автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Каркасные композиты на эпоксидно-каменноугольных связующих

На правах рукописи

Кондакова Ирина Энгельсовна

КАРКАСНЫЕ КОМПОЗИТЫ НА ЭПОКСИДНО-КАМЕННОУГОЛЬНЫХ СВЯЗУЮЩИХ

05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ (иссертацин на соискание ученой степени кандидата технических наук

Пенза 2006

Работа выполнена в ГОУВПО «Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева».

Научный руководитель:

член-корреспондент РААСН доктор технических наук профессор Ерофеев Владимир Трофимович

Официальные оппоненты:

советник РААСН

доктор технических наук профессор Иващенко Юрий Григорьевич;

кандидат технических наук доцент Хвастунов Виктор Леонтьевич

Ведущая организация:

ОАО «Мордовпромстрой»

Защита состоится 7 июля 2006 г. в 1200 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.184.01 в Пензенском государственном университете архитектуры и строительства по адресу: 440028, г. Пенза, ул. Г. Титова, 28, ПГУАС, 1"* корпус, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пензенского государственного университета архитектуры и строительства.

Автореферат разослан 5 июня 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного

совета Д 212.184.01

В. А. Худяков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Создание строительных материалов и изделий, обеспечивающих улучшение физико-механических и эксплуатационных показателей, снижение материалоемкости и трудоемкости их изготовления - важная задача в области строительного материаловедения.

Одним из наиболее приемлемых связующих для приготовления бетонов, позволяющих создавать материалы с повышенными показателями физико-механических свойств и универсальной стойкостью в растворах кислот, щелочей и солей, являются эпоксидные связующие. Полимерные покрытия на их основе используются для защиты конструкций от различных видов химической агрессии, придания бетону непроницаемости. Несмотря на значительное количество работ по этой проблеме, многие вопросы структурообразования, оптимизации составов и технологии изготовления остаются недостаточно изученными. К тому же во многих случаях эпоксидные композиты из-за их повышенной хрупкости не могут быть использованы. С целью снижения хрупкости их модифицируют различными соединениями. Для этого эффективны каучуки, каменноугольная смола и др.

Опыт применения композиционных материалов на эпоксидно-каменноугольном связующем в качестве защитных покрытий по бетонным, железобетонным и металлическим поверхностям показал их надежность и достаточно высокую эффективность. В то же время эпоксидно-каменноугольные композиты являются малоизучеными материалами, особенно в области процессов структурообразования, химической и биологической стойкости.

Перспективным направлением дальнейшего внедрения покрытий и полов с улучшенными физико-техническими свойствами на основе модифицированных эпоксидных связующих является каркасная технология, включающая предварительное создание оптимальных смесей заполнителей и склеивание зерен друг с другом с последующим заполнением пустот полученного каркаса матрицей. Такая технология способствует получению эффективных композитов с улучшенными эксплуатационными показателями, снижению расхода связующего и трудоемкости изготовления изделий.

Данная работа посвящена' разработке технологии получения композиционных строительных материалов каркасной структуры на эпоксидно-каменноугольном связующем, изучению их физико-технических свойств на различных уровнях структуры.

Цель и задачи исследований. Целью данной работы является экспериментальное обоснование приемов и методов получения эффективных строительных композитов каркасной структуры на эпоксидно-каменноугольном связующем для устройства антикоррозионных защитных покрытий по строитель-

ным конструкциям, полов промышленных предприятий.

В связи с поставленной целью в работе сформулированы следующие задачи:

— обосновать эффективность модификации эпоксидных полимербетонов каменноугольными связующими;

— выявить теоретические предпосылки, способствующие созданию каркасных композитов на эпоксидно-каменноугольных связующих, обладающих улучшенными показателями структуры и физико-технических свойств;

- установить основные закономерности структурообразования каркасных композитов на основе эпоксидно-каменноугольных связующих;

- оптимизировать составы матриц, каркасов и каркасных композитов, обладающих улучшенными физико-механическими свойствами;

- разработать составы композитов на эпоксидно-каменноугольных связующих, обладающих повышенной долговечностью в химических и биологических агрессивных средах;

- исследовать технологические свойства каркасных композитов на эпоксидно-каменноугольных связующих на уровнях микро и макроструктуры;

— разработать рациональную технологию изготовления каркасных композитов на эпоксидно-каменноугольных связующих;

— осуществить внедрение каркасных композитов на эпоксидно-каменноугольных связующих при укладке покрытий полов в производственных зданиях.

Научная новизна работы состоит в следующем:

— установлены закономерности структурообразования и технологии изготовления каркасных композитов на уровнях микро- и макроструктуры;

— получены количественные зависимости изменения физико-механических свойств эпоксидно-каменноугольных композитов от содержания каменноугольной смолы, природы и количественного содержания растворителя и наполнителя, а также дисперсности последнего.

- получены количественные зависимости изменения физико-механических свойств эпоксидно-каменноугольных композитов при выдерживании в химических и биологических агрессивных средах;

- предложены активные добавки для эпоксидно-каменноугольных композитов, позволяющие повысить их физико-механические свойства, а также долговечность в условиях воздействия химических агрессивных сред и микроскопических организмов.

Практическое значение работы заключается в том, что в результате выполненных экспериментальных исследований разработана технология изготовления композитов на эпоксидно-каменноугольном связующем и оптимизирова-

ны составы для эксплуатации в условиях воздействия воды, водных растворов кислот, щелочей, солей, минеральных удобрений и микроскопических организмов. Разработаны модифицированные эпоксидно-каменноугольные бетоны каркасной структуры, позволяющие повысить прочность, деформативность и трещиностойкость покрытий на их основе.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на следующих конференциях: Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы строительного материаловедения. 1-е Соломатовские чтения» (Саранск, 2002); Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 150-летию со дня рождения акад. В.Г. Шухова» (Саранск, 2003); Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные вопросы строительства. 3-е Соломатовские чтения» (Саранск, 2004); Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные вопросы строительства» (Саранск, 2005).

Внедрение результатов работы. Результаты исследований использованы при укладке каркасных полов на объекте ОАО «Ардатовский светотехнический завод» в г. Ардатове РМ. Применение каркасных покрытий на основе эпоксидно-каменноугольных связующих в зданиях с агрессивными средами показали их преимущество и перспективность по сравнению с традиционными вариантами. Ожидаемый экономический эффект от внедрения составляет 53,02 руб. на 1 м2 пола.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 научных работ.

• Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, общих выводов и списка использованной литературы из 104 наименований. Общий объем работы составляет 145 страниц, в том числе 39 рисунков, 23 таблицы и приложения.

Диссертационная работа выполнена на кафедре строительного производства Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарева». Автор выражает благодарность за помощь в консультациях по отдельным разделам диссертации кандидатам технических наук Яушевой Л. С. и Богатову А. Д.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрывается актуальность проблемы и обосновывается необходимость проведения исследований по получению эффективных строительных материалов на основе эпоксидно-каменноугольных композитов каркасной структуры.

В первой главе осуществлен анализ литературных данных по структуро-обра-зованйю, составам, свойствам, технологии получения и применению полимерных композиционных строительных материалов (ПКСМ), показаны преимущества материалов, изготовляемых по каркасной технологии.

Большой вклад в исследование структуры, свойств и технологии композиционных материалов на основе полимерных связующих внесли Ю.М. Баженов, А.Н. Бобрышев, В.А. Вознесенский, Б.В. Гусев, И.М. Елшин, В.Т. Ерофеев, Ю.Г. Иващенко, П.Г. Комохов, Ю.С. Липатов, В.И. Логанина, У.Х. Магдеев,

A.B. Нехорошее, В.В. Патуроев, Ю.Б. Потапов, А.П. Прошин, И.Е. Путляев, Р.З. Рахимов, П.А. Ребиндер, В.И. Соломатов, В.П. Селяев, Ю.А. Соколова,

B.Ф. Строганов, В.М. Хрулев, В.Д. Черкасов, Ю.С. Черкинский, В.Г. Хозин, Л.А. Абдрахманова, А.П. Федорцов, Р. Бареш, В. Еттель, Р. Крейс, К. Садао, Л. Скупин, М. Энгулеску и многие другие отечественные и зарубежные ученые.

К настоящему времени получены эффективные составы строительных композитов на эпоксидных, полиэфирных, карбамидных, фурановых и других смолах, заполнителях различной природы, подобраны различные модифицирующие добавки, разработана интенсивная технология, основанная на раздельном приготовлении по собственным режимам микроструктуры (связующего) и макроструктуры (наполненной композиции).

Предпосылкой дальнейшего развития ПКСМ и совершенствования технологий их получения, позволяющих уменьшить усадку и улучшить другие свойства,. снизить материалоемкость и трудоемкость производства, является использование каркасной технологии, согласно которой на первом этапе зерна заполнителя склеиваются друг с другом в каркас по форме будущего изделия и на втором этапе после отверждения каркаса его пустоты заполняются матричной композицией. Специфическая структура данных композитов и своеобразная технология их изготовления дают возможность значительно расширить номенклатуру изделий и конструкций на их основе с применением эпоксидно-каменноугольных связующих. В настоящее время вопросы структурообразова-ния, физико-технические свойства, технология изготовления каркасных композитов на эпоксидно-каменноугольных связующих и строительных изделий на их основе изучены недостаточно полно.

Во второй главе сформулированы цель и задачи исследования, приводятся сведения об использованных методах' экспериментов и материалах. При выполнении исследований в качестве связующего применялась эпоксидная смола марки ЭД-16, модифицированная каменноугольной смолой. Эпоксидную смолу отверждалн с помощью полиэтиленполиамина. Заполнителями служили гранитный и керамзитовый щебень (фракции 2,5 — 5 мм), наполнителями — порошки кварца, известняка, мрамора, кирпичного боя, а также портландцемента.

При исследовании физико-технических свойств связующих и полимер-бетонов были использованы физико-химические, механические, биологические и математические методы. Структура отвержденных композиций изучалась методом полуколичественной Фурье-ИК-спектроскопии. Определение физико-механических характеристик производилось по методикам соответствующих ГОСТов. Химическую и биологическую стойкость композитов ус-

танавливали по изменению показателей прочности, модуля упругости, мас-сосодержания образцов, выдержанных в течение определенного времени в средах. В качестве агрессивных сред рассматривались вода, водные растворы едкого натра и серной кислоты. Агрессивные среды и их концентрации выбраны из условий применения каркасных полимербетонов в промышленном и сельскохозяйственном строительстве. Биологические исследования осуществляли в стандартной среде микроскопических организмов и продуктах их метаболизма.

Исследования проводились с применением математических методов планирования эксперимента. Результаты испытаний обрабатывались с помощью статистичё-ских методов.

В третьей главе рассмотрены теоретические предпосылки получения эпоксидно-каменноугольных полимербетонов, закономерности их структурообразова-ния; выполнено моделирование свойств композитов в зависимости от основных структурообразующих факторов.

Оптимальная структура композитов на микроуровне формируется при соединении эпоксидной смолы с отверди-телем, ' модифицирующими добавками и наполнителями, при достижении улучшенной контактной зоны между связующим и наполнителями. Исследования, проведенные методом ИК-спекгроскопии (рис. 1-3), показали, что при введении в состав эпоксидной смолы каменноугольной смолы, битума, дибутилфталата и

«¡00

Рис. 1. ИК - спектр эпоксидной смолы ЭД-1 б, модифицированной каменноугольной смолой (10 мас.ч.) и отвержденной ПЭПА Г10 мае. ч.) (область 500-4000 см*1)

; - спектр эпоксидной смолы ЭД-16, модифици-л битумом (10 мае. ч.) и отвержденной ПЭПА (10 мае. ч.) (область 500-4000 см"1)

отверждении их полиэтилен-полиамином, в ИК-спектрах отвержденных образцов качественных изменений не наблюдается (за исключением образца с дибутилфталатом, для которого отмечено появление новой полосы поглощения при 1724 см"1, характеризующей поглощение карбонильной группы в сложно-эфирной 1руппе самого дибу-тилфталата). Для количественного сравнения полученных спектров рассчитана интенсивность наиболее характерной полосы для эпоксидной группы при 3001 см"1 (полосы при 914 и 864 см"1 менее характерны, поскольку в этих областях может находиться накладывающееся поглощение скелетных колебаний полимера) с использованием поглощения «пульсационных» колебаний ароматического кольца при 1508 см"' как внутреннего стандарта. Они приведены в табл. 1.

Таблица 1

Интенсивность полос поглощения при 3001 см"' (оптическая плотность А)

«ко'

и»-

.......гА»—

Дпмм яапны, см"1

Шоо"

Рис. 3. ИК - спектр эпоксидной смолы ЭД-16, модифицированной дибутилфталатом (10 мае. ч.) и отвержденной ПЭПА (10 мае. ч.) (область 500-4000 см"1)

Связующее Вид и содержание добавки в мае. ч. на 100 мае. ч. эпоксидной смолы

Отсутствуют Дибутилфталат (Ю) Каменноугольная смола (Ю) Битум (Ю)

ЭД-16 0,087 - ■ - -

ЭД-16 + ПЭПА (10 мае. ч.) 0,046 0,050 0,053 0,059

Выполнено моделирование свойств наполненных эпоксидно-каменноугольных композитов. Исследования проведены методом математического планирования экспериментов. В качестве матрицы планирования использовали латинский куб второго порядка, который представляет собой полный факторный эксперимент 24. Варьируемыми факторами выбраны: количественное содержание отвердителя (полиэтиленполиамина), содержание каменноугольной смолы, крупность наполнителя, степень наполнения и фактор, учитывающий степень взаимодействия (вид и соотношение) наполнителей. Перечисленные факторы и уровни их варьирования приведены в таблице 2, матрица планирования и результаты эксперимента приведены в таблице 3.

Таблица 2.

Факторы и уровни их варьирования._■ _

№ Факторы Обозначения Уровни >акторов

+1 -1

1 Содержание отвердителя, (мас.ч.) X, 10 5

2 Содержание каменноугольной смолы, (мас.ч.) х2 20 0

3 Крупность наполнителя Х3 0,315-0,63 0,14-0,315

4 Степень наполнения связующего Х4 1:3 1:1

5 Фактйр, учитывающий вид и соотношение наполнителя Х5 А: кварцевый порошок 100% В: порошок на основе мрамора 100%, С: А-75%, В-25%, Д: А-50%, В-50%.

Таблица 3.

Матрица планирования и результаты эксперимента _

№ п/п Матрица планирования Физико-технические свойства в МПа

XI Х2 Х3 Х4 X5 йс». Низг, Еупр-102

1 +1 +1 +1 + 1 А 49,7 14,9 50,6

2 -1 +1 +1 + 1 С 57,6 15,0 173,8

3 +1 -1 +1 +1 В 35,2 8,5 118,4

4 -1 -1 +1 + 1 Д 52,7 8,2 42,63

5 +1 +1 -1 + 1 в 39,2 11,7 51,2

6 -1 +1 -1 + 1 д 54,9 11,7 145,3

7 +1 -1 -1 + 1 с 29,6 8,0 55,0

8 -1 -1 -1 + 1 А 30,6 6,1 69,3

9 +1 +1 +1 -1 С 57,9 13,5 126,9

10 -1 +1 - +1 -1 А 41,9 11,2 157,8

11 +1 -1 +1 -1 д 35,3 5,6 159,5

12 -1 -1 +1 -1 в 44,8. 7,4 117,4

13 +1 +1 -1 -1 д 54,6 14,9 177,1

14 -1 +1 -1 -1 в 27,6 6,9 95,7

15 +1 -1 -1 -1 А 20,5 2,9 61,4

16 -1 -1 -1 -1 С 27,8 4,8 54,5

После ранжирования средних значений всех рассматриваемых показателей было установлено, что эффект фактора Х4 не значим для всех показателей, Х| не значим для показателей прочности на сжатие, растяжении при изгибе, Хэ не значим для показателя модуля упругости. Эффекты остальных факторов для всех показателей значимы. При использовании в качестве наполнителя кварцевого песка в сочетании с мраморным порошком в соотношении 50 % на 50 % улучшается контактное взаимодействие эпоксидного связующего, модифицированного каменноугольной смолой, при ее содержании 20 %. Введение каменноугольной смолы повышает деформативность, модуль упругости снижается на 13,5 % по сравнению с немодифицированным составом. Модифицированные эпоксидные композиты обладают достаточно высокими прочностными показателями. Так прочность при сжатии равна 54,6 МПа, а

ными показателями. Так прочность при сжатии равна 54,6 МПа, а прочность на растяжение при изгибе 14,9 МПа.

В четвертой главе с учетом результатов, полученных в процессе статистических расчетов методом факторного анализа, проведены детальные исследования свойств эпоксидных композитов и установлены количественные зависимости их изменения под воздействием основных структурообразующих факторов.

Для определения оптимального содержания отвердителя в эпоксидно-каменноугольных композитах были проведены исследования методом математического планирования экспериментов. В качестве матрицы планирования использовали план Конно, состоящий из 9 опытов, который представляет собой полный факторный эксперимент З2. Варьируемыми факторами выбрано количественное содержание каменноугольной смолы и полиэтиленполиамина.

При проведении эксперимента рассматривались композиты, где в качестве основного связующего использовалась эпоксидная смола марки ЭД-16, модифицированная каменноугольной смолой в количестве от 5 - 15 %. В качестве наполнителя брали кварцевый песок - в объеме 300 мае. ч. на 100 мае. ч. эпоксидной смолы. Отвердитель — полиэтиленполиамин вводили в композицию в количестве 7,5; 10; 12,5 мае. ч. на 100 мае. ч. эпоксидной смолы.

Анализ результатов исследований прочностных свойств эпоксидно-каменноугольных композитов выявил интервал оптимального содержания отвердителя и каменноугольной смолы в композициях. Более высокие прочностные свойства достигаются при содержании полиэтиленполиамина и каменноугольной смолы в количестве соответственно 10-11 и 8-10 мае. ч. на 100 мае. ч. эпоксидной смолы (рис. 4).

Колнчеспо каменноугольной смолы, мае. ч. Количество каменноугольной смолы, мае. ч.

а) б)

Рнс. 4. Зависимость изменения предела прочности при сжатии (а) и предела прочности на растяжение при изгибе (б) композитов от количественного содержания каменноугольной

смолы и отвердителя

Получены количественные зависимости изменения свойств эпоксидных композитов от содержания каменноугольной смолы. При проведении эксперимента рассматривались композиты с содержанием каменноугольной смолы в связующем от 5 до 40 мас.ч. на 100 мае. ч. эпоксидной смолы. В качестве наполнителя использовался кварцевый песок крупностью 0,315-0,63 мм, количественное содержание отвердителя — полиэтиленполиамина принималось из расчета 10 % от массы эпоксидной смолы. Зависимость изменения свойств эпоксидных композитов от содержания каменноугольной смолы оценивалась путем испытаний призм размером 1x1x3. Их результаты показаны на графиках (рис. 5).

( «о

I-

£ 20

I

2.5

5 .

I

Л

0.5 £

/

^ . ( к /

«к

$ * I

;

С одержан и« каменноугольной смолы, м

• пммноугольноА «МОЛЫ, М

б)

Рис. 5. Зависимость изменения предела прочности при сжатии, предела прочности на растяжение при изгибе и модуля упругости (а), коэффициента стойкости и водопоглощения (б) от количественного содержания каменноугольной смолы в эпоксидном связующем

Анализ графических зависимостей показывает, что введение каменноугольной смолы в количестве до 5 % приводит к повышению прочности на сжатие и на растяжение при изгибе. При большем содержании добавки происходит падение прочности. Добавка способствует снижению модуля упругости эпоксидно-каменноугольных композитов. С увеличением содержания каменноугольной смолы до 40 % увеличивается коэффициент водостойкости в 1,28 раза по сравнению с контрольным составом, что, видимо, происходит за счет взаимодействия эпоксидной и каменноугольной смол, способствующего повышению гидролитической устойчивости.

Исследовано влияние природы растворителя на свойства эпоксидно-каменноугольного связующего. В качестве растворителей рассматривали ацетон, бензин, дизельное топливо, растворитель 646, скипидар, уайт-спирит. Контрольными по отношению к составам, состоящим из эпоксидно-каменноугольного связующего с включением растворителя, были составы на эпоксидной смоле без модифицирующей добавки и эпоксидно-каменноугольном вяжущем, в котором отсутствовал растворитель. Результаты исследований приведены в табл. 4.

Таблица 4

Прочность эпоксидно-каменноугольных композитов_

Номер состава Вид растворителя в модифицированных составах Предел прочности на сжатие, МПа Предел прочности на растяжение при изгибе, МПа

1 Без модификатора 104,7 78,5

2 Ацетон 77,5 72,4

3 Бензин 89,2 52,3

4 Ацетон + бензин (1:1) 85,0 57,4

5 Дизельное топливо 87,0 51,8

6 Растворитель 646 96,4 68,6

7 Скипидар 90,7 65,0

8 Уайт-спирит 84,4 56,9

9 Без растворителя 96,7 63,5

Из результатов испытания следует, что в зависимости от природы растворителя физико-механические свойства композитов изменяются в широких пределах. Лучшие показатели прочности на сжатие соответствуют составам, в которых в качестве растворителей применялись: растворитель 646, скипидар и бензин, а прочность на растяжение при изгибе выше в случае применения ацетона, растворителя 646, скипидара. Применение растворителей оправдано с технологических позиций, так как это позволяет производить процесс приготовления эпоксидно-каменноугольных композитов без предварительного разогревания компонентов.

Решающая роль при создании композиционных материалов принадлежит наполнителю. Максимальные значения прочности и стойкости показывают композиты, получаемые сочетанием определенных пар вяжущее — наполнитель. Для оценки влияния вида минеральных наполнителей на свойства наполненных эпоксидно-каменноугольных композитов были проведены сравнительные исследования. В качестве наполнителей применяли кварцевый порошок и измельченные порошки известняка, боя стекла, мрамора и керамического кирпича. Крупность наполнителя была принята равной 0,315—0,63 мм, наполнитель вводился в количестве, обеспечивающем соотношение вяжущее/наполнитель 1/1. Прочностные свойства композитов приведены в табл. 5.

Таблица 5.

Прочностные свойства эпоксидно-каменноугольных композитов

на различных наполнителях

№ п/п Вид наполнителя Предел прочности, МПа

при сжатии на растяжение при изгибе

1 Без наполнителя 68,7 9,2

2 Кварцевый песок 83,2 20,9

3 Известняк 140,8 22,7

4 Мрамор 133,9 17,0

5 Кирпичный бой 117,3 21,4

6 Стеклобой 111,1 20,9

Из рассмотренных эпоксидно-каменноугольных наполненных композитов наибольшая прочность при сжатии и на растяжение при изгибе свойственна композитам, наполненным известняком, мрамором и стеклобоем.

Значительное влияние на свойства композиционных материалов оказывают дисперсность и количественное содержание наполнителя. При выполнении исследований в качестве наполнителя использовали кварцевые порошки с крупностью 0,315-0,63; 0,14-0,315; .0,071-0,14; менее 0,071 мм. На рис. 6 приведены графики зависимости изменения прочностных свойств.

О . 1 2 3

Отношение наполнитель I вяжущее

1 2 3

Отноцвние наполнитель I вяжущее

-----фракция < 0,071 мм —

---Фракция 0,14-0,315 мм —

Фракция 0,071-0,14 мм Фракция 0,315-0,63 мм

Рис. 6. Зависимость изменения прочности при сжатии и на растяжение при изгибе эпоксидно-каменноугольных композитов от содержания и дисперсности наполнителя

Из графиков следует, что наибольшая прочность соответствует композитам, наполненным порошками высокой дисперсности (фракция < 0,071 мм) при степени наполнения (отношение наполнитель/вяжущее), равной 2-3.

В пятой главе приведены исследования химического и биологического сопротивления матричных составов на эпоксидно-каменноугольных связующих.

При установлении-влияния добавки каменноугольной смолы на химическую и биологическую стойкость эпоксидных композитов рассматривались композиты, содержание каменноугольной смолы в которых варьировали от 5 до 40 %. В качестве отвердителя использовали полиэтиленполиамин из расчета 10 % от массы эпоксидной смолы. Наполнителями служили кварцевый песок, порошки на основе боя стекла и известняка, а также портландцемент. Крупность наполнителей составляла 0,315 - 0,63 мм, а удельная поверхность портландцемента — 3 100 см2/г. Применяемые составы приведены в табл. 6.

Таблица 6

Составы композитов для испытаний на химическую стойкость, мае, ч.

Компоненты Содержание массовых частей в составах

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Эпоксидная смола марки ЭД-16 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

Полиэтиленполиамин 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10

Каменноугольная смола - 5 10 20 30 40 20 20 20 20

Кварцевый песок 300 300 300 300 300 300

Портландцемент 300

Известняк 300

Стеклобой 300

Экспериментально установлены зависимости изменения химического сопротивления композитов при выдерживании в воде, водных растворах щелочей, кислот. На рис. 7-8 приведены зависимости изменения массосодержания и коэффициента стойкости эпоксидно-каменноугольных композитов при выдерживании в воде.

Оштт ынярматиоф Длимы«*, ■чюммаи, икщы

а) б)

Рис. 7. Зависимость изменения массосодержания {а) и коэффициента стойкости (б) эпоксидно-каменноугольных композитов от количественного содержания каменноугольной смолы и длительности выдерживания в воде: 1 — без каменноугольной смолы; 2 - 5 % каменноугольной смолы в связующем; 3 - 10; 4 - 20 %; 5 - 30 %; б - 40 %

а) б) Рис. 8. Зависимость изменения массосодержания (а) и коэффициента стойкости (б) эпоксидно-каменноугольных композитов от вида наполнителя и длительности выдерживания в воде 1 - без наполнителя; 2 - портландцемент; 3 - известняк; 4 — песок; 5 — стеклобой

Из графиков видно, что введение каменноугольной смолы повышает водостойкость эпоксидных композитов. При ее содержании в связующем в количестве 10 % водостойкость повышается на 20 % по сравнению с композитами на немодифицированном связующем. Наибольшей водостойкостью обладают составы, наполненные кварцевым песком.

Установлено, что модификация эпоксидного связующего каменноугольной смолой в количестве до 40 % повышает стойкость композитов в растворах кислот почти на 40 %. Испытаниями в течении 6 месяцев установлено, что наибольшей стойкостью в растворах кислот обладают составы, наполненные кварцевым песком.

Выявлено положительное влияние каменноугольной смолы на химическое сопротивление эпоксидных связующих в растворах едкого натра. Стойкость модифицированных композитов на 15 % больше по сравнению с ^модифицированными. Наибольшей стойкостью ¡в растворах едкого натра 10 % концентрации обладают также составы, наполненные кварцевым песком.

Нами проведены исследования биологической стойкости эпоксидно-каменноугольных композитов в зависимости от содержания каменноугольной смолы в связующем (5-10 %) и вида фунгицидных добавок. При выполнении исследований в качестве наполнителя использовался кварцевый песок, который вводился в количественном соотношении к связующему 1:1. Испытания проводились на образцах в виде призм размером 1x1x3 см. Задача решалась реализа-. цией рототабельной матрицы. Цель исследований состояла в установлении наиболее агрессивной среды и разработке стойких составов. Варьируемыми факторами по матрице являлись содержание лимонной кислоты (0,1 - 10 %) и перекиси водорода (0,03 - 3 %) в водном растворе (продукты метаболизма микроорганизмов). Составы композитов и результаты испытаний после 180 суток выдерживания в агрессивной среде приведены в табл. 7 и 8.

Из результатов исследований следует, что наиболее агрессивными являются среды № 1 (содержание лимонной кислоты 1 %, перекиси водорода 0,3 %) и № 8 (содержание лимонной кислоты 0,1 %, перекиси водорода 0,3 %).

Таблица 7.

Составы композитов для испытания на биологическое сопротивление, мае. ч.

Компоненты Содержание в составах

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Эпоксидная смола марки ЭД-16 100 100 100 100 100 100 100 100 100

Полиэтиленполиамин 10 10 10 10 10 10 10 10 10

Каменноугольная смола ' - 5 5 5 5 5 5 5 5

Кварцевый песок 100 100 50

Стеклобой 100

Известняк 100

Мрамор 50 100

Кирпичный бой 100

Портландцемент 100

Таблица 8.

Физико-технические показатели эпоксидно-каменноугольных композитов в биологических агрессивных средах

Максимальное значение Минимальное значение

Номер состава Номер среды Прочность при сжатии, МПа Прочность на растяжение при изгибе, МПа Номер среды Прочность при сжатии, МПа Прочность на растяжение при изгибе, МПа

1 3 70,8 24,2 1 45,63 15

2 2 70,2 19,3 5 55,87 19,2

3 7 65,1 24,4 1 47,76 11,8

4 7 45,7 13,6 3 35,3 13,3

5 ■■7 73,5 15,9 9 62,9 23,3

6 ■ 2 67,1 18,9 1 43,5 17,6

7 1 67,6 20,3 2 57,7 20,8

8 7 75,7 26,5 5 62,4 30,4

9 7 56,4 9,86 8 28,8 13,8

Испытания образцов на грибостойкость и наличие фунгицидных свойств проводились в соответствии с ГОСТ 9049-91. В качестве тест-организмов использовались следующие виды микромицетов: Asperqillus oryzae (Ahiburq) Cohn, Asperqillus niqer vqn Tieqhem, Asperqillus terreus Thom, Chaetomium qlo-bosum Kunze, Paecilomyces varioti Bainier, Pénicillium funiculosum Thom, Pénicillium chrysoqenum Thom, Pénicillium cyclopium Westlinq, Trichoderma viride Pcis, ex Fr. Испытания проводились двумя методами — 1 и 3.

В качестве фунгицидных добавок в эпоксидно-каменноугольных композитах использовались растворы нитрофунгина и «Тефлекса». Установлено, что введение нитрофунгина в количестве до 2 % не оказывает влияния на их грибостойкость. При увеличении его содержания от 2 до 5 % грибостойкость повышается для состава, наполненного кирпичным боем, и ненаполненных составов. При дальнейшем повышении содержания нитрофунгина его фунгицидное действие снижается. Введение «Тефлекса» более эффективно. При добавлении его в количестве 2 % достигаются грибостойкие свойства, а при увеличении содержания до 10 % и более получены фунгицидные составы. Их применение позволяет исключить заселение строительных конструкций микроорганизмами и улучшить экологическую ситуацию в зданиях и сооружениях.

В шестой главе проведены исследования по установлению влияния количественного содержания каменноугольной смолы, наполнителя и отвердителя на прочностные характеристики каркасов и каркасных полимербетонов.

Проведен эксперимент по изучению влияния добавки каменноугольной смолы в эпоксидный клей каркаса и эпоксидную пропиточную матрицу на физико-механические свойства каркасных композитов. Эксперимент осуществлялся с применением метода математического планирования экспериментов (план Коно, состоящий из девяти опытов). Факторами варьирования являлись количественное содержание каменноугольной смолы в клее каркаса (Xi) и в

пропиточном составе (Х2). В качестве оптимизационных параметров рассматривались предел прочности при сжатии (Ксж) и на растяжение при изгибе (11и„), а также модуль упругости при сжатии (Еупр).

После проведения статистической. обработки результатов эксперимента получены уравнения регрессии следующего вида:

Яс» = 31,96 - 6,415-Х! + 3,445-Х2 + 1,625-Х,2 + 7,65-Х,-Х2 - 7,565-Х2г --6,27-Х,2-Х2 - 3,335-Х,-Х22 + 7,105-Х,2-Х22;

= 24,55 - 5,675-Х, + 1,445-Х2 - 2,475-Х,2 + 3,46-Х,-Х2 - 9,225-Х22 --1,64-Х,2-Х2-0,675-Х,-Х22 + 3,645-Х,2-Х22; Еупр = 2,88 - 1,233-Х, + 0,422-Х2 + 0,056-Х,2 + 0,869-Х,-Х2 - 1,195-Х22 -

-0,355-Х,2-Х2 + 0,6722-Х,-Х22 + 1,238-Х12-Х22; По уравнениям регрессии построены графические зависимости (рис. 9). Из графиков следует, что введение в состав связующего каркаса и пропиточной матрицы каменноугольной смолы приводит к снижению модуля упругости при незначительном понижении прочностных показателей.

Рис. 9. Зависимость изменения предела прочности при сжатии (а), на растяжение при изгибе (б) и модуля упругости (в) от количественного содержания каменноугольной смолы в клее каркаса и в пропиточном составе

Значения изолиний выражают значения модуля упругости х 10' МП в

В)

Исследована долговечность каркасных композитов в условиях воздействия агрессивных сред и циклически действующих температур. Установлено, что композиты на гранитном щебне имеют высокую стойкость в воде и водных растворах солей, кислот и щелочей.

Проведенные исследования на морозостойкость показали, что каркасные эпоксидно-каменноугольные композиты каркасной структуры на керамзитовом заполнителе обладают стойкостью, на 20 % большей, чем материалы на гранитном щебне.

Покрытия полов производственных и животноводческих зданий, складских помещений и т. д. во время эксплуатации постоянно подвергаются воздействию истирающих нагрузок. Стойкость каркасных полимербетонов к истиранию нагрузкам зависит от длительности процесса (рис. 10).

Рис. 10. Зависимость истираемости полймербетонов от длитель-' ноет и испытания: 1— полимербетон обычной структуры; 2 - полимербетон каркасной структуры на гранитном щебне; 3 - полимербетон на керамзитовом щебне

Сравнение истираемости полимербетонов обычной и каркасной структуры показало, что последние по этому показателю близки с материалами обычной структуры. Истираемость композитов на гранитном и керамзитовом заполнителе составляет соответственно 0,60 и 0,77 г/см2 при длительности пути истирания 600м. -

В седьмой главе приводится принципиальная технологическая схема изготовления композитов каркасной структуры на эпоксидно-каменноугольном связующем, а также обоснована экономическая эффективность их использования. Разработаны технология и составы каркасных композитов на эпоксидно-каменноугольном связующем, которые внедрены при укладке покрытий полов на объектах ОАО «Ардатовский светотехнический завод» в г. Ардатове РМ.

Показана экономическая эффективность от внедрения результатов исследований на примере устройства покрытий полов каркасной структуры. Технико-экономическая эффективность изготовления покрытий полов и изделий на основе каркасного полимербетона на эпоксидно-каменноугольном связующем обусловливается получением новых конструктивных элементов с улучшеными физико-механическими и эксплуатационными показателями. Применение каркасных покрытий в зданиях с агрессивными средами показывает их преимущество и перспективность по сравнению с традиционными вариантами. Ожидаемый экономический эффект от внедрения составляет 53,02 руб. на 1 м2 покрытия пола.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Исследованы свойства, процессы структурообразования и технология изготовления каркасных полимербетонов на эпоксидных связующих, модифицированных каменноугольной смолой. Комплексные исследования показали целесообразность такой модификации.

2. Приведены теоретические предпосылки создания эпоксидно-каменноугольных связующих с улучшенными физико-техническими свойствами. Получены количественные зависимости изменения физико-технических свойств эпоксидно-каменноугольных композитов каркасной структуры под воздействием основных структурообразующих факторов. Показано повышение прочности на растяжение при изгибе и снижение модуля упругости эпоксидных композитов при введении каменноугольной смолы. Прочность композитов при сжатии составляет 50-60 МПа, а на растяжение при изгибе - 14-16 МПа.

3. Показано улучшение физико-механических свойств каркасов и каркасных полимербетонов, изготовленных на эпоксидно-каменноугольных связующих. По своим свойствам они предпочтительнее по сравнению с эпоксидными материалами. Методом математического планирования экспериментов установлено, что оптимальное содержание каменноугольной смолы в клее каркаса и пропиточной матрице по показателям модуля упругости составляет соответственно 10 и 5 мае. ч. В этом случае прочностные свойства каркасных полимербетонов практически не изменяются.

4. Получены количественные зависимости изменения прочности эпоксидно-каменноугольных композитов от количественного содержания отвердителя, вида и количества растворителя и наполнителя, дисперсности последнего. Установлено, что лучшими свойствами характеризуются материалы, где в качестве растворителей применялись растворитель 646 и скипидар. Показано также, что лучшими свойствами характеризуются материалы, наполненные известняковыми и кварцевыми порошками малой дисперсности.

5. Методом математического планирования эксперимента путем реализации матрицы в виде латинского куба второго порядка, представляющего собой полный факторный эксперимент 24, установлено, что для эпоксидных матричных композитов наиболее предпочтительно использование бинарного наполнителя, состоящего из смеси порошков кварца и мрамора в соотношении 1:1.

6. Получены количественные зависимости изменения свойств эпоксидно-каменноугольных композитов при выдерживании в воде, водных растворах кислот, щелочей, солей, а также в средах, содержащих лимонную кислоту и перекись водорода, основных продуктов метаболизма микроорганизмов. Показано, что модификация эпоксидного связующего каменноугольной смолой в количестве до 40 % повышает стойкость композитов в растворах кислот почти на 40 %, в растворах едкого натра - более чем на 15 %, а при содержании в связующем

каменноугольной смолы в количестве 10 % водостойкость повышается на 20 % по сравнению с композитами на немодифицированном связующем.

7. Выявлено положительное влияние каменноугольной смолы на биологическое сопротивление эпоксидных композитов. Оптимизированы составы композитов на эпоксидно-каменноугольных связующих по показателю биологического сопротивления. При введении в состав эпоксидных связующих каменноугольной смолы в количестве 10 мае. ч. на 100 мае. ч. обрастаемость материалов при испытании методом 3 снижается на 3 балла. Получены биоцидные составы полимербе-тонов на эпоксидно-каменноугольном связующем с применением фунгицидных добавок. Показано, что введение в состав композитов добавки «Тефлекс» исключает заселение микроорганизмами на строительных конструкций.

9. Исследованы технологические свойства каркасных композитов на уровнях микро- и макроструктуры. Разработана рациональная технология изготовления изделий. Осуществлено опытное промышленное внедрение композитов на объектах ОАО «Ардатовкий светотехнический завод» в г. Ардатове РМ.

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях:

1. Исследование влияния дегтевого вяжущего на физико-технические свойства эпоксидно-дегтевых композитов / И. Э. Кондакова, Л. С. Яушева, В. Г. Свиридюк, А. А. Метальников II Проблемы строительного материаловедения : 1-е Соломат. Чтения: материалы Всерос. науч.-техн. конф. — Саранск, 2002. - С. 140 - 142.

2. Оптимизация состава эпоксидно-дегтевых композитов / И. Э. Кондакова, Л. С. Яушева, В. Т. Ерофеев [и др.] // Современные технологии строительных материалов и конструкций : материалы Всерос. науч.-техн. конф., посвящ. 150-летию со дня рождения акад. В. Г. Шухова. — Саранск, 2003. — С. 378 — 380.

3. Химическое сопротивление эпоксидно-дегтевых композитов / И. Э. Кондакова, Л. С.; Яушева, В. Т. Ерофеев, А. А. Миронов // Актуальные вопросы строительства : материалы междунар. науч.-техн. конф. — Саранск, 2004. — С. 317-325.

4. Влияние природы растворителя на свойства эпоксидно-каменноугольных матричных составов / И. Э. Кондакова, Л. С. Яушева, В. Т. Ерофеев, А. А. Миронов // Актуальные вопросы строительства : материалы Междунар. науч.-техн. конф. - Саранск, 2005. - С. 205 - 207.

5. Влияние природы наполнителя на свойства эпоксидно-каменноугольных композитов / И. Э. Кондакова, Л. С. Яушева, В. Т. Ерофеев, А. А. Миронов // Актуальные вопросы строительства: материалы Междунар. науч.-техн. конф. -Саранск, 2005. - С. 207 - 210.

6. Кондакова, И. Э. Эпоксидно-каменноугольные полимербетоны / И. Э. Кондакова, Л. С. Яушева, А. Д. Богатов, В. Н. Шишкин, В. Т. Ерофеев II Строительные материалы. — 2006. — №6. — С. 34-37.

Подписано в печать 05.06.06. Объем 1,25 п. л. Тираж 100 экз. Заказ № 1190. Типография Издательства Мордовского университета 430000, г. Саранск, ул. Советская, 24

ч

Введение.

1. Структурообразование, свойства, технология изготовления и применение композитов на основе модифицированных полимерных связующих.

1.1. Современное представление о структурообразовании композитов на основе полимерных связующих. д

1.2. Свойства полимерных композитов на основе модифицированных эпоксидных смол.

1.3. Технология изготовления полимербетонов. Композиты каркасной структуры.

1.4. Опыт применения полимерных композитов для ремонта и устройства дорожных покрытий, полов промышленных предприятий и защитных покрытий.

1.5. Выводы.

2. Цель и задачи исследований. Применяемые материалы. Методы исследований.

2.1. Цель и задачи исследований.

2.2. Применяемые материалы.

2.3. Методы исследований.

2.4. Выводы.

3. Основы теории создания композитов каркасной структуры на эпоксиднокаменноугольных связующих.

3.1. Теоретические предпосылки получения эпоксидно-каменноугольных связующих.

3.2. Исследование процессов структурообразования эпоксидных композитов, модифицированных каменноугольной смолой.

3.3. Моделирование физико-технических свойств эпоксидно-каменноугольных композитов от основных структурообразующих факто ров.

3.4. Выводы.

4. Исследование физико-механических свойств эпоксиднокаменноугольных композитов.

4.1. Исследование влияния количественного содержания каменноугольной смолы на физико-механические свойства модифицированных эпоксидных композитов.

4.2. Исследование влияния природы растворителя на свойства эпоксидно-каменноугольных связующих.

-34.3. Оптимизация количественного содержания отвердителя в эпоксидно-каменноугольных связующих.

4.4. Оптимизация составов наполненных эпоксидно-каменноугольных композитов.

4.5. Выводы.

5. Химическое и биологическое сопротивление эпоксидно-каменноугольных связующих.

5.1. Составы связующих для испытаний на химическую и биологиче -скую стойкость.

5.2. Исследование химического сопротивления эпоксидно-каменноугольных связующих.

5.3. Исследование биологического сопротивления эпоксидно-каменноугольных композитов в модельной среде.

5.4. Биологическая стойкость эпоксидно-каменноугольных связующих в стандартной среде микроорганизмов.

5.5. Выводы.

6. Исследование каркасных композитов на основе эпоксидно-каменноугольных связующих.

6.1. Получение каркасов на эпоксидно-каменноугольных связующих.

6.2. Исследование физико-механических свойств каркасных эпоксидно-каменноугольных композитов.

6.3. Долговечность каркасных композитов в условиях воздействия агрессивных сред и циклически действующих температур.

6.4. Истираемость каркасных композитов

6.5. Выводы.

7. Производственное внедрение и экономическая эффективность применения каркасных композитов на эпоксидно-каменноугольных связующих.

7.1. Применение эпоксидно-каменноугольных композитов при устройстве защитных покрытий.

7.2. Экономическая эффективность применения эпоксидно-каменноугольных композитов.

7.3. Выводы. 134 Основные выводы. 135 Список использованной литературы.

Актуальность темы. Создание строительных материалов и изделий, обеспечивающих улучшение физико-механических и эксплуатационных показателей, снижение материалоемкости и трудоемкости их изготовления -важнейшая задача в области строительного материаловедения.

Одним из наиболее приемлемых связующих для изготовления бетонов, позволяющих создавать материалы с повышенными показателями физико-механических свойств и универсальной стойкостью в растворах кислот, щелочей и солей являются эпоксидные связующие. Опыт применения композиционных материалов на эпоксидном связующем в качестве защитных покрытий по бетонным, железобетонным и металлическим поверхностям показал их надежность и достаточно высокую эффективность. Полимерное покрытие, в этом случае, служит для защиты конструкции от различных видов химической агрессии, предание бетону непроницаемости. Однако, несмотря на большое количество работ по этой проблеме, многие вопросы структурообразования, оптимизация составов и технология изготовления остаются недостаточно изученными. К тому же во многих случаях эпоксидные композиты из-за их повышенной хрупкости не могут быть использованы.

Перспективным направлением дальнейшего внедрения покрытий и полов на основе полимербетонов с улучшенными физико-техническими свойствами является использование модифицированных эпоксидных связующих и каркасная технология. Каркасная технология заключается в предварительном создании оптимальных смесей заполнителей и склеивание зерен друг с другом с последующим заполнением пустот полученного каркаса матричной составляющей. Такая технология позволяет получать эффективные композиты с улучшенными эксплуатационными показателями, способствует снижению расхода связующего и трудоемкости изготовления изделий.

Данная работа посвящена разработке технологии получения композиционных строительных материалов каркасной структуры на эпоксидно-каменноугольном связующем, изучению физико-механических свойств материалов на различных уровнях структуры с привлечением ряда теоретических разработок для описания свойств полимерных композитов, учитывающих изменение структуры и свойств полимерной матрицы под влиянием условий получения композитов, наполнителей различной природы, размера и формы частиц, степени их дисперсности.

Цель и задача исследований. Целью данной работы является экспериментально-теоретическое обоснование приемов и методов получения эффективных строительных композитов каркасной структуры на эпоксидно-каменноугольном связующем для устройства антикоррозионных защитных покрытий по строительным конструкциям, полов промышленных предприятий, ремонта автомобильных дорог.

В связи с этим в работе сформулированы следующие задачи: - обосновать эффективность модификации эпоксидных полимербетонов каменноугольными связующими;

- выявить теоретические предпосылки, способствующие созданию каркасных композитов на эпоксидно-каменноугольных связующих, обладающих улучшенными показателями структуры и физико-технических свойств;

- установить основные закономерности структурообразования каркасных композитов на основе эпоксидно-каменноугольных связующих;

- оптимизировать составы матриц, каркасов и каркасных композитов, обладающих улучшенными физико-механическими свойствами;

- разработать составы композитов на эпоксидно-каменноугольных связующих, обладающих повышенной долговечностью в химических и биологических агрессивных средах;

- исследовать технологические свойства каркасных композитов на эпоксидно-каменноугольных связующих на уровнях микро- и макроструктуры;

- разработать рациональную технологию изготовления каркасных композитов на эпоксидно-каменноугольных связующих;

- осуществить внедрение каркасных композитов на эпоксидно-каменноугольных связующих при укладке покрытий полов и антикоррозионной защите строительных конструкций в производственных зданиях.

Научную новизну работы представляют:

- с позиции полиструктурной теории обоснованы принципы формирования эпоксидно-каменноугольных материалов каркасной структуры;

- установлены закономерности структурообразования и технологии изготовления каркасных композитов на уровнях микро- и макроструктуры;

- теоретически и экспериментально обоснованы оптимальные составы композитов для изготовления покрытий и полов, стойких в условиях воздействия химических и биологических агрессивных сред;

- исследовано влияние природы и дисперсности наполнителя, его количественного содержания на структурообразование, прочность и долговечность эпоксидно-каменноугольных композитов;

- разработаны и исследованы.каркасы на различных связующих и заполнителях;

- разработаны технология приготовления и установлены физико-механические свойства композитов каркасной структуры; предложены активные добавки для эпоксидно-каменноугольных композитов, позволяющие повысить их физико-механические свойства, а также долговечность в условиях воздействия химических агрессивных сред и микроорганизмов.

Практическое значение работы заключается в том, что в результате выполненных экспериментальных и теоретических исследований разработана технология изготовления композитов на эпоксидно-каменноугольном связующем и составы пригодные для эксплуатации в условиях воздействия воды, водных растворов кислот, щелочей, солей, минеральных удобрений и микроскопических организмов. Разработаны модифицированные эпоксидно-каменноугольные бетоны каркасной структуры, с повышенной прочностью и трещиностойкостью.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на следующих конференциях: Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы строительного материаловедения. 1-е Соломатовские чтения» (Саранск, 2002); Всероссийской научно-технической конференции «Посвященный 150-летию со дня рождения акад. В.Г. Шухова» (Саранск, 2003); Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные вопросы строительства. 2-е Соломатовские чтения» (Саранск, 2004); Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные вопросы строительства» (Саранск, 2005).

Внедрение результатов работы. Результаты исследований использованы при укладке каркасных полов на объекте ОАО «Ардатовский светотехнический завод» в г. Ардатове РМ. Применение каркасных покрытий в зданиях с агрессивными средами показали их преимущество и перспективность по сравнению с традиционными вариантами. Ожидаемый экономический эффект от внедрения составляет 53,02 руб. на 1 м пола.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, общих выводов и списка использованной литературы. Общий

1. А.С. 214378 СССР, М. кл С 04 25/02. Полимербетонная композиция/ В.И. Соломатов, Я.И. Швидко. - Опубл. в Б.И., 1968, № 11.

2. А.С. 349658 СССР, М. кл С 04 25/02. Способ приготовления полимербетопной смеси / В.И. Соломатов, А.Д. Уаслаков, С. Давыдов, А.Ф.Бируля, В.И. Барбакадзе, Н.К. Юркевич. - Опубл. вБ.И., 1972, .№26.

3. А.С. 694470 СССР, М. кл С 04 25/02. Способ изготовления бетонных изделий / В.И. Соломатов, А.Е. Шейкин, В.И. Клюкин и др. - 2608283/29-33 Заявл. 03.05.78;Опубл. 30.10.79. /Открытия. Изобретения. - 1979. - 40. - с . 83.

4. А.С. 700490 СССР, М. кл С 04 25/00; С 04 В 39/02; В 22 В 13/02. Способ формования строительных изделий / А.В. Нехорошев, В.А. Соколов, В.Н. Мамонтови др.- 2635205/29 - 33; Заявл. 19.06.78; Опубл. 30.11.79. // Открытия. Изобретения. -1979.-44.- с. 94.

5. А.С. 717886 СССР, М. кл С 04 В 25/00. Композиционный материал с направленной структурой / А.В. Нехорошев, В.А. Соколов, В.Н. Мамонтов. В.А.Лобков и др. - Опубл. в Б.И., 1980, Ш 35.

6. А.С. 798074 СССР, М.кл. С 04 25/02. Нолимербетонная смесь / В.И. Соломатов, В.Н. Селяев, В.Т. Ерофеев и др. 2738130/29 - 33; Заявл. 20.03.79;Опубл. 23.01.81. // Открытия. Изобретения. -1981.- 3. - с. 77.

7. Анисимов А.А., Смирнов В.Ф., Фельдман М.С. Биологическая коррозия некоторых полимерных материалов и защита от нее (обзор) // Противокоррозионнаязащита материалов. - Горький. -1983.- с. 26 - 38.

8. Армополимербетон в транспортном строительстве / Нод ред. В.И. Соломатова. - М.: Транспорт. -1979. - 232 с.

9. Ахвердов И.Н. Основы физики бетона. - М.: Стройиздат -1981. - 464 с.

10. Ахвердов И.Н., Скочеляс В.В. Напряженное состояние структуры бетона при одноосном сжатии // Докл. АН БССР. -1974. - Т. 18. - 8. - с. 713 - 716.137- 138 -

11. Ахназарова Л., Кофаров В.В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии. - М.: Высшая школа, 1985. - 327 с.

12. Баженов Ю.М. Бетонополимеры. - М: Стройиздат.-1983.- 472с.

13. Баженов Ю.М., Угинчус Д.А., Улитина Г.А. Бетононолимерные материалы и изделия. Киев: Будивельник. -1978. - 89 с.

14. Беккер Э.Э. Физиология и биохимия грибов. - М: Изд-во Моск. ун-та. - 1988. - 230 с.

15. Белами Л. Инфракрасные спектры сложных молекул. - М: Изд. иностр. лит., 1963. - 590 с.

16. Берг О.Я. Физические основы теории прочности бетона и железобетона. - М.: Стройнздат. -1962. - 96 с.

17. Биоповреждения в строительстве / Ф.М. Иванов, Н. Горшин, Дж. Уайт и др.; под ред. Ф.М. Иванова, СМ. Горшина. - М: Стройиздат, 1984. - 320 с.

18. Бикбаев Р.А. Биологическое сопротивление каркасных композиционных материалов: Автореф. дисс.... канд. техн. наук. - Саранск. -1994. - 34 с.

19. Бобрьшев А.Н., Соломатов В.И., Прошин А.П. Механизм усиления прочности полимерных композитов дисперсным наполнителем // Химия итехнология реакционноспособных олигомеров. Л: 1984. - с. 8 -11 .

20. Венцель Е.С. Теория вероятностей. - М: Наука. - 1969.-576 с.

21. Гордон А., Форд Р. Спутник химика. М.: Мир, 1976. 206.

22. Гринберг СМ., Кальке Д.С, Соломатов Б.И. и др. повышение водос- тойкости фурановых полимербетонов и мастик. - Строительные материалы . -1971. -№ 4. - с. 35.

23. Дорожные пластбетоны. Под ред. Сюньи Г.К. - М: Транспорт.-1976. - 208 с.

24. Евдокимов Ю.А., Колесников В.И., Тетерин А.И. Планирование и анализ экспериментов при решении задач трения и износа. - М.: Наука. -1980. - 228 с.

25. Ерофеев В.Т. Рациональные виды строительных материалов и изделий на основе каркасных бетонов // Вести. Морд, ун-та. 1992. JST» 1. с. 45-49.

26. Ерофеев В.Т. Каркасные строительные композиты: Автореф. дисс. ... докт. техн. наук. - М. -1993. - 51 с.

27. Ерофеев В.Т., Мищенко Н.И., Селяев В.П., Соломатов В.И. Каркасные строительные композиты. Изд-во Морд, ун-та. -1995. - 372 с.138- 139 -

28. Зазимко В.Г. Оптимизация свойств строительных материалов. - М: Транспорт.-1981.- 103 с.

29. Защита от коррозии, старения и биоповреждений машин, оборудования и сооружений: Справочник: в 2т. / Под ред. А.А. Герасимемко - М: Машиностроение,-1987.-688 с.

30. Зубов П.И., Сухарева Л.А., Воронков В.А. Исследование кинетики формирования наполненных полиэфирных покрытий // Лакокрасочные материала иих применение. -1964. - с. 28 - 31.

31. Иващенко Ю.Г., Чуйко А.В., Шаманаева Н.Т. К вопросу упрочнения фурфуролацетонового полимербетона на кварцевых наполнителях //Композиционные материалы и конструкции для сельскохозяйственногостроительства, - Саранск. -1980. - с. 32 - 35.

32. Иващенко Ю.Г., Чуйко А.В. Применение термоактивированных кварцевых песков для фуранового полимербетона // Строительство асфальтобетонныхпокрытий с применением активированных минеральных материалов. - М.: - 1978. -с. 63 - 65.

33. Иноземцев А.А. Сопротивление упруго-вязких материалов. Л.: Стройиздат. -1966.-167 с.

34. Испытания дорожно-строительных материалов. Лабораторный практикум / Учебное пособие для вузов / И.М.Грушко, В.А.Золотарев, Н. Ф. Глущенко и др. -М.: Транспорт. -1985. - 200 с.

35. Казицина Л.А., Куплетская П.Б. Применение УФ-, ИК-, ЯРМ- и МАСС спектроскопии в органической химии. - М: Изд-во Моск. ун-та. -1979. - 238 с.

36. Касимов И.К., Федотов Е.Д. Пропитка цементного камня органическим вяжущими. -Л. : Стройиздат. - Ленингр. отделение. 1981. - 168 с.

37. Кисилев В.А., Лыгин В.И. Инфракрасные спектры поверхностных со- единений и адсорбционных веществ. - М.: Наука. - 1972. - 459 с.

38. Кисина A.M., Куценко В.И. Полимербитумные кровельные и гидрои- золяционные материалы. Л: Стройиздат. Ленинград, отделение. -1983. -133 с.

39. Книппенберг А.К., Соломатов В.И. Исследование и разработка оп- тимальных составов полимербетонов // Применение полимерных смол в бетонных ижелезобетонных конструкциях. - Вильнюс. -1971.-е. 113.139- 140 -

40. Книпенберг Л.К. Факторы, влияющие на структурообразование полимербетонов. - В кн.: Исследования строительных конструкций с применениемполимерных материалов. - Воронеж, изд - во ВГУ, 1975. - с. 3 - 9.

41. Колбановская А.С., Давыдова А.Р., Давыдов К.Н.О механизме старения битумов разной структуры. Докл. АН СССР. Изд-во АН СССР. -1965. - J4«2 - с. 376. 42. Колбановская А.С., Михайлов В.В. Дорожные битумы. М.: Стройиздат. - 1973.-218 с.

43. Корнев А.Д. Зависимость прочности полимербетона на основе ФАМ от состава и структуры // Исследования строительных конструкций с применениемполимерных материалов. - Воронеж: ВНИ. -1980. - с. 106-108.

44. Коршак В.В. Технология пластических масс. М: Химия. - 1985. - 559 с.

45. Кошкин В.Г., Фиговский О.Л., Смокин В.Ф., Небратенко Л.М. Монолитные эпоксидные, полиуретановые и полиэфирные покрытия полов. М: Строиздат.-1975.-121 с.

46. Ксама А.Н., Минько Г.А., Соловьев А.В. Изменение температурных характеристик эпоксидных связующих под действием магнитного поля. - В кн.:Механика композиционных материалов. -1983. - № 3 - с. 544 - 546.

47. Курс низших растений // Нод. ред. М. В. Горленко. - JST».: Высшая школа - 1981.-504 с.

48. Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров. У.: Химия. - 1974.-304 с.

49. Лихолетов О.Д., Уощанский Н.А., Нутляев И.Е. Пофазное формирование структуры полимербетонов // Нрименение полимерных смол в бетонных ижелезобетонных конструкциях. - Вильнюс. - 1971. - с. 113-115.

50. Мастики, полимербетоны и полимерсиликаты. /В.В. Натуроев, И.Е. Нутляев, И.Б. Уварова и др. - М.: Стройиздат. - 1975. - 224 с.

51. Меркин А.П., Горлов Ю.Н., Вильтес Л.Э., Нетроченков Р.Г. Механические свойства пенополимербетонов различного состава и структуры // Бетон ижелезобетон . -1978. - № 11, - с. 16-17.

52. Михайлов Н.В. Упруго-пластические свойства нефтяных битумов // Колл. журнал.-1955.-Mil 7.-с. 119.

53. Михайлов Н.В. Дорожные битумы. М.: Наука.- 1973. - 312 с. 140- M I -SS. Печенный Б.Г.Долговечность битумных и битумоминеральных покрытий,М.: Стройиздат. - 1981. -123 с.

54. Подвальный А.М.Влияние температурных воздействий на долговечность пластбетонов // Бетон и железобетон. -1962. - 7. - с. 306 - 311.

55. Потапов Ю.Б. Свойства и применение фурфуролацетонового пластбетона в антикоррозионных конструкциях. В кн.: Пластмассы встроительстве на железнодорожном транспорте.- Воронеж. -1966. - с. 18-29.

56. Потапов Ю.Б., Соломатов В.И., Корнев А.Д. Полиэфирные полимербетоны.- Воронеж: Изд - во ВГУ. -1993. -171 с.

57. Призмазонов A.M., Швидко Я.И. Эпоксидные компаунды в транспортном строительстве. М.: Транспорт. - 1977. - 119 с.

58. Прошин А.П., Саратовцева Н.Д. Влияние поверхностно-активных веществ на смачиваемость наполнителей полиэфирных смолой // Полимерные строительныематериалы. - Казань. -1980. - с. 29-30.

59. Проштенев П.В. Эмульсионный способ окисления бит умов // Строительные материалы. - 19S6. - № 11. с. 22.

60. Пустыльник И.Е. Статистические методы анализы и обработки наблюдений. - М.: Наука. -1968. - 288 с.

61. Путляев И.Е. Повышение долговечности железобетонных наливных сооружений с применением полимерных и полимерсиликатных материаловпри воздействии кислот: Автореф. дис.... д-ра техн. наук. М., 1976.-46 с.

62. Растворы и бетоны на нецементных вяжущих. В. Шульце, В. Тимер, В.-П. Эттель. Пер. с нем. Под ред. М.М. Сычева. - М.: Стройиздат, 1990 - 240 с.

63. Рудакова А.К. Микробиологическая коррозия полимерных материалов .применяемых в кабельной промышленности // Проблемы биологическихповреждений и обрастаний материалов, изделий и сооружений. - М. - 1972. - с. 32 -34.

64. Руководство по методике испытаний полимербетонов // НИИЖБ. М.: Стройиздат. - 1970. - 22 с.

65. Саканский Ю.Н. Синтетические клеи для сборных мостовых конструкций / /Сб. Применение полимерных смол в бетонных и железобетонных конструкциях -Вильнюс: Изд-во Вильнюсского ИСИ. 1971. - с. 63 - 67.1 4 1- 142 -

66. Селяев В.П., Соломатов В.И., Ерофеев В.Т. Композиционные строительные материалы каркасной структуры. - Саранск. Изд - во Морд, универ. -1993. - 167 с.

67. Сергиенко СР., Таимова Б.А., Талаев Е.И. Высокомолекулярные неуглеводородные соединения нефти. М.: Наука.-1979. - 270 с.

68. Симонов-Емельянов И.Д., Чеботарь A.M. Отверждение олигомеров в присутствии наполнителей // Пластические массы. -1976. - № 11. - с. 41 - 43.

69. Смит А. Прикладная ИК-спектроскопия. М.: Мир, 1980. 280 с.

70. Соколова Ю.А., Готлиб Е.М. Модифицированные эпоксидные клеи и покрытия в строительстве. - М.: Стройиздат. -1990 -178 с.

71. Соломатов В.И. Развитие полиструктурной теории композиционных материалов. / Изв. вузов // Строительство и архитектура. 1985. - JSfo 8 - с. 58 - 64.

72. Соломатов В.И. Полимерцементные бетоны и пластбетоны. М.: Стройиздат.-1967.-182 с.

73. Соломатов В.И. Полиструктурная теория и эффективная технология КСМ // Эффективные технологии композиционных строительных материалов. Ашхабад. -1985.-с. 3-7.

74. Соломатов В.И. Полиструктурная теория композиционных строительных материалов.// Повые композиционные материалы в строительстве. Саратов. - 1981. -с. 5 - 9.

75. Соломатов В.И. Структурообразование, технология и свойства полимербетонов. Диссерт.... докт. техн. наук. - М. -1971. - 345 с.

76. Соломатов В.И. Технология полимербетонов и армополимербетонных изделий. М.: Стройиздат. -1984. - 141 с.

77. Соломатов В. И. Элементы общей теории композиционных строительных материалов // Изв. вузов. Стр - во и архитектура. -1980. - JV» 8. - с. 61 - 70.

78. Соломатов В.И. Эпоксидно-дегтевые связующие для мастик и поли- мербетонов // Техника защиты от коррозии. - 1968. - JV<> 1. - 17-19.

79. Соломатов В.И., Баловнев И.И., Швидко Я.И. Эпоксидно-каменноугольный полимербетон для ремонта бетонных поверхностей аэродромов // Автомобильныедороги -1971. - М 9. - с. 21 - 22.

80. Соломатов В.И., Бобрышев А.Н., Прошин А.П. Кластеры в структуре и 142- 143 -технологии композиционных строительных материалов / Известия вузов //Строительство и архитектура. 1983. - J*^2 4 - с. 56 - 61.

81. Соломатов В.В., Бобрышев А.Н., Прошин А.П. К теории метастабильных состояний в полимерных композитах с дисперсным наполнителем //Композиционные материалы и конструкции для сельского строительства. Саранск.Изд-во Морд, ун-та. 1983. - с. 91-102.

82. Соломатов В.И., Бобрышев А.П., Прошин А.П. О влиянии размерных факторов дисперсного наполнителя на прочность эпоксидных композитов //Механика композиционных материалов. -1982. - JV» 6. - с. 1008 -1013.

83. Соломатов В.И. Бобрышев А.П. Химлер К. Полимерные композиционные материалы в строительстве / Под ред. В.И. Соломатова М.: Стройиздат. - 1988. -312 с.

84. Соломатов В.И. Выровой В.Н. Кластерообразование композиционных строительных материалов//Технологическая механика бетонов. Рига. - 1985. -с. 5-21.

85. Соломатов В.И., Выровой В.Н. Физические особенности формирования структуры композиционных строительных материалов / Изв. вузов. Сер. стр-во иархитектура. -1984. - 8. - с. 59 - 64.

86. Соломатов В.И., Массеев Л.М., Соломатова Т.В. Ускоренный метод определения коэффициента диффузии жидкости в полимерные материалы /Известия вузов//Строительство и архитектура. - 1977.-JVk 3 - с . 147-149.

87. Соломатов В.И., Потапов Ю.Б., Чощшиев К.Ч., Бабаев М.Г. Эффективные композиционные строительные материалы и конструкции. - Ашхабад: Изд-во"Ылым".: 1991.-267 с.

88. Соломатов В.И., Селяев В.П. Химическое сопротивление композиционных строительных материалов. - М,: Стройиздат. -1987. - 264 с.

89. Соломатов В.И., Швидко Я.И. Мастика на эпоксидно-битумном связующем - "Строительные материалы ". -1969. JV» 7, с. 27 - 28.

90. Соломатов В.И. Яхнкн Е.Д., Симонов-Емельянов Л.Г. Оптимальные дисперсность и количество наполнителей для полимербетонов, клеев и мастик /Строительные материалы. -1971. -12. - с. 24.

91. Тихомиров В.Б.Планирование и анализ эксперимента (при проведении исследований в легкой и текстильной промышленности.) - М.: Лег. индустрия. -1974.-263 с.

92. Туркова З.А. Микрофлора материалов на минеральной основе и вероятные механизмы их разрушения // Микология и фитопатология. 1974. Т. 8, вып. 3. с. 219 -226.

93. Угинчус Д.А. Высокопрочный цементный бетон, наполненный полиметилметакрилатом // Повышение эффективности и качества бетона ижелезобетона. - Харьков. -1977. - с. 34 - 36.

94. Хозин В.Г. Усиление эпоксидных полимеров. - Казань: Изд-во ПИК «Дом печати», 2004. - 446 с.

95. Чернин И.З., Смехов Ф.М., Жердев Ю.В.Эпоксидные полимеры и ком- позиции. - М.: Химия. -1982. - 232 с.

96. Чуйко А.В.О воздействии строительных материалов и конструкций на биосферу // Эффективность и коррозионная стойкость сельскохозяйственных зданийи сооружений. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та. 1978. - 238.

97. Чуйко А.В.Повышение биостойкости фуранового полимербетона // Биоповреждения в строительстве. - М.: -1984. - с. 203 - 209.

98. Швидко Я.И., Баловнева И.И., Соломатов В.И. Полимербетоны для ремонта и защиты бетонных покрытий автомобильных дорог и аэродромов.Экспресс-информация. Вып. 3. М: Изд-во ЦБНТИ Минавтодора РСФСР. - 1972. - 25с.

99. Meffert D. KunststoffVerwendung im Strassen - und Erdbau."Strassen und Tiefbau", - 1968.- 22-N 2. S.59-64,106, Xarrington E, The desirability function, -Industr, Quality Control,- 1965,- 21. -N10,-p,494-498,