автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Магнитные герметизирующие эпоксидные композиционные материалы с наполнителями из отходов производств

На правах рукописи

□03490523

ГЛАЗУНОВ Александр Васильевич

МАГНИТНЫЕ ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИЕ ЭПОКСИДНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ С НАПОЛНИТЕЛЯМИ ИЗ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВ

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 8ЯНВ?Д1Г)

Волгоград 2010

003490523

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Липецком государственном техническом университете

Научный руководитель:

доктор технических наук, старший научный сотрудник Бочарников Александр Степанович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Романов Сергей Иванович, ГОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет»

кандидат технических наук Пушкарская Ольга Юрьевна, Волжский институт строительства и технологий (филиал ВолгАСУ)

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Тамбовский

государственный технический университет»

Защита состоится «18 » февраля 2009 г. в 14-00 часов в ауд. Б -203 на заседании диссертационного совета Д' 212.026.04 при ГОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет»

Автореферат разослан «/^»января 2010 г. Ученый секретарь

диссертационного совета ¡//^ Акчурин Т.К.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Важные промышленные и оборонные объекты должны устойчиво функционировать в условиях чрезвычайных ситуаций (ЧС) военного и мирного времени. Для сохранения и защиты в условиях ЧС обслуживающего и работающего персонала, технологического оборудования, техники и других материальных ценностей используются специальные защитные сооружения (ЗС) гражданской обороны и вооруженных сил страны: убежища, противорадиационные укрытия, пункты управления и другие объекты специального строительства

Создание непроницаемого контура герметизации в ограждающих железобетонных конструкциях ЗС является в настоящее время проблематичной задачей, так как в местах пропуска через них металлических изделий входных устройств и инженерных коммуникаций при воздействии температурных и усадочных деформаций возникают значительные дефекты в виде трещин, через которые во внутреннее пространство ЗС может затекать вредная наружная газовая среда с продуктами распада радиоактивных элементов и вредных химических веществ.

Заделка трещин на контакте металл-бетон традиционными способами силикатизации, цементации и смолизации не дает положительного эффекта. Жидкое стекло для этой цели применять нельзя, так как оно ускоряет коррозию металла, цементно-водная суспензия в процессе герметизации расслаивается, а различного рода смолы до их отверждения вытекают из трещин под воздействием собственной тяжести.

Для улучшения качества герметизационных работ и снижения затрат требуются новые материалы и новый нетрадиционный способ заполнения и удержания в трещинах герметизирующих составов до их отверждения. Была выдвинута идея создания магнитных герметизирующих композиционных материалов, которые инъецировались бы в трещины и удерживались там не только избыточным давлением нагнетания, но и каким либо внешним воздействием, например, индукцией локального магнитного поля в случае заполнения герметизирующих материалов ферромагнитным наполнителем.

В связи с вышесказанным, целью работы являлась разработка новых составов магнитных герметизирующих эпоксидных композиционных материалов (МГЭКМ) с ферромагнитным наполнителем (ФН) из отходов промышленных производств для эффективной заделки трещин на поверхности раздела металл-бетон в железобетонных конструкциях сооружений специального строительства под воздействием внешнего локального магнитного поля.

Для достижения цели были определены следующие задачи: - проанализировать отечественный и зарубежный опыт по созданию герметизирующих материалов для заделки трещин и, на основе сделанного анализа, теоретически и экспериментально подтвердить возможность создания эффективных МГЭКМ с ФН из отходов промышленных производств для качественной заделки трещин на поверхности раздела металл-бетон в железобетон-

ных конструкциях сооружений специального строительства под воздействием внешнего локального магнитного поля;

- обосновать оптимальные составы МГЭКМ с ФН из тонкомолотого конвертерного шлака и продуктов обработки металлов абразивными материалами;

- исследовать особенностей структурообразования МГЭКМ с ФН под воздействием внешнего локального магнитного поля;

- произвести оценку реологических свойств, адгезии, прочностных и магнитных характеристик МГЭКМ, изготовленных под воздействием внешнего локального магнитного поля;

- определить оптимальные параметры магнитного поля и давления нагнетания для эффективных составов МГЭКМ;

- разработать технологию герметизации трещин составами МГЭКМ на поверхности раздела металл-бетон в железобетонных конструкциях под воздействием внешнего локального магнитного поля;

-предложить способ оценки качества герметизационных работ при использовании составов МГЭКМ с ФН из отходов промышленных производств.

- произвести оценку технико-экономической эффективности применения МГЭКМ с ФН из отходов промышленных производств для герметизации трещин на поверхности раздела металл-бетон в железобетонных конструкциях сооружений специального строительства.

Научная новизна работы:

- произведен анализ свойств и обоснована возможность использования тонкомолотого конвертерного шлака и продуктов обработки металлов абразивными материалами в качестве ферромагнитного наполнителя с целью создания магнитных герметизирующих эпоксидных композиционных материалов (МГЭКМ) с заданными свойствами;

- установлены оптимальные составы МГЭКМ с ферромагнитным наполнителем из конвертерного.шлака и продуктов обработки металлов абразивными материалами для качественной герметизации трещин на поверхности раздела металл-бетон в железобетонных конструкциях сооружений специального строительства под воздействием внешнего локального магнитного поля;

- отмечена особенность структурообразования МГЭКМ как малонапол-ненного полимерного композиционного материала, в матрице которого толщина пленочной структуры фейзонных оболочек уменьшается за счет сближения частиц наполнителя под воздействием внешнего локального магнитного поля, в результате чего в значительной мере улучшаются прочностные и адгезионные свойства материала;

- определены магнитные свойства материалов: магнитная проницаемость металлов и магнитная восприимчивость составов МГЭКМ при различной степени насыщения эпоксидной матрицы наполнителем и различных значениях индукции внешнего локального магнитного поля;

- разработана методика расчета вязкости неотвержденных смесей МГЭКМ, изготавливаемых под воздействием локального магнитного поля, с

учетом степени насыщения эпоксидной матрицы наполнителем и параметров магнитного поля;

- обоснованы оптимально допустимые значения магнитного насыщения металлов для закладных деталей железобетонных конструкций, установлены их зависимости от толщины металла и индукции внешнего локального магнитного поля;

- установлена явление изменения вязкости неотвержденных магнитных герметизирующих смесей в условиях воздействия на них магнитного поля и предложена методика ее расчета;

- определены оптимальные численные значения параметров магнитного поля, магнитных характеристик МГЭКМ и технологического процесса герметизации трещин (индукции и магнитодвижущей силы магнитного поля, магнитной восприимчивости и давления нагнетания герметизирующих смесей);

- предложена технология герметизации трещин на поверхности раздела металл-бетон составами МГЭКМ с ФН из отходов производств под воздействием внешнего локального магнитного поля;

- разработана методика расчета параметров нагнетания и предложен способ оценки качества герметизационных работ составами МГЭКМ по коэффициенту воздухопроницаемости в процессе организации фильтрации воздуха через места герметизации трещин в ограждающей железобетонной конструкции при создании перепада давления на ее внутренней и наружной поверхностях..

Практическая значимость работы заключается в использовании научных результатов диссертации в решении прикладных задач, связанных с разработкой нормативной, проектной и технической документации для организации работ по обеспечению требуемой степени герметичности специальных защитных сооружений; в практическом применении в специальном и промышленном строительстве предложенных составов МГЭКМ и технологии герметизации трещин на поверхностях раздела металл-бетон под воздействием внешнего локального магнитного поля для улучшения качества герметизационных работ и снижения затрат на их выполнение.

Внедрение результатов диссертационной работы осуществлено в следующем виде: герметизация трещин по поверхностям раздела металл-бетон металлического обрамления дверного полотна герметической двери в помещении резервной электростанции убежища ГО ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат» (ОАО НЛМК); заделка швов (11088 пм) при устройстве плиточных полов в электропомещении и помещении газоотводящих трактов КЦ-1 ОАО НЛМК (1400 м2); использование результатов диссертационной работы в учебном процессе при изучении дисциплин «Строительные материалы» и «Безопасность жизнедеятельности.

Достоверность и обоснованность результатов и выводов диссертационной работы подтверждены: корректностью постановки теоретических задач, принятых допущений, достаточным объемом исходных данных и результатов исследований; удовлетворительной сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, а также успешным использованием составов МГЭКМ и технологии герметизации трещин указанными составами под

воздействием внешнего локального магнитного поля на объектах специального строительства ОАО НЛМК.

На защиту выносятся:

- теоретическое и экспериментальное обоснование механизма влияния степени наполнения и параметров внешнего локального магнитного поля на структурообразование, прочностные и технологические свойства составов МГЭКМ;

- математическая модель напряженного состояния двухэлементной системы «частица наполнителя - граничный слой пленочной структуры эпоксидной матрицы», позволяющая анализировать процесс структурообразования МГЭКМ, определять величины внутренних напряжений в структурных элементах и прогнозировать характер изменения прочности МГЭКМ в процессе насыщения эпоксидной матрицы наполнителем;

- оптимальные составы МГЭКМ с наполнителем из отходов производств (тонкомолотый конвертерный шлак и продукты обточки стали на электрокорунде) и технологию герметизации трещин на поверхности раздела металл-бетон в железобетонных конструкциях под воздействием внешнего локального магнитного поля;

- результаты оценки магнитных свойств материалов: степени магнитной проницаемости металлов и магнитной восприимчивости составов МГЭКМ при воздействии на них параметров внешнего локального магнитного поля;

- методика расчета параметров нагнетания и способ оценки качества гер-метизационных работ по коэффициенту воздухопроницаемости загерметизированных мест на основе предельно-допустимых объемов фильтрации воздуха через них, определенных экспериментальными исследованиями;

- результаты исследований зависимости основных прочностных и технологических свойств МГЭКМ от степени насыщения, геометрических размеров наполнителя и параметров внешнего локального магнитного поля.

Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на Всероссийской научно-технической конференции «Социально-экономические и технологические проблемы развития строительного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства региона» (г.Волгоград - г.Михайловка, 2006 г.), на научно-практической конференции «Эффективные конструкции, материалы и технологии в строительстве и архитектуре», посвященной 50-летию Липецкого государственного технического университета (г.Липецк, 2006 г.), на международном конгрессе «Наука и инновации в строительстве. БШ-2008»(г.Воронеж, 2008 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано в 6 печатных работах, в том числе одна работа в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных результатов и выводов. Объем диссертации содержит 197 страниц машинописного текста, включая 50 таблицу и 63 рисунка, а также

список литературы из 105 наименований. Кроме того, в диссертацию включено приложение на 3 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обосновывается актуальность, научная новизна и практическая значимость диссертационной работы. Сформулированы цель и задачи исследований, а также основные положения, которые выносятся на защиту.

В первой главе на основе анализа литературных источников произведен обзор составов и свойств герметизирующих материалов. Определены проблемы традиционных способов заделки трещин в железобетонных ограждающих конструкциях ЗС на контакте металл-бетон способами цементации, силикатизации и смолизации. Рассмотрены принципы структурообразования и свойства полимерных композиционных материалов на эпоксидной основе, как предполагаемых объектов исследования для создания эффективных магнитных герметизирующих материалов. Произведена предварительная оценка целесообразности использования в качестве наполнителя эпоксидной матрицы таких отходов производств, как тонкомолотый конвертерный шлак и продукты обработки металлов на наждачном круге электрокорундовыми материалами.

На основе научных разработок отечественных и зарубежных ученых: Баженова Ю.М., Бобрышева А.Н., Болотских Н.С., Бочарникова A.C., Боровской С.Н., Глебова А.Р., Деева И.С., Демьяновой B.C., Заварова В.А., Зайцева Ю.С., Калашникова В.И., Комохова П.Г., Корнеева А.Д., Крока Р., Ландау Л.Д., Липатова Ю.С., Литвинова И.М., Ли X., Лосье А., Макридина Н.И., Малиновского М.С., Огороднева Б.Е., Перцева В.Т., Прошина А.П., Симакиной Г.Н., Слободкина Д.О., Соломатова В.И., Смирнова А.П., Федосова C.B., Фрейдина A.C., Френкеля Я.И., Чернышева Е.М., Шкловского Б.И., Шмитько Е.И., Штауфер Д. и др. выдвинута идея создания магнитных герметизирующих композиционных материалов на эпоксидной основе с ферромагнитным наполнителем из отходов производств в виде тонкомолотого конвертерного шлака и продуктов обточки стали, которые инъецировались бы в трещины и удерживались там не только избыточным давлением нагнетания, но и внешним воздействием локального магнитного поля.

Во второй главе представлены методики экспериментальных исследований и исходные компоненты для создания магнитных герметизирующих эпоксидных композиционных материалов (МГЭКМ) с ферромагнитным наполнителем из отходов производств.

В качестве матрицы МГЭКМ использовалась эпоксидно-диановая смола марки ЭД-20 (ГОСТ 10587-84, ТУ 07510508.90-94), отверждаемая полиэтилен-полиамином (ПЭПА, ТУ 2413-357-00203447-99), изготавливаемая предприятиями: ОАО «Котовский лакокрасочный завод» (г. Котовск Тамбовской области) и ООО «ТД «Свердлов» г. Дзержинск, Нижегородской области. В качестве наполнителей эпоксидной матрицы исследовались продукты обточки стали на наждачном круге абразивными материалами и тонкомолотый конвертерный шлак из отвалов ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат».

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований свойств наполнителей эпоксидной матрицы МГЭКМ, рассмотрены особенности структурообразования МГЭКМ под воздействием внешнего локального магнитного поля (ВЛМП), произведена оценка прочностных свойств МГЭКМ по результатам математического эксперимента 2 , исследовано влияние параметров магнитного поля на вязкость, адгезию и прочность МГЭКМ, предложена научная концепция обоснования причины характера изменения прочностных свойств МГКМ с экстремальными минимальными и максимальными значениями в процессе насыщения матрицы наполнителем.

Учитывая, что в настоящее время в отвалах металлургических предприятий страны скопилось более 500 млн. тонн шлаковых отходов, в качестве основного наполнителя эпоксидной матрицы исследовался тонкомолотый конвертерный шлак.

Петрографический и рентгеновский анализы показали, что минералогический состав конвертерного шлака ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат» (ОАО НЛМК) достаточно сложен. Он включает: алит (35 ... 55 %), белит (5 ... 12 %), браунмеллирит (7 ... 25 %), магнетит (9 ... 15 %), КО - фазу (1 ... 5 %), железо (2 ... 5 %) и промежуточную фазу (8 ... 15 %). В процессе экспериментальных исследований были определены следующие физико-механические свойства конвертерного шлака: истинная плотность (3471 ... 3565 кг/м3), насыпная плотность (1641 ... 1692 кг/м3), пустотность (47,5 ... 50,9 %), пористость (4,5 ... 10,2 %) и дробимость (6,8 ... 18,2 %).

По химическому составу конвертерный шлак ОАО НЛМК состоит из оксидов, процентное содержание которых колеблется в довольно широких пределах: РеО - 8,0...21,1; БЮг - 12,7.-17,0; СаО - 48,0...54,2; МвО -1,9...10,6; А1203 - Г,7...6,3; МпО - 2,6...4,6; Б - 0,10,..0,19; р - 0,06...0,94. Модули основности и активности конвертерного шлака имеют, соответственно, следующие значения: 2,5 ... 3,9 и 0,06 ... 0,94.

Характеристики зернового состава конвертерного шлака ОАО НЛМК приведены в табл. .1. . . .

Таблица 1

Зерновой состав конвертерного шлака ОАО НЛМК

Вид шлака Зерновой состав в % ( >ракций, мм

0 ... 10 10 ... 20 20 ... 40 40 ... 70 более 70

Непросеянный 29,4 13,6 19,6 15,2 22,2

С исключении фракций более 70 36,1 14,8 18,2 30,9 -

Для оценки возможности применения конвертерного шлака в качестве наполнителя эпоксидной матрицы МГЭКМ, необходимы были данные о содержании в нем ферромагнитных материалов. Результаты экспериментальных исследований показали, что их содержание в шлаке значи-

тельное (табл. 2).

Таблица 2

_Содержание железа в магнитной части конвертерного шлака

Диаметр Характеристики

сита,мм Частный остаток Содержание Содержание железа в

на сите,% магнитной части, % магнитной части,%

2,5 22,7 17,6 18,1

1,6 13,9 21,1 7,3

1,0 10,1 22,3 6,2

0,4 16,9 26,2 4,2

0,1 21,7 15,9 2,6

Дно 14,7 5,8 0,5

Среднее значение - 18,1 6,5

Анализ полученных экспериментальных данных, часть которых приведена в автореферате, позволил сделать вывод о положительной перспективе применения конвертерного шлака в качестве ферромагнитного наполнителя (ФН) эпоксидной матрицы МГЭКМ на основании следующих заключений: конвертерный шлак можно просеять для отбора более мелких фракций (0 ... 5 и 5 ... 10 мм); в результате большой пустотности и пористости конвертерный шлак хорошо дробится и перемалывается; значительное содержание в конвертерном шлаке магнетита, металлического железа и промежуточной фазы (18 ... 35 %) дают основание считать конвертерный шлак перспективным ферромагнитным наполнителем.

Кроме того, в качестве наполнителя МГЭКМ исследовались продукты обточки стали абразивными материалами. Основные свойства некоторых абразивных материалов приведены в табл. 3.

Таблица 3

Физико-механические свойства абразивных материалов

Материал Свойства

Плотность, кг/м3 Микротвердость, ГПа Прочность, Н Абразивная способность, г Режуща,я, способность г/мин Насыпная плотность, кг/м3

Электрокорунд нормальный 3900 19,2 14,2 0,06 0,036 1780

Электрокорунд белый 3925 20,2 9,6 0,05 0,036 1830

То же, хромтитанистый 3975 21,1 9,9 0,05 - 1850

Электрокорунд цирконевый 4100 23,0 589 0,6 - 2120

Карбид кремния черный 3200 33,8 12,8 0,08 0,057 1430

Карбид кремния зеленый 3200 33,8 12,8 0,09 0,060 1490

За исключением циркониевого электрокорунда у всех абразивных материалов физико-механические свойства примерно одинаковы.

В данной работе было организовано исследование в качестве наполнителя эпоксидной матрицы продуктов обточки стали на электрокорунде нормальном, который получают в электродуговых печах восстановительной плавкой шихты, состоящей из бокситов, углеродистого материала и чугунной стружки. Минералогическая основа материала - корунд А1203 (60%) и гексаалюминат кальция СаО-6 А1 203.

В процессе восстановительных реакций примеси Ре20з, БЮ2, ТЮ2 переходят в ферросплавы, кроме СаО, в результате чего продукты обточки стали на электрокорунде нормальном характеризуются значительным объемом в них железосодержащих веществ (до 40 % и более). Данное свойство оказалось основополагающим для выбора данного материала в качестве объекта исследования.

Результаты экспериментальных исследований позволили сделать следующие утверждения: абразивные материалы широко используются в промышленности для обработки различных металлических изделий;

- количество отходов от процессов заточки инструмента на наждачном круге и шлифования металлических изделий щлифшкуркой и другими средствами значительно, что подтверждается специальными свойствами этих материалов (абразивная и режущая способности карбидов кремния и электрокорундов составляют 0,05 ... 0,6 г и 0,036 ... 0,36 г/мин соответственно); при обработке металлов абразивными материалами образуются отходы в виде тонкодисперсного порошка, в котором кроме оксидов алюминия и кремния, а также сопутствующих элементов присутствуют железосодержащие вещества;

- наличие железосодержащих веществ в отходах от обработки металлов абразивными материалами позволяет сделать вывод о возможности их использования в качестве ферромагнитного наполнителя (ФН) МГЭКМ.

В настоящей работе произведена оценка особенностей структурообразова-ния МГЭКМ под воздействием внешнего локального магнитного поля. Как показали результаты экспериментальных исследований, наполненные составы МГЭКМ, изготавливаемые под воздействием внешнего локального магнитного поля (ВЛМП) с индукцией в пределах 0,01 ... 0,05 Тл характеризуются пленочной структурой, образованной в процессе первичной бифуркации. При этом ФН из тонкомолотого шлака и продуктов обработки стальных изделий абразивными материалами в МГЭКМ выполняет две функции. Во-первых, он упрочняет матрицу как обычный наполнитель в любом полимерном композиционном материале. А во-вторых, он является элементом воздействия параметров ВЛМП на МГЭКМ, в результате чего можно менять его вязкость, увеличивать концентрацию наполнителя в матрице и уменьшать толщину пленочной структуры в процессе формирования в матрице бесконечного кластера.

На рис. 1 приведены результаты экспериментальных исследований зависимости прочностных характеристик МГЭКМ от степени насыщения матрицы

наполнителем и времени воздействия на материал ВЛМП с оптимальным значением индукции магнитного поля В = 0,04 Тл.

Структура граничного слоя полимера, как известно, формируется в стремлении частиц наполнителя снизить свою поверхностную энергию. С учетом энергетики более выгодно, когда граничные (фейзонные) слои отдельных частиц начинают взаимодействовать между собой, образуя кластеры.

Схема образования кластеров изучена достаточно подробно в работах В.И. Соломатова, А.Н. Бобрышева и других ученых. На основе их данных нами была разработана методика оценки процесса структурообразования МГЭКМ под воздействием ВЛМП.

В процессе структурообразования отдельные пленочные сферы с наполнителем взаимодействуют между собой либо в результате непосредственного контакта, либо путем перекрывания сферических оболочек (рис.1 б). При этом соблюдается следующее условие связанных частиц: толщина пленки сферы к0 приблизительно равна разности между диаметрами сферы йс и частицы наполнителя й, а внешний диаметр сферической оболочки й, связан с величиной диаметра частиц наполнителя следующей зависимостью:

£/(=с/+2//0. (1)

При определенной концентрации наполнителя в полимерной матрице формируется каркас, в котором частицы наполнителя чередуются с пленочной фазой или находятся в контакте с друг с другом. При этом возникает смешанный кластер из касающихся и перекрывающихся сфер.

В теории перколяции существуют два решения граничных условий формирования первичного кластера - это протекание по касающимся пересекающимся или по перекрывающимся сферам.

Анализ указанных граничных условий, полученных нами данных, приведенных на рис. 1, характеризуют прочность МГЭКМ в процессе структурообразования материала, соответственно, без воздействия (кривая 1) ив процессе воздействия на него ВЛМП с индукцией В=0,04 Тл (кривые 2,3 и 4).

действии,!—О

0,04 0,08 0,12 0,16 0,20 0,24

■ сс«/объ* му

Рис. 1. Этапы образования пленочной структуры МГЭКМ под воздействием индукции ВЛМП (а) и модель взаимодействия двух частиц наполнителя через фейзонные оболочки (б)

По первому граничному условию формирования первичного кластера критические значения объемной доли ФН в МГЭКМ укр.у и числа сфер пкр. д равны:

- для процесса структурообразования без магнитного поля

6 яс!3

- для процесса структурообразования с магнитным полем поля

УКр1,2'Пкр.,,, ПкрХ2=^1 .

6 л<1?

По второму условию критические значения укр. у и числа сфер пкр. у равны: - для процесса структурообразования без магнитного поля ' vк^)2.; - пкрХ1_ц£_= 0,16 , пкр.2:, = 0% ;

6 яс!>

- для процесса структурообразования с магнитным полем поля

б

Если допустить, что при формировании бесконечного кластера в момент предельного насыщения матрицы ферромагнитным наполнителем (точки А и Б на рис.1а) критические числа сфер по первому и второму граничным условиям равны, то путем совместного решения зависимостей, определяющих число этих сфер с учетом равенства (1), получим формулы для определения толщин пленочных структур составов МГЭКМ, изготавливаемых при отсутствии воздействия внешнего магнитного поля и при его наличии: '

¿0 = 0,05 Й? , (2)

Ъ0= 0,0385 <з?. (3)

Таким образом, при воздействии оптимальной величины индукции локального магнитного поля появляется возможность увеличения степени насыщения полимерной матрицы МГЭКМ частицами наполнителя до критического состояния, то есть до начала вторичной бифуркации и перехода процесса в область метастабильности структуры композита. Объемная концентрация наполнителя в эпоксидной смоле в этом случае увеличивается с 0,16 до 0,20...0,24. Данный эффект отмечается на рис. 1а смещением вправо кривых 2,3 и 4 по отношению к кривой 1.

Указанное явление можно объяснить сближением частиц в кластерных образованиях за счет изменения их энергии взаимодействия под воздействием индукции внешнего локального магнитного поля. В результате чего, для одного и того же количества наполнителя в случае структурообразования МГЭКМ под воздействием магнитного поля требуется меньший объем полимерной матрицы.

Для оценки влияния на прочность МГЭКМ структурообразующих факторов было проведено математическое планирование эксперимента типа 23. В

качестве наполнителя исследовался конвертерный шлак и продукты обточки стали электрокорундом с массовой концентрацией в объеме матрицы 40 и 50 % (фактор X,), отношением железосодержащей части наполнителя к общей его массе 40 и 60 % (фактор Х2) и удельной поверхностью наполнителя 156 и 302 м /кг (фактор Хз).

Нижний и верхние уровни варьирования были определены на основе предварительных испытаний и анализа литературных источников. Причем отношение масс наполнителя и эпоксидной смолы были взяты в таком интервале, в котором прочностные свойства материала возрастают от некоторой минимальной величины до максимальной, а предполагаемая модель имеет вид однородного линейного уравнения.

Были получены уравнения регрессии:

У^.с)=71,29+10,59Х,-1,39Х2+7,75Х3, У|(Я1.с)=85,45+7,70Х|+3,625Х2+5,45Х3 .

(4)

(5)

На рис. 2 приведены экспериментальные и расчетные данные прочностных характеристик исследуемых составов:

а б

1 2 3 4 5 6 7 Номера составов МГЭКМ

О Экспериментальные данные И Расчетные данные

1 2 3 4 5 6 7 8

Номера составов МГЭКМ а Экспериментальные данные в Расчетные данные

Рис.2. Результаты оценки прочности МГЭКМ методом планирования эксперимента типа 23: с наполнителем из продуктов обточки стали (а) и конвертерного шлака(б)

При одинаковых размерах частиц прочностные свойства МГЭКМ с наполнителем из конвертерного шлака несколько выше (рис.З).

в

ОД 0,3 0,4 0,5 0,6

Степень насыщения матрицы наполнителем по массе

^«Напонитель из обточки стали ^»Наполнитель из ишака

* 5 е §

и

2. а

§ о

1 с

СП В

и

2 «

«I

115 110 105 100 95 90 85 80

Степень насыщения матрицы наполнотелем по массе -Наполнитель - обточка I

-Наполнитель - шлак

О

1

Время воздействия магнитного поля,Г,мин. -Индукция магнитного пол! -То же, В=0,025Тл -То же, В= 0,0125Тл

Рис.3. Зависимости прочностных свойств МГЭКМ от степени насыщения (а и б) и времени воздействия внешнего локального магнитного поля (в)

Из трех принятых факторов на прочность МГЭКМ особое влияние оказывают два: концентрация в эпоксидной матрице ферромагнитного наполнителя и его удельная поверхность. Наиболее оптимальными для МГЭКМ с наполнителями из продуктов обточки стали и конвертерного шлака можно считать составы 6 и 8 с концентрацией в эпоксидной матрице обоих типов наполнителя по массе 50%, его удельной поверхностью 302 м2/кг и железосодержащей части в объеме каждого наполнителя, соответственно 40 и 60%.

Оптимальным периодом воздействия внешнего магнитного поля на составы МГЭКМ в процессе их изготовления и нагнетания в трещины является

Рис. 4. Зависимость прочности МГЭКМ от степени насыщения матрицы наполнителем и времени воздействия на материал индукции магнитного поля

Одной из основных характеристик, необходимых для оценки эксплуатационных качеств МГЭКМ, является его адгезия с .металлом и бетоном, так как от указанной характеристики во многом зависит эффективность герметизации трещин в бетоне на контакте с металлическими и бетонными конструкциями.

время, равное 3 минутам (рис.4).

Отношение масс наполнителя и смолы,10 V. То же, 20 %

Время воздействия магнитного поляЛмин.

Оценки адгезии МГЭКМ с другими материалами производилась методом отрыва. Результаты экспериментальных данных по оценке адгезии МГЭКМ методом отрыва приведены рис.5. ^

а ,о.

а

д и I ^ ^ 4 э

Время воздействии магнитною П0;|>1,1,1иин.

)— ИнлуКиия В=0,05 Тл, 01Н0111С нн( мисс нйпол нмтел я и смол ы , тн/тс-20 "/•>" 1— Го же, Н=0,0Я Тл, тн/тс—40 "/о

То же, В—0,025 Тл, тн/тс-20 %

Отношение масс наполнителя и смол ы,т н/т с, %

Рис.5. Зависимость сил сцепления МГЭКМ от параметров магнитного поля и времени его воздействия (а), концентрации наполнителя в матрице (б и в)

В соответствии с данными исследований, приведенными на рис.5 наибольшей адгезией с металлом и бетоном имеют составы МГЭКМ с наполнителем из продуктов обточки стали. Параметры магнитного поля, в случае оптимального времени воздействии (3-х минут), значительно повышают величину сцепления МГЭКМ с материалами. Происходит это за счет улучшения структуры герметизирующих материалов от воздействия внешнего локального магнитного поля (ВЛМП) за счет сближения частиц наполнителя и уменьшения толщины пленочных прослоек матрицы в граничном слое.

Среди других исследуемых свойств МГЭКМ в процессе проводимых экспериментов оценивалась вязкость материала и влияние на нее параметров ВЛМП. Вязкость как технологическая характеристика - важнейшее свойство МГЭКМ. Для нагнетания МГЭКМ в узкие трещины вязкость герметизирующих материалов должна иметь минимальное значение. При отверждении МГЭКМ в больших пустотах и вертикальных трещинах вязкость должна быть значительной. Численные значения вязкости необходимо знать и для правильного подбора состава МГЭКМ.

Предполагаемая версия о том, что параметрами ВЛМП можно регулировать реологические свойства МГЭКМ подтвердилась. На рис.6 приведены данные экспериментальных исследований, обработка которых позволила вывести математическую зависимость данной характеристикой от параметров магнитного поля и степени насыщения эпоксидной матрицы наполнителем:

I/ = 0,004J1/«|-J7o

_ 20 — +500 mr mr

(6)

где В, - численное значения фактической индукции внешнего локального магнитного поля, В0 - пороговое значение индукции (Во = 0,01 Тл).

а б

0,2 0,3

Отношение масс наполнителя [ смолы

)—• Инл)киия магнитного поля,В=0 Тл 1—Та же, 8=0,005 Тл Тоже,В=0,012Тл >— Тож(,В«0,049Тл

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

Отношение маас наполнителя и смолы,%

о—Индукция, В=0,011 Тл о—То же, В=0,02 Тл й— Тоже, В=0,03 Тл •—То же, В=0,04 Тл

Рис. 6. Вязкость МГЭКМ: экспериментальные (а) и расчетные данные (б)

Результаты экспериментальных исследований позволяют нам утверждать следующее..Магнитное поле с величинами индукции в пределах В= 0,005 ... 0,012 Тл повышают вязкость МГЭКМ незначительно (в 1,87 ... 2,35 раза).

Наименьшую вязкость составов МГЭКМ имеют, когда массовая концентрация ферромагнитного наполнителя в эпоксидной смоле не превышает 20 %. Однако такое соотношение указанных структурообразующих компонентов не может быть рекомендовано для МГЭКМ, так как они не обладают при этом максимальной прочностью. Повышение вязкости составов МГЭКМ (в 1,23 ... 1,27 раза) начинает происходит уже при соотношении масс ферромагнитного наполнителя и смолы шн/ тс=10% практически при всех параметрах магнитного поля (см. рис. 6). Наибольшую же величину вязкости 0/ = 154,39 Па-с) имеет состав МГЭКМ с тн/ тс =40% при максимальном значении индукции магнитного поля В=0,049 Тл.

В четвертой главе отображены результаты экспериментальных исследований магнитных свойств материалов при воздействии на них параметров внешнего локального магнитного поля с источниками из электромагнитов и пластинчатых оксидно-бариевых магнитов.

При этом нами определены численные значения магнитной восприимчивости составов МГЭКМ и магнитодвижущей силы, действующей на эти составы, исследована мащитная проницаемости металлов, используемых в специальном строительстве в качестве конструкций входных устройств и вводов инженерных коммуникаций.

На основе метода Квинке был сделан вывод формулы для определения параметров магнитодвижущей силы Р:

F = i^WЛtf21 (7)

где магнитная постоянная; ^-объемная магнитная восприимчивость МГЭКМ, м3 /м3; А - площадь сечения трещины, м2; Н - напряженность ВЛМП, А/м.

В табл. 4 и 5 приведены основные данные экспериментальных исследований магнитной восприимчивости и других магнитных свойств МГЭКМ

В пятой главе приводятся рекомендации по технологии герметизации трещин в железобетонных конструкциях на контакте с металлическими изделиями входных устройств и инженерных коммуникаций составами МГЭКМ под воздействием ВЛМП, технико-экономическая эффективность использования МГЭКМ.

Кроме того в этой же главе предлагается метод оценки качества герметизационных работ по допустимой степени воздухопроницаемости мест герметизации при создании избыточного давления воздуха с одной стороны ограждающей конструкции защитного сооружения. Для реализации предложенного метода оценки качества герметизационных работ на контакте металл-бетон определены значения предельно-допустимых объемов фильтрации воздуха на контактах металл-бетон через железобетонные толщи конструкций разных толщин.

Таблица 4

Магнитные свойства МГЭКМ с наполнителями из отходов

производства при соотношении масс наполнителя и смолы 40%

Свойства Ферромагнитный наполнитель

Конверторный шлак Продукты обточки стали

1 2 3

Магнитная индукция поля, В, Тл 0,00162 0,00162

Напряженность магнитного поля, А/м 12858 12858 '

Плотность МГЭКМ, р, кг/м3 1491 1491

Объемная магнитная восприимчивость,^ м3/ м3 778,8 1853,6

Удельная магнитная восприимчивость, Ха > м3/,кг 0,522 1,243

Средний размер частиц наполнителя,ё„, м 5,95-Ю-6 16,91 Ч 0"й

Продолжение таблицы 4

- 1 2 3

Расстояние между центрами частиц наполнителя, R, м 6,28-10"6 17,84-106

Экстремальная объемная концентрации, <р (см. глава 3) 0,16 0,16

Намагниченность при экстремальной объемной концентрации МГЭКМ, J=3cH, А/м МО' 2,38-10'

Намагниченность дисперсного наполнителя при экстремальной объемной концентрации МГЭКМ, J„=J/(p, А/м 6,25-10' 14,875-10'

Среднее значение объема частицы наполнителя, Vj, mj одыо-'5 2,50-Ю"'5

Магнитный момент частицы наполнителя, т,= JM. V,, А-м2 0,69-10"8 37,19-10"8

Эффективная объемная концентрация наполнителя, 6 , S = — ;R - расстояние между центрами сфериче-S! Г ских частиц, м; R = 2r + ho; ho - усредненное расстояние между поверхностями частиц, г - радиус частиц наполнителя

0,64 0,64

Эффективная намагниченность МГЭКМ, J3=<p э JH, А/м 4-10' 9,52-10'

Эффективный диаметр частиц наполнителя, ^ _ Л ■ , м ' \ 6,9-10"6 19,53-10"6

Проверка фильтрации воздуха для оценки качества герметизационных работ организуется путем создании внутри сооружения избыточного давления (подпора) или разряжения воздуха с помощью вентиляционной системы с оценкой фактического количества воздуха фильтрующего через ограждающие конструкции за конкретный период времени. Оценка качества герметичности производится путем сравнения фактических утечек воздуха с предельно-допустимыми по нормам, разработанным в 26 ЦНИИ МО.

Для герметизационных работ в металлические конструкции обводов дверных устройств или фланцы вводов инженерных коммуникаций устанавливают штуцеры, через которые последовательно в трещины вводят герметизирующий материал. Нагнетание составов МГЭКМ производят снизу вверх по периметру обвода или фланца. Процесс нагнетаний МГЭКМ в штуцер продолжается до тех пор пока из смежного верхнего штуцера не станет вытекать нагнетаемая смесь.

Герметизацию трещин на контакте металл-бетон составами МГЭКМ целесообразно производить двумя импульсами по 30 сек. при начальном рекомендуемом давлении 200 кПа, а остальное время при рекомендуемом конечном значении давления, рассчитанном по предлагаемой нами методике. Если на втором этапе давление в инъекторе не поднимается в течение 15 мин, следует создать повторный импульсный скачок давления до появления герметизирующей смеси в выше расположенном штуцере.

Таблица 5

Магнитодвижущая сила и давление нагнетания МГЭКМ с наполнителем из продуктов обточки стали абразивными материалами при воздействии индукции ВЛМП В=0,0162, 0,0323 и 0,0485 Тл

Но- Отно- Плот- Магнитная Магнитодвижущая сила, Б, Н при Давление нагнетания МГЭКМ, кПа

мер шение ность, восприим- ширине раскрытия трещин в мм: (¡V 1с=— при ширине раскрытия трещин в мм:

сос- т„/тс, р,кг/м3 чивость,& 0,5 1,0 1,5 2,0 ей кР 0,5 . 1,0 1,5 2,0

тава % м3/м3'10*3

МГК

21,42 42,85 64,27 85,69 169,45 170,44 170,75 170,90

1 10 1328 1,651 42,85 85,69 128,54 171,39 0,239 170,44 170,90 171,07 171,15

64,27 128,54 192,81 257,08 170,75 171,07 171,17 171,23

2 - 20 1385 1,721 22,33 44,66 67,00 89,33 176,65 177,64 178,00 178,16

44,66 89,33 133,99 178,66 0,249 177,64 178,16 178,32 178,41

67,00 133,99 200,99 267,98 0,00018 178,00 178,32 178,44 178,49

23,21 46,43 69,64 92,86 183,61 . 184,68 185,02 185,20

3 30 1439 1,789 46,43 92,86 ' 139,28 185,71 0,259 184,68 185,20 185,36 185,45

69,64 139,28 208,93 278,57 185,02 185,36 185,48 185,54

24,06 48,12 72,17 96,23 190,34 191,41 191,74 191,92

4 40 1491 . 1,854 48,12 96,23 144,34 192,46 0,268 191,41 191,92 192,11 192,19

72,17 144,34 216,52 288,69 191,74 192,11 192,22 192,28

Показатели технико-экономической эффективности применения МГЭКМ под воздействием внешнего локального магнитного поля приведены в табл. 6. Значения предельно-допустимых объемов утечек воздуха через ограждающие конструкции в местах контакта металл-бетон приведены в табл. 7.

Приведенные результаты дают основания утверждать о целесообразности применения составов МГЭКМ для герметизации трещин на поверхностях раздела металл-бетона в ограждающих конструкциях защитных сооружений

Таблица 6

Результаты расчета экономической эффективности вариантов

Показатели Условные обозначения в формуле Единицы измерения Затраты по вариантам для составов МГЭКМ с наполнителями:

из продуктов обточки стали из тонкомолотого конвертерного шлака

Варианты:

№1 №2 №1 №2

Себестоимость работ С,;С2 Р- 1587343 1452348 1632847 1499843

Капитальные вложения К,;К2 Р- 1635 3202 1635 3202

Нормативный коэффициент эффективности Е„ - 0,15 0,15

Объем V м3 1 1

Экономический эффект Э Р- 134760 132769

Таблица 7

Предельно-допустимые значения воздухопроницаемости мест контакта металл-бетон в ограждающих конструкциях специальных сооружений

Элементы ограждающих конструкций специального сооружения мъ Объем фильтруемого воздуха при ч • м ■ даПа толщине ограждающей конструкции в м:

0,1 и менее 0,1...0,2 0,2...0,4 0,4... 0,6 Более 0,6

Защитно-герметические входные устройства (двери и люки); Металлические закладные конструкции воздушных вентиляционных трактов, трубопроводов водо-, газо-,тепло-, электроснабжения и связи З-Ю"3 1.5-10-3 2,5-10"3 1,25-10"3 2-Ю"3 МО-3 1,5 - Ю-3 0,8 -10"3 1-Ю"3 0,5-10"3

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Установлена особенность структурообразования МГЭКМ как малона-полненного полимерного композиционного материала, у которого объемная критическая степень насыщения матрицы ферромагнитным наполнителем повышается под воздействием индукции внешнего локального магнитного поля (В=0,012...0,049 Тл ) с 0,16 до 0,20 ... 0,24, что в значительной мере повышает прочностные и адгезионные свойства материала.

2. Определены оптимальные составы МГЭКМ с ферромагнитным наполнителем из продуктов обработки стали абразивными материалами и конвертерного шлака для изготовления и нагнетания в трещины на контакте металл-бетон под воздействием внешнего локального магнитного поля с содержанием компонентов в массовых частях: эпоксидная смола ЭД-20: отвердитель ПЭПА: наполнитель, соответственно 69,0 : 3,5 : 27,5 и 64,5 : 3,2 : 32,3.

3. Разработана модель напряженного состояния двухэлементной системы «частица наполнителя - граничный слой пленочной структуры эпоксидной матрицы МГЭКМ» вследствие усадки матрицы и воздействия на нее повышенных температур в процессе отверждения, которая позволила определить причины уменьшении прочности МГЭКМ в процессе объемного насыщения матрицы наполнителем от 0 до 0,12 ... 0,16 за счет превышения внутренних растягивающих напряжений, воздействующих на матрицу в процессе ее усадки, над силами сцепления матрицы с поверхностью частицы наполнителя, в результате чего на контактных поверхностях матрицы с частицами наполнителей возникают так называемые псевдопоры и дальнейшего возрастания прочности МГЭКМ при степени наполнении 0,36 ... 0,24 за счет снижения (выравнивания) разности между внутренними растягивающими и сжимающими напряжениями.

4. Получена формула расчета вязкости неотвержденных смесей МГЭКМ, изготавливаемых под воздействием внешнего локального магнитного поля:

5.Определены эффективные граничные параметры индукции внешнего локального магнитного поля и давления нагнетания МГЭКМ в трещины на поверхности раздела металл-бетон (В=0,01 ... 0,05 Тли 170 ...190 кПа).

6. Определены магнитные свойства материалов: степень магнитного насыщения и магнитная проницаемость металлов, а также магнитная восприимчивость МГЭКМ при различных значениях индукции внешнего локального магнитного поля.

7. Разработана методика расчета параметров нагнетания и технология герметизации трещин на контакте металл-бетон составами МГЭКМ с ферромагнитными наполнителями из отходов производств под воздействием внешнего локального магнитного поля.

8. Предложен способ оценки качества герметизационных работ по коэффициенту воздухопроницаемости и определены предельно-допустимые объемы фильтрации воздуха мест контакта металл-бетон для конструкций входных уст-

(—)2-20— +500 «„ т„

(8)

ройств и вводов инженерных коммуникаций с толщинами 0,1 ... 0,6 м ( 1,5-10"3

... З-Ю"3 - 0,5-10"3 ... 1- 10'3 ---) для обеспечения требуемой степени

ч-м- даПа

герметичности специальных защитных сооружений.

9. Установлен экономический эффект применения МГЭКМ с ферромагнитным наполнителем из отходов промышленных производств (более 130 тысяч рублей на 1 м3 МГЭКМ).

Публикации с основными результатами диссертационной работы: Публикации в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных ВАК

1. Бочарников, А. С. Магнитные герметизирующие композиции [Текст] / А. С. Бочарников, А. В. Глазунов, А. Д. Корнеев, М. А. Гончарова //Строительные материалы, 2007, №3. - С. 42 - 43.

Публикации в других изданиях

1. Бочарников, А. С. Классификация дисперсно-армированных материалов и место в ней сталефибробетона [Текст] /А. С. Бочарников, А. В. Глазунов, А. Д. Корнеев, О. В. Карасева // «Эффективные конструкции, материалы и технологии в строительстве и архитектуре». Сборник статей научно-практической конференции, посвященной 50-летию Липецкого государственного технического университета. - Липецк: ЛГТУ, 2006. - С. 7 - 12.

2. Бочарников, А. С. Оценка отдельных свойств и характеристик строительных материалов методом прямого сканирования поперечных сечений образцов [Текст] /А. С. Бочарников, А. В. Глазунов, О. В. Карасева // «Социально-экономические и технологические проблемы развития строительного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства региона». Материалы Всероссийской научно - технической конференции.- Волгоград: ВолгГАСУ, 2006. - Часть 1. - С. 56 - 61.

3.Бочарников, А. С. Наполнители для магнитных герметизирующих композиций из отходов производств [Текст] /А. С.Бочарников, А. В. Глазунов, М. А. Гончарова //Вестник центрального регионального отделения Российской академии архитектурных и строительных наук. Выпуск №7. - Воронеж-Липецк: ЛГТУ.- 2008,-С.116- 121.

4. Бочарников, А. С. Магниты для заделки трещин в бетоне на контакте с изделиями из металла магнитными герметизирующими композитами [Текст] / A.C. Бочарников, А.В.Глазунов //«Наука и инновации в строительстве». Материалы международного конгресса.- SIB - 2008. - Том 3,- Воронеж: ВГАСУ, 2008,-С. 102- 105.

5. Бочарников, А. С. Характер изменения прочности полимерного материала на эпоксидной основе в процессе насыщения матрицы наполнителем [Текст] /А. С. Бочарников, А. В. Глазунов, О. В. Карасева // «Социально-экономические и технологические проблемы развития строительного комплекса региона. Наука. Практика. Образование». Материалы III Всероссийской научно - технической конференции.- Волгоград: ВолгГАСУ, 2009. -С. 98 - 101.

Глазунов Александр Васильевич

МАГНИТНЫЕ ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИЕ ЭПОКСИДНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ С НАПОЛНИТЕЛЯМИ ИЗ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 11.01.10. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Гарнитура Times New Roman. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 1. Издательство Липецкого государственного технического университета.

398600 Липецк, ул. Московская, 30. Полиграфическое подразделение. Издательство ЛГТУ. 398600 Липецк, ул.

Московская, 30.

ВВЕДЕНИЕ.

1 ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ В СПЕЦИАЛЬНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ. п

1.1 Анализ причин трещинообразования в железобетонных конструкциях зданий и сооружений.

1.2 Составы и свойства герметизирующих материалов для традиционных способов заделки трещин.

1.3 Перспективы применения магнитных герметизирующих эпоксидных композиционных материалов (МГЭКМ) с наполнителями из отходов производств.

1.3.1 Эпоксидная смола как матрица МГЭКМ с ферромагнитными наполнителями из отходов производств.

1.3.2 Предварительная оценка возможности использования конвертерного шлака в качестве наполнителя для МГЭКМ.

1.3.3 Некоторые утверждения о целесообразности применения в качестве наполнителя МГЭКМ продуктов обточки стали.

1.4 Цель и задачи работы.

2 МАТЕРИАЛЫ, ЛАБОРАТОРНОЕ ОБРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКИ

ЭКСПЕРМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Объекты исследований.

2.2 Методика определения прочности на сжатие и изгиб магнитных герметизирующих эпоксидных композиций.

2.3 Методика определения удельной поверхности и диаметра частиц наполнителя поверхностемером ПМЦ

2.4 Методика оценки адгезии МГЭКМ с металлом и бетоном на отрыв.

2.5 Методика оценки газопроницаемости мест герметизации трещин на поверхности раздела металл-бетон.

2.6 Методика исследования индукции внешнего магнитного поля на поверхности металла.

2.7 Методика исследования магнитной восприимчивости МГЭКМ

2.8 Методика исследования зависимости вязкости МГЭКМ от концентрации наполнителя и параметров магнитного поля

2.9 Математическое планирование эксперимента.

2.10 Методика оценки параметров нагнетания составов МГЭКМ в трещины, моделируемые на специальном устройстве.

2.11 Вывод по главе.

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СВОЙСТВ

ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ И МГЭКМ.

3.1 Результаты дополнительных экспериментальных исследований свойств конвертерного шлака.;.

3.2 Анализ свойств продуктов обточки стали искусственными абразивными материалами.

3.3 Особенности структурообразования МГЭКМ под воздействием внешнего локального магнитного поля.

3.4 Оценка прочностных свойств составов МГЭКМ по результатам планируемого эксперимента.

3.5 Влияние концентрации наполнителя в эпоксидной матрице и параметров магнитного поля на вязкость МГЭКМ

3.6 Влияние степени наполнения, размеров частиц наполнителя и параметров магнитного поля на прочность МГЭКМ.

3.7 Научная концепция обоснования причины характера изменения прочности МГЭКМ в процессе наполнения матрицы.

3.8 Оценка влияния составов и параметров магнитного поля на адгезию МГЭКМ с металлом и бетоном.

3.9 Выводы по главе.

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА

ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МГЭКМ С МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ.

4.1 Цель и задачи экспериментальных исследований магнитных свойств МГЭКМ с наполнителями из отходов производств

4.2 Источники и параметры внешнего локального магнитного поля

4.2.1 Оксидно-бариевые магниты.

4.2.2 Электромагниты как источники внешнего локального магнитного поля.

4.2.3 Результаты экспериментальных исследований индукции магнитного поля на поверхности раздела металл-бетон.

4.3 Обоснование выбора метода исследования магнитной восприимчивости и магнитодвижущей силы МГЭКМ.

4.4 Физическая сущность процесса взаимодействия с внешним магнитным полем МГЭКМ и их магнитные свойства.

4.5 Расчет параметров нагнетания МГЭКМ с учетом их магнитных свойств и магнитодвижущей силы.

4.6 Выводы по главе.

5 ТЕХНИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ

ПРИМЕНИЯ МГЭКМ В СПЕЦИАЛЬНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ. j у

5.1 Технология герметизации трещин составами МГЭКМ.

5.2 Экономическая эффективность герметизации трещин составами МГЭКМ.

5.3 Контроль качества герметизации трещин.

5.4 Выводы по главе.

Актуальность темы. Важные промышленные объекты должны устойчиво функционировать не только в обычном режиме, но и в условиях чрезвычайных ситуаций военного и мирного времени, как при воздействии боевых средств поражения, так и при возникновении аварий и катастроф техногенного характера.

Для решения проблемы устойчивого функционирования промышленных объектов в чрезвычайных ситуациях используют специальные защитные сооружения гражданской обороны: убежища, пункты управления, укрытия резервных источников электроэнергии и другие. Они позволяют в случае воздействия различных поражающих факторов снизить, а в отдельных случаях и полностью исключить людские потери, сохранить в сооружениях технологическое оборудование и инженерные системы.

Создание непроницаемого защитного контура герметизации в ограждающих конструкциях специальных защитных сооружений из железобетона является в настоящее время проблематичной задачей, так как в мелкозернистом бетоне, применяемом для заполнения полостей стыков между сборными изделиями, а также в бетоне на контактах с металлом в местах пропуска через стены и покрытие металлических деталей входных устройств и инженерных коммуникаций при воздействии температурных, осадочных и усадочных деформаций, возникают значительные дефектные образования в виде трещин и пустот, через которые во внутреннее пространство сооружения может затекать вредная наружная газовая среда с продуктами распада радиоактивных элементов и вредных химических веществ.

Заделка трещин на контакте металл-бетон традиционными способами силикатизации и цементации не дает положительного эффекта. Жидкое стекло для этой цели применять нельзя, так как оно ускоряет скорость коррозии. Герметизировать мелкие трещины с их малым сечением способом цементации практически невозможно, так как при их заполнении составами с высоким водоцементным соотношением из них в виде осадка откладывается цемент, закупоривая трещину в устье, в то время как весь остальной объем трещины остается незаполненным. Если производить герметизацию трещин на контакте металл-бетон эпоксидными и другими смолами, то до их отверждения из крупных и вертикальных трещин эти составы вытекают под собственной тяжестью, в результате чего отмечается низкое качество работ и большой расход материалов. Для улучшения качества герметизационных работ и снижения затрат требуются новые материалы и новый нетрадиционный способ заполнения и удержания в трещинах герметизирующих составов до их отверждения. Была выдвинута идея создания магнитных герметизирующих композиционных материалов, которые инъецировались бы в трещины и удерживались там не только избыточным давлением нагнетания, но и каким либо внешним воздействием, например, индукцией локального магнитного поля в случае наполнения герметизирующих материалов ферромагнитным наполнителем.

В связи с вышесказанным, целью работы являлась решение научных и практических проблем по разработке новых составов магнитных герметизирующих эпоксидных композиционных материалов (МГЭКМ) с ферромагнитным наполнителем (ФН) из отходов промышленных производств для эффективной заделки трещин на поверхности раздела металл-бетон в железобетонных конструкциях сооружений специального строительства под воздействием внешнего локального магнитного поля.

Для достижения цели были определены следующие задачи:

1. Проанализировать отечественный и зарубежный опыт по созданию герметизирующих материалов для заделки трещин и, на основе сделанного анализа, теоретически и экспериментально подтвердить возможность создания эффективных МГЭКМ с ФН из отходов промышленных производств для качественной заделки трещин на поверхности раздела металл-бетон в железобетонных конструкциях специальных сооружений под воздействием внешнего локального магнитного поля.

2. Разработать оптимальные составы МГЭКМ с ФН из тонкомолотого конвертерного шлака и продуктов обработки металлов абразивными материалами.

3. Исследовать особенностей структурообразования МГЭКМ с ФН под воздействием внешнего локального магнитного поля.

4. Произвести оценку реологических свойств, адгезии, прочностных и магнитных характеристик МГЭКМ, изготовленных под воздействием внешнего локального магнитного поля.

5.Определить оптимальные параметры магнитного поля и давления нагнетания для эффективных составов МГЭКМ.

6. Разработать технологию герметизации трещин составами МГЭКМ на поверхности раздела металл-бетон в железобетонных конструкциях под воздействием внешнего локального магнитного поля.

7. Разработать способ оценки качества герметизационных работ для составов МГЭКМ с ФН из отходов промышленных производств.

8. Произвести оценку технико-экономической эффективности применения МГЭКМ с ФН из отходов промышленных производств для герметизации трещин на поверхности раздела металл-бетон в железобетонных конструкциях сооружений специального строительства.

В работе над диссертацией автор опирался на научные труды отечественных и зарубежных ученых: Атабекова Г.И., Ахвердова И.Н., Баженова Ю.М., Бессонова JI.A., Биндер К., Бобрышева А.Н., Болотских Н.С., Буданова А.Р., Бочарникова A.C., Боровской С.Н., Глебова А.Р., Деева И.С., Заварова В.А., Зайцева Ю.С., Комохова П.Г., Корнеева А.Д., Крока Р., Ландау Л.Д., Липатова Ю.С., Литвинова И.М., Ли X., Лосье А., Малиновского М.С., Огороднева Б.Е., Пакен A.M., Перцева В.Т., Прошина А.П., Слободкина Д.О., Соломатова В.И.,

Федосова C.B., Фрейдина A.C., Френкеля Я.И., Чернышова Е.М., Шкловского Б.И., Шмитько Е.И., Штауфер Д. и др.

Научная новизна работы:

- теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность использования ферромагнитных наполнителей из отходов производств в виде тонкомолотого конвертерного шлака и продуктов обработки металлов абразивными материалами для создания магнитных герметизирующих эпоксидных композиционных материалов (МГЭКМ) с необходимыми прочностными и технологическими свойствами для качественной герметизации трещин на поверхности раздела металл-бетон в железобетонных конструкциях сооружений специального строительства под воздействием внешнего локального магнитного поля;

- определены оптимальные составы МГЭКМ с ферромагнитным наполнителем из конвертерного шлака и продуктов обработки металлов абразивными материалами для изготовления и нагнетания в трещины под воздействием внешнего локального магнитного поля;

- дополнена и развита теория структурообразования МГЭКМ как мало-наполненного полимерного композиционного материала с более полным предельным насыщением эпоксидной матрицы ферромагнитным наполнителем под воздействием внешнего локального магнитного поля, в процессе ее перехода из объемного состояния в пленочное;

- определены магнитные свойства материалов: магнитная проницаемость металлов и магнитная восприимчивость составов МГЭКМ при различной степени насыщения эпоксидной матрицы наполнителем и различных значениях индукции внешнего локального магнитного поля;

- разработана методика расчета вязкости неотвержденных смесей МГЭКМ, изготавливаемых под воздействием локального магнитного поля, с учетом степени насыщения эпоксидной матрицы наполнителем и параметров магнитного поля;

- определены эффективные граничные параметры внешнего локального магнитного поля и давления нагнетания МГЭКМ в трещины на поверхности раздела металл-бетон в железобетонных конструкциях;

- разработана методика расчета параметров нагнетания и технология герметизации трещин на поверхности раздела металл-бетон составами МГЭКМ с ферромагнитным наполнителем из отходов промышленных производств под воздействием внешнего локального магнитного поля;

- предложен способ оценки качества герметизационных работ составами МГЭКМ по коэффициенту воздухопроницаемости и определены предельно-допустимые объемы фильтрации воздуха мест контакта металл-бетон для ограждающих конструкций входных устройств и вводов инженерных коммуникаций в сооружения с толщинами стен 0,1 . 0,6 м.

Практическая значимость работы заключается в использовании научных результатов диссертации в решении прикладных задач, связанных с разработкой нормативной, проектной и технической документации для организации работ по обеспечению требуемой степени герметичности специальных защитных сооружений; в практическом применении в специальном и промышленном строительстве предложенных составов МГЭКМ и технологии герметизации трещин на поверхностях раздела металл-бетон под воздействием внешнего локального магнитного поля для улучшения качества работ и снижения затрат на их выполнение.

Внедрение результатов диссертационной работы осуществлено в следующем виде.

1 Герметизация трещин по поверхностям раздела металл-бетон металлического обрамления дверного полотна герметической двери в помещении резервной электростанции убежища ГО ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат» (ОАО HJ1MK).

2 Заделка швов (11088 пм) при устройстве плиточных полов в электропомещении и помещении газоотводящих трактов КЦ-1 ОАО HJIMK (1400 м2).

3 В использовании результатов диссертационной работы в учебном процессе при изучении дисциплин «Строительные материалы» и «Безопасность жизнедеятельности».

Достоверность и обоснованность результатов и выводов диссертационной работы подтверждены:

- корректностью постановки теоретических задач, принятых допущений, достаточным объемом исходных данных и результатов исследований;

- удовлетворительной сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований;

- успешным использованием составов МГЭКМ и технологии герметизации трещин указанными составами под воздействием внешнего локального магнитного поля на объектах специального строительства ОАО НЛМК.

Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на Всероссийской научно-технической конференции «Социально-экономические и технологические проблемы развития строительного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства региона» (г.Волгоград г.Михайловка, 2006 г.), на научно-практической конференции «Эффективные конструкции, материалы и технологии в строительстве и архитектуре», посвященной 50-летию Липецкого государственного технического университета (г.Липецк, 2006 г.), на международном конгрессе «Наука и инновации в строительстве.- 81В-2008» (г.Воронеж, 2008 г.).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 6 печатных работ, из них одна работа в издании из перечня, определенного ВАК.

Основные результаты, выносимые на защиту:

- теоретическое и экспериментальное обоснование механизма влияния степени наполнения и параметров внешнего локального магнитного поля на структурообразование, прочностные и технологические свойства составов МГЭКМ;

- математическая модель напряженного состояния двухэлементной системы «частица наполнителя - граничный слой пленочной структуры эпоксидной матрицы», позволяющая анализировать процесс структурообразования МГЭКМ, определять величины внутренних напряжений в структурных элементах и прогнозировать характер изменения прочности МГЭКМ в процессе насыщения эпоксидной матрицы наполнителем;

- оптимальные составы МГЭКМ с наполнителем из отходов производств (тонкомолотый конвертерный шлак и продукты обточки стали на электрокорунде) и технологию герметизации трещин на поверхности раздела металл-бетон в железобетонных конструкциях под воздействием внешнего локального магнитного поля;

- результаты оценки магнитных свойств материалов: степени магнитной проницаемости металлов и магнитной восприимчивости составов МГЭКМ при воздействии на них параметров внешнего локального магнитного поля;

- методика расчета параметров нагнетания и способ оценки качества герметизационных работ по коэффициенту воздухопроницаемости загерметизированных мест на основе предельно-допустимых объемов фильтрации воздуха через них, определенных экспериментальными исследованиями;

- результаты исследований зависимости основных прочностных и технологических свойств МГЭКМ от степени насыщения, геометрических размеров наполнителя и параметров внешнего локального магнитного поля.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, основных выводов. Общий объем диссертации составляет 194 страницу машинописного текста, включая 50 таблиц, 63 рисунка, а также списка литературы из 105 наименований. Кроме того, в диссертацию включено приложение с актами внедрения на 3 страницах.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Установлена особенность структурообразования МГЭКМ как малона-полненного полимерного композиционного материала, у которого объемная критическая степень насыщения матрицы ферромагнитным наполнителем повышается под воздействием индукции внешнего локального магнитного поля (В=0,012.0,049 Тл ) с 0,16 до 0,20 . 0,24, что в значительной мере улучшает прочностные и адгезионные свойства материала.

2. Определены оптимальные составы МГЭКМ с ферромагнитным наполнителем из продуктов обработки стали абразивными материалами и конвертерного шлака для изготовления и нагнетания в трещины на контакте металл-бетон под воздействием внешнего локального магнитного поля с содержанием компонентов в массовых частях: эпоксидная смола ЭД-20: отверди-тель ПЭПА: наполнитель, соответственно 69,0 : 3,5 : 27,5 -и 64,5 : 3,2 : 32,3.

3. Разработана модель напряженного состояния двухэлементной системы «частица' наполнителя - граничный слой пленочной структуры эпоксидной матрицы МГЭКМ» вследствие усадки матрицы и воздействия на нее повышенных температур в процессе отверждения, которая позволила:

- получить формулы для определения внутренних напряжений сжатия частиц наполнителя и растяжения пленочной структуры эпоксидной матрицы МГЭКМ:

9)

Н I' ам=Ем-8(\-ку); (10)

- определить причины уменьшении прочности МГЭКМ в процессе объемного насыщения матрицы наполнителем от 0 до 0,12 . 0,16 за счет превышения внутренних растягивающих напряжений, воздействующих на матрицу в процессе ее усадки, над силами сцепления матрицы с поверхностью частицы наполнителя, в результате чего на контактных поверхностях матрицы с частицами наполнителей возникают так называемые псевдопоры и дальнейшего возрастания прочности МГЭКМ при степени наполнении 0,16 . 0,24 за счет снижения (выравнивания) разности между внутренними растягивающими и сжимающими напряжениями.

4. Получена формула расчета вязкости неотвержденных смесей МГЭКМ, изготавливаемых под воздействием внешнего локального магнитного поля:

5.Определены эффективные граничные параметры индукции внешнего локального магнитного поля и давления нагнетания МГЭКМ в трещины на поверхности раздела металл-бетон (В=0,01 . 0,05 Тл и 170 . 190 кПа).

6. Определены магнитные свойства материалов: степень магнитного насыщения и магнитная проницаемость металлов, а также магнитная восприимчивость МГЭКМ при различных значениях индукции внешнего локального магнитного поля.

7. Разработана методика расчета параметров нагнетания и технология герметизации трещин на контакте металл-бетон составами МГЭКМ с ферромагнитными наполнителями из отходов производств под воздействием внешнего локального магнитного поля.

8. Предложен способ оценки качества герметизационных работ по коэффициенту воздухопроницаемости и определены предельно-допустимые объемы фильтрации воздуха мест контакта металл-бетон для конструкций входных устройств и вводов инженерных коммуникаций с толщинами 0,1 . 0,6 м ( степени герметичности специальных защитных сооружений.

9. Установлен экономический эффект применения МГЭКМ с ферромагнитным наполнителем из отходов промышленных производств (более 130 тысяч рублей на 1 м3 МГЭКМ).

И)

1,5-10"3 . З-Ю"3 - 0,5-10"3 . 1- 10 г3 м ч-м- даПа для обеспечения требуемой

1. Буланенков, С. А. Защита населения и территорий от чрезвычайных ситуаций Текст. / С. А. Буланенков, С. И. Воронов, П. П. Губченко [и др.]. Под общ. ред. М. И. Фалеева. Калуга: ГУП «Облиздат», 2001. - 480 с.

2. Бочарников, А. С. Дисперсно-армированные композиционные материалы на основе цементных вяжущих для конструкций защитных сооружений Текст.: Монография / А. С. Бочарников// В надзаг. РААСН, Центральное отделение. Липецк: ЛГТУ, 2004. - 261 с.

3. Бочарников, А. С. Оценка возможности применения сталефибробето-на в качестве материала для конструкций защитных сооружений Текст. /А. С. Бочарников// Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2005, № 6.- С. 28-29.

4. ВСН 166-91/МО СССР. Инструкция по технологии герметизации ограждающих конструкций специальных сооружений Текст. / А. С. Бочарников, В. Н. Нехаевский, А. П. Смирнов [и др.]. М., 1992. - 69 с. В надзаг. Министерство обороны СССР.

5. СНиП П-11-77. Защитные сооружения гражданской обороны Текст.: Нормы проектированиям. М.: Стройиздат, 1978.

6. Каммерер, Ю. Ю. Защитные сооружения гражданской обороны: Устройство и эксплуатация Текст.: Учебное пособие/ Ю. Ю. Каммерер, А. К. Кутырев, А. Е. Харкевич. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 232 с.

7. Герметизация сооружений Текст.: Справочное пособие. Под общ. ред. А. П. Смирнова. М.: Военное издательство Министерства обороны СССР, 1979.- 168 с.

8. Экспресс-отчет по результатам испытания натурного фрагмента убежища (проект Т 785/А-111-300-84) Текст. / В. И. Бибанов, В. М. Казари-нов, А. М. Денисов, А. С. Бочарников [и др.]. - Л.: Войсковая часть 13073, 1985, инв. № 16005.

9. Огороднев, Б. Е. Заделка трещин в железобетонных конструкциях методом инъекции водоцементных смесей и полимерных смол Текст.:Автореф. дис. . канд. техн. наук / Б. Е. Огороднев Свердловск, 1966.- 18 с.

10. Федорчук, В. К. Усадка и ползучесть высокопрочных бетонов и их влияние на. потери преднапряжения и трещиностойкость центрально-обжатых железобетонных элементов Текст.: Автореф. дис. . канд. техн. наук / В. К. Федорчук. Днепропетровск, 1978.

11. Досье, А. Недостатки железобетона и их устранение Текст. / А. Досье // Пер. с фран. М.: Госстройиздат, 1980.

12. Литвинов, И. М. Усиление и восстановление железобетонных конструкций Текст. / И. М. Литвинов. М.: Стройиздат, 1942.

13. Болотских, Н. С. Борьба с подземными водами Текст./ Н. С. Болот-ских, Д. О. Слободкин. Киев: "Техника", 1982. - 154 с.

14. A.c. № 850805 (СССР). Инъектор для нагнетания раствора в скважины строительных конструкций Текст. / М. Д. Бойко, В. А. Заваров. -1981.

15. A.c. № 857377 (СССР). Способ заделки трещин в бетонных ограждающих конструкциях Текст. / М. Д. Бойко, В. А. Заваров. — 1981.

16. A.c. № 870729 (СССР). Способ заделки трещин в металлической гидроизоляции Текст. / М. Д. Бойко, В. А. Заваров, Е. А. Вольский. — 1981.

17. A.c. № 1006657 (СССР). Способ цементации бетонных конструкций Текст. / М. Д. Бойко, В. А. Заваров. 1981.

18. A.c. № 1074979 (СССР). Способ заделки трещин в бетонных конструкциях Текст. / В. А. Заваров, М. М. Смирнов. 1983.

19. A.c. № 1138457 (СССР). Инъектор для нагнетания растворов с магнитными свойствами в скважины строительных конструкций Текст.- 1984

20. A.c. № 1257192 (СССР). Способ заделки трещин в металлической гидроизоляции Текст. / В. А. Заваров. — 1985.

21. A.c. № 1297558 (СССР). Способ заделки волосяных трещин на вертикальных и обратных поверхностях металлоконструкций Текст. / В. А. Заваров. 1986.

22. Бочарников, А. С. Способ герметизации неплотностей мест контакта металл-бетон магнитными составами Текст. / А. С. Бочарников // Материалы X науч.-техн. конф. Л.-.ЛВВИСУ. -1987. - С. 84.

23. A.c. № 250580 (СССР) Текст. / А. С. Бочарников, Г. П. Афоничева // Заявка №3139565. Приоритет изобретения 10 апреля 1986 г. Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений СССР 2 марта 1987 г.

24. Бочарников, А. С. Герметизация зон контакта металл-бетон Текст./ А. С. Бочарников, А. П. Смирнов // Военно-строительный бюллетень. -1987.- № 3.- С.26- 27.

25. Бочарников, А. С. Герметизация неплотностей в стыках металл-бетон

26. Текст. / А. С. Бочарников // Вестник ЛГТУ-ЛЭГИ.- 1999.- №2.- С.42-45.

27. Бочарников, А. С. Магнитные герметизирующие композиции / Текст. //А.С. Бочарников, А. Д. Корнеев, М. А. Гончарова, А. В. Глазунов // Строительные материалы, 2007, №3.-С.42-43.

28. Современные полимерные материалы. Под редакцией Л. Браутмана и Р. Крока / Перевод с английского Петелиной Г. С, Грибкова В. .Н., Троянова С. И. // Под ред. Светлова И. Л. Издательство «Мир» Москва, 1970, 672с.

29. Лапицкая, Т. В. Эпоксидные материалы / Лапицкая Т. В., Лапицкий В. А. //Композитный мир, М.: 2006, № 4, С16-17.

30. Ли, X. Справочное руководство по эпоксидным смолам / Ли X., Невилл К. Пер. с англ./ Под.ред. Александрова Н. В. М.: Энергия, 1973 - 415 с.

31. Пакен, А. М. Эпоксидные соединения и эпоксидные смолы. Л.: Госхимиздат, 1962.-963 с.

32. Малиновский, М. С. Окиси олефинов и их производные. М. : Гос-химиздат, 1961.-553с.

33. Корнеев, А. Д. Эпоксидные полимербетоны: Монография /А. Д. Корне-ев, Ю. Б. Потапов, В. И. Соломатов. Липецк: ЛГТУ, 2001. - 181 с.

34. Соломатов, В. И. Кластеры в структуре и технологии композиционных строительных материалов Текст. / В. И. Соломатов, А. Н. Бобрышев, А. П. Прошин // Изв. Вузов. Сер. Стр-во и архитектра. 1983. - №4. С. 56-61.

35. Соломатов, В. И. Кластерообразование композиционных строительных материалов /Технологическая механика бетона. Текст. // В. И. Соломатов, В. Н. Выровой-Рига:изд-во РПИ, 1985.

36. Де жен, П. Идеи скейлинга в физике полимеров Текст. / П. Де жен.-М.: Мир, 1982.-367 с.

37. Биндер, К. Исследование неупорядочных систем методом Монте-Карло Текст. / К. Биндер, Д. Штауфер // Методы монте-карло в статической физике. М.: Мир, 1982.- С. 329-368.

38. Шкловский, Б. И. Теория протекания и проводимость сильно неоднородных сред Текст./Б.И. Шкловский, А. Д. Эффорс//УФН.-1975.-Т. 117-№3 — С.401-435.

39. Соломатов, В. И. Развитие полиструктурной теории композиционных строительных материалов Текст. / В.И. Соломатов // Изв. Вузов. Сер. Стр-во и архитектура.- 1985.-№8.- С. 58-64.

40. Соломатов, В. И. О влиянии размерных факторов дисперсного напол-ни-теля на прочность эпоксидных композитов Текст. / В.И. Соломатов, А.Н. Бобрышев, А. П. Прошин//МКМ,- 1982.-№6.-С.1008-1013.

41. Бобрышев, А. Н. Механизм усиления прочности полимерных композитов дисперсным наполнителем Текст. / А. Н. Бобрышев, В. И. Соломатов, А. П. Прошин // Химия и технология рекционноспособных олигомеров.- Л.:ЛТИ, 1984.-С.8-11.

42. Соломатов, В. И. К теории метастабильных состояний в полимерных композитах с дисперсным наполнителем Текст. /В.И. Соломатов, А.Н. Бобрышев, А. П. Прошин // Композиционные материалы и конструкции для сельского строительства Саранск, 1983 - С. 91-102.

43. Mandelbrot, В. В. The fractal geometry of nature Text. N.Y.: Freman, 1983.-480 p.

44. Смирнов, Б. M. Фрактальные кластеры Текст./ Б. М. Смирнов // Успехи физических наук. Т. 149. - Вып. 2. - С. 177 - 219.

45. Чернышов, Е. М. Управление процессами технологии, структурой и свойствами бетонов Текст. / Е. М. Чернышов, Е. И. Шмитько, В. В. Помозков,

46. A. А. Федин, В. Т. Перцев и др..// Под ред. Е. М. Чернышова, Е. И. Шмитько, Воронеж, ВГАСУ.— 2002.- 343 с.

47. Перцев, В. Т. Структура двойного слоя вблизи фрактальной поверхности Текст./В. Т. Перцев, П. А. Головинский // Изв. Вузов. Прикладная нелинейная динамика. — 2000. — Т. 8. № 3. С. 31 — 36.

48. Перцев, В. Т. Управление процессами раннего формования структуры бетонов Текст.: Автореф. дисс. . докт. техн. Наук / В.Т. Перцев. Воронеж. -41 с.

49. Шмитько, Е. И. Управление структурой бетона через влажностный фактор Текст. / Е. И. Шмитько, H.JI. Берлина, В. И. Смотров // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2005. - № 11 -С. 1416.

50. Баском, В. Химия поверхности композитов, подвергнутых воздействию влагиТекст. / Баском В.//Композиционные материалы Т.6. Поверхности раздела в полимерных композитах.- М.: Мир, 1978.- С. 88-118.

51. Липатов, Ю. С. Будущее полимерных композиций.- Киев: Наукова думка, 1984 133с.

52. Соломатов, В. И. Полимерные композиционные материалы в строительстве Текст. / В. И. Соломатов, А. Н. Бобрышев, К. Г. Химмлер // Под ред.

53. B. И. Соломатова.-М.: Стройиздат, 1988. 312 с.

54. Армополимеробетон в транспортном строительстве Текст./В. И. Соломатов, В. И.Клюкин, Л. Ф. Кочнева и др. М.: Транспорт, 1979.- 232 с.

55. Рыбьев, И. А. Строительные материалы на основе вяжущих веществ.-М.: Высшая школа, 1978.- 308 с.

56. Фрейдин, A.C. Прочность и долговечность клеевых соединений Текст./А.С. Фрейдин.- М.: Химия, 1981.- 269 с.

57. Ландау, Л. Д. Статистическая физика Текст./ Л. Д. Ландау, И. М. Лифшиц.- М.: Наука, 1976 .4.1.- 583 с.

58. Эбелинг, В. Образование структур при необратимых процес-сахТекст./ Эбелинг В.- М.: Мир, 1979.- 216 е.

59. Бочарников, А. С. Оценка свойств наполнителей для магнитных герметизирующих композиций Текст.: Сб.научных трудов преподавателей и сотрудников,/А. С. Бочарников, А. В. Глазунов, О. А. Бочарникова. — ЛГТУ. 2007.-С. 119-121.

60. Корнеев, А. Д. Строительные композиционные материалы на основе шлаковых отходов Текст.: Монография/А. Д. Корнеев, М. А. Гончарова, Б. А. Бондарев. Липецк: ЛГТУ, 2002. - 120 с.

61. Гончарова, М. А. Выбор наполнителя в составах мастичных композиций из отходов металлургии Текст.: Сб. статей международн. научно-практ. конф./М. А. Гончарова, А. Д. Корнеев, А. С. Бочарников, П. В. Требухин. -Липецк: ЛГТУ. 2007. С. 119-121.

62. Абразивы и шлифование. КаталогЭлектрон. Ресурс. Режим допуска http://abrasiveworld.lromru.coiri/catalog/cat-grains.litml

63. Паспорт на поверхностеметр ПМЦ-500 Текст. Инженерная фирма «Интеграл» «НИИ-цемент». - 1990. -30с.

64. Адгезиметр механический «Константа А»: паспорт УАЛТ. 020.000.00 ПС.- Санкт-Петербург, ЗАО «Константа». 2003.- С. 12.

65. Объедков, В. А. Лабораторный практикум по строительной физике Текст./ В. А. Объедков, А. К. Соловьев, А. Л. Кондратенков. М.: Высшая школа, 1979.-С. 64-69.

66. Глебов, А. Р. Магнитохимия: Магнитные свойства и строение веществ Текст./А.Р. Глебов, А. Р. Буданов-Соровский образовательный журнал, №7, 1997.

67. Баженов, Ю. М. Технология бетона Текст.: Учебник для вузов/

68. Ю.М. Баженов. М: АСВ, 2002.-500 с.

69. Красовский, Г. И. Планирование эксперимента Текст./Г. И. Красовский, Г. Ф. Филаретов. Минск: Издательство БГУ.- 1982.- 302 с.

70. Адлер, Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий Текст./Ю. П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю. В. Грановский. Изд. 2-у, пе-рераб. и доп.-М.:Наука,1976.- 279 с.

71. Зедгенидзе, И. Г. Планирование эксперимента для исследования многокомпонентных систем. М.: Наука, 1976. - 92 с.

72. Статистические методы в инженерных исследованиях (лабораторный практикум): Учеб. пособие/ В. П. Бородюк, А. П. Вощинин, А. 3. Иванов и др. Под ред. Г. К. Круга.- М.: Высш. Школа, 1983. 216 с.

73. Налимов, В. В. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов/В. В. Налимов, Н. А. Чернова.- М.: Наука, 1965.- 340 с.

74. Носов, С. В. Планирование эксперимента: Учеб. пособие. Липецк: ЛГТУ, 2003.-85 с.

75. ГОСТ 26327-84.Материалы шлифовальные из карбида кремния. Технические условия. Введ. впервые; дата введ. 01.01.1986 - М.: Стандартин-форм, 1993.- 16 с.

76. Материалы шлифовальные из карбида кремния черного марки 51С. Технические условия Текст./ ТУ 2 — 036 — 972 85.

77. ГОСТ 28818 90. Материалы шлифовальные из электрокорунда. Технические условия . Введ. впервые; дата введ. 01.01.1991 - М.: Стандартин-форм, 1991.-8 с.

78. Материалы шлифовальные из электрокорунда белого. Технические условия Текст./ ТУ 2 036 - 350 - 74.

79. Материалы шлифовальные из электрокорунда белого . Технические условия Текст./ ТУ 2 036 - 288 - 86.

80. Материалы шлифовальные из электрокорунда белого. Технические условия Текст./ ТУ 2 036 - 314 - 88.

81. Материалы шлифовальные из хром титанистого электрокорунда. Технические условия Текст./ ТУ 2 - 036 - 0221066 - 007 - 90.

82. Материалы шлифовальные из хром титанистого электрокорунда. Текст./ ТУ 2 - 036 - 849 - 85.

83. Материалы шлифовальные из циркониевого электрокорунда. Технические условия Текст./ ТУ 2 036 - 0221841 - 006 - 90.

84. Материалы шлифовальные из сферокорунда. Технические условия Текст./ ТУ 2 036 - 0221841 - 006 - 90.

85. ГОСТ 3647 80. Материалы шлифовальные. Классификация. Зернистость и зерновой состав. Методы контроля. Введен взамен ГОСТ 3647-71; дата введ. 01.01.1982- М.: Стандартинформ, 2004,- 19 с.

86. Фролов, Ю. Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы,- М.: Химия, 1982.- 397 с.

87. Щукин, Е. Д. Коллоидная химия Текст./ Е. Д. . Щукин, А. В. Перцев, Е. А. Амелина.- М.: Изд-во МГУ, 1982. 352 с.

88. Френкель, Я. И. Кинетическая теория жидкостей. Текст./ Я. И. Френкель Л.: Наука, 1975.- 523 с.

89. Мэнсон, Дж. Полимерные смеси и композиты Текст./Дж. Мэнсон, Л. Сперлинг М.:Химия, 1979. - 438 с.

90. Ghaemy, M. Unefen curring in epoxy resins Text./ M. Ghaemy, N. C. Billingham, P. D. Colvert. J. Polym.,SCi.: Polym. Leit. Ed.,1982,V20,N8,P.439-443.

91. Chow, T. S. Tensile strength of filled polymers.- J. Polym. Sci.: Polym. Phys.E.d., 1982,V.20, N.ll, p. 2103-2109.

92. Ленг, Ф. Ф. Разрушение композитов с дисперсными частицами в хрупкой матрице/Композиционные материалы,- Т.5. Разрушение и уста-лостьТекст.//Ф. Ф. Ленг.- М.: Мир, 1978,- С. 11-57.

93. Приспособления универсальные магнитные с оксидно-бариевыми магнитами Текст.: Расчеты и конструирование/ Научно-исследовательский проектно- конструкторский институт технологии машиностроения. Л.: ЛЦБТИ, 1967.

94. Атабеков, Г. И. Теоретические основы электротехники. Части вторая и третья. Нелинейные цепи и электромагнитное поле Текст. / Г.И. Атабеков, С. Д. Купалян, А. Б. Тимофеев, С. С. Хухриков. М.-Л.: Изд-во «Энергия», 1966.-280 с.

95. Бессонов, Л. А. Теоретические основы электротехники Текст. Изд. 6-е перераб. и доп.: Учебник для энергетических и электротехнических вузов / Л.А. Бессонов. М: «Высш. Школа», 1973. - 752 с.

96. Руководство по определению экономической эффективности использования новой техники, изобретений и рационализаторских предложений в производстве строительных конструкций и деталей из сборного железобетона Текст. М.:Стройиздат, 1981.- 208 с.

97. Греховский, С. Г. Основные направления развития новой техники в строительстве и расчет ее эффективности Текст. / С. Г. Греховский.- Киев: Вища школа, 1982.-32 с.