителя, отвердителя, а также от технологии изготовления и температуры термообработки.

4; Разработан оптимальный оостав полимербетона ЗДЭД о улучшенными диэлектрическими параметрами на мраморном заполнителе объемной масоой j4 = 2400-2500 кг/м3 о кратковременной прочностью 80-90 МПа при расходе связующего 12$ по массе и 0,84? отвердителя по маосе. Диэлектрические параметры оптимального состава: 1^6 -0,05.10"^, £ = 5,65-5,8. Оптимальная температура термообработки Ю0,±2оС при продолжительности прогрева 24 часа о температурой омеои в момент формования 60°0.

Ь. Длительное воздействие повышенных температур (100°0) приводит к улучшению как диэлектрических, так и прочностных орактериотик, значение tyS улучшилооь на 2,5?, прочность г сж, возросла на 47,5?,

6. Экспонирование полимербетола в естественных атмоофер-iux уоловинх. в течение I года не приводит к снижению его диэлектрических параметров и зависит от количества влаги на образцах.

7. Поглощение водяного пара полимербетоном ААЭД идет только путем адсорбции молекул воды на поверхности микро.юр без проникновения в стенки пор и носит физический характер, о чем свидетельствует обратимость проиеоса адоорбиии.

8. Определен коэффициент диффузии 0 жи^чооти в поли-мербетоь ФАЭД (0,НЛ0~10ом2/оек). Разработанная методика позволила, используя величину коэффициента диффузии Ъ прог-

- 22 -

нозировать изменение диэлектрических параметров в зависимости от времени пребывания в различных агрессивных средах, не дожидаясь полного водонасыщения,

9. Изменение диэлектрических параметров полимербетонов находигея в прямой зависимости от толщины изделий; при увеличении толщины пластин на I см диэлектрические свойства ухудшаются в ореднем на 10$.

Ю.Полимербетон ФАЭД после 200 циклов замораживания и оттаивания показал высокую стабильность диэлектрических свойств {Iц5 лзменился о 0,75.Ю-2 до 1,62.10"^, 6 осталась неизменной).

11. Нахождение полимербетона в грунтовой среде в течение I года приводит к снижению егс параметров. Армированные образцы по сравнению о неаротированными показали более худшую стабильность свойств. Для армированных образцов 1у8 возрос с 0.68Л0"2 до 2.36.10"2 ,£- о 1,21 до 7,7, т;в. в 3,5 и 1,05 газа соответственно.

12. Изменение диэлектрических свойств полимербетонов зависит от температуры, частоты и напряженности внешнего электрического поля. При изменении температуры диэлектрические параметры изменяются прямопропориионально ей, при измене-щцгчастоты изменение диэлектрических параметров носит скачкообразный характер.

13. Расчет экономической эффективности от применения полимербетона ФАЭД обеспечивает годовой эффект 2044,8 руб. на1 I м3 конструкции за счет сокращения затрат на материалы и трудовые реоурсы.

Осношш« положения диссертации опубликованы в оледуицих работах:

I. Солиш.еи Г.К. .Крвсилышковд О.М., Мурадова Н.Э., Иванова Е.В. Структура, стойкость полиморбетонов к внешним воэдей-стиинм // конференция. Применение, эффективных поди-

мербитонои 1. мишиноотроении и стройтельотве. Чооква-Вилышо, 1«ЗУ. - с.:м-34.

'¿. Солоньен Г.К., Крысиль никова О.М., Иванова Е.В., Мура-доми !.1.Э. Соно^иенстиование составов и технологии изготовления пшииицхштинои-диэлектрикон // Технология и свойстве полимер-бетонов. - 1.1.: НИШ;, 1990. - С.19-30.

Мурадиво М.Э., Иванова Е.В. Структура, отойность и сорбниолнио снойотич иилиме[>бвтоноп к внешним воздействиям // Мнтириилы Всесоюзной с международным участием школы семинара молоди* умшшх и опоииылистпн в облыоти бетона и железобетона. -И|«1НОНО, ШЙУ. - С 6

_ ,/А'У