автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Полимерцементные бетонные пиленые плиты из отходов обработки мрамора

РГ6 од

- 5 ИЮН 1995

На правах рукописи

ШЫМЫРОВ ЖАЛЕЛ АБДРАЗАКОВИЧ

ПОЛИМЕРЦЕМЕНТНЫЕ БЕТОННЫЕ ПИЛЕНЫЕ ПЛИТЫ ИЗ ОТХОДОВ ОБРАБОТКИ МРАМОРА

05.23.05. Строительные материалы и изделия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1995

Работа выполнена в Московском Государственном строительном университете

Научный руководитель - доктор технических наук, .

профессор Микульский В.Г.

Официальные оллоненты • член-корр. РААСН,

доктор технических наук, профессор Соколова Ю.А, кандидат технических наук, старший научный сотрудник Сычев Ю.И.

Ведущая организация - ВНИИЖелезобетон

Защита состоится " & " /-//¿¡//Я_1995 г. в часов

на заседании диссертационного совета К 053.11.02. в Московском Государственном строительном университете по адоесу: г. Москва Шлюзовая набережная, дом 8, аудитория № 3(РТ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГСУ.

Автореферат разослан " " 4995г. №

Ученый секретарь диссертационного совета

Ефимов Б.А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность работы. Значительные резервы в повышении эффективности капитального строительства заложены в улучшении эксплуатационных свойств материалов, повышении долговечности и снижении энергозатрат на их производство, в том числе при устройстве полов.

Покрытия из бетонных плит имеют ряд преимуществ: низкая себестоимость, недефицитность сырья, нетоксичность, негорючесть, простота изготовления, укладкии эксплуатации.

Наиболее рациональной технологией изготовления плит является формование блоков с последующей распиловкой на многодисковых камне-режущих станках. Производство ПЛ11Т таким методом дает возможность: более полно использовать отходы добычи и обработки декоративного камня; не требует дополнительного оборудования и создает возможность организации производства в непосредственной близости от мест добычи камня. Однако имеющийся опыт производства таких плит на цементных вяжущих показал, что не изучены возможности получения более износостойких и ударостойких изделий для помещений с особо интенсивным движением. Изготовление таких плит на традиционном вяжущем не всегда приносит желаемый результат: значителен отход при распиловке и не высоки физико-механические, эксплуатационные характеристики.

Поэтому проблема научно-обоснованной разработки составов бетонных плит пола сулучшенными эксплуатационными характеристиками, при одновременном комплексном использовании отходов камнеобработки и сокращением энергозатрат при изготовлении на традиционных вяжущих, Используя модифицирующие компоненты, является задачей достаточно актуальной.

Цель работу • разработка и исследование свойств декоративных по-лимерцементиых бетонов с улучшенными физико-механическими, эксплуатационными характеристиками на основе отходов камнеобработки

(мрамора) и определение основных технологических свойств разработан ных составов, влияющих на процесс распиловки.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить еле дующие задачи:

- разработать теоретическую основу получения бетонных плит пол повышенной стойкости к механическим разрушающим воздействиям;

- установить оптимальное значение пошшерцементного отношени (П/Ц) для полимерцементной коыпозиции (ПЦК), обеспечивающий ей ф1 зико-механические свойства близкие к свойствам мраморного заполнителя

- изучить совместную работу связующей композиции с мелким пыж видным и крупным заполнителем;

- исследовать физико-механические и эксплуатационные свойеп разработанных составов и их технологические свойства, влияющие на npi цесс распиловки;

• определить на основе теоретического анализа и экспериментальнь исследований оптимальную скорость подачи блоков из разработанных с ставов полимерцеменгаого бетона (ПЦБ);

- провести выпуск опытно-промышленной партии пиленых плит : разработанных составов;

-. определить технико-экономический эффект от использования р< работанных составов.

Научная нрвизна работы:

Доказана возможность получения состава ПЦК позволяющая 1ш тавливать декоративные бетонные плиты из отходов обработки мрамо методом распиловки блоков-полуфабрикатов. Установлена зависимое когезионной и адгезионной прочности ПЦК с наполненным полимером удельной поверхности наполнителя. С повышением П/Ц повышается tbi дость ПЦБ, такая же закономерность наблюдается при П/Ц= const с у личением доли наполнителя до оптимальной. Установлена зависимость

тираемосш и абразивностп ПЦБ от физико-механических свойств связующей композиции конгломерата. Впервые определен коэффициент обрабатываемости по пилнмости для ПЦБ из отходов обработки мрамора.

Практическое значение работы: . - разработаны составы бетонных декоративных плит на основе обычного и белого портландцемента и эпоксидно-дианового олигомера пола с улучшенными характеристиками, повышенная прочность, износостойкость, стойкость к ударам, низкое водопопгощение;

- предложен способ получения ПЦБ на основе водонерастворимого ; эпоксидного олигомера, существенно влияющих на его характеристики;

- применение, эпоксидного олигомера позволило уменьшить толщину пшгг на 3...5 мм» снизить истираемость плит в 2...5 раз;

' - модификация цементного бетона эпоксидным олигомером позволила снизить отходы при распиловке декоративного бетонного блока. ^ Автор защищает: :

- теоретическое и экспериментальное обоснование возможности сущ лтзенного улучшения физико-механических, эксплуатационных свойств бетонных плит пола на основе (обычного и белого) портландцементов при модификации их подонерастворимым олигомером ЭД-20;

- способ получения ШДК (ПЦБ) на основе ЭД-20 без эмульгатора с предварительным наполнением олигомера;

- результаты исследований: •

- физико-механические и-эксплуатационные свойства ПЦБ н ПЦК;

- изменение некоторых свойств ПЦБ при водонасыщешш;

. -зависимость технологических свойств ПЦВ, влияющих на процесс . распиловки бетонного конгломерата к износа алказкого инструмента;

- возможность применения твердосплавных пил при распиловке ПЦ и обычного бетона;

»

- результаты опытно-производственной проверки эксперименталь ных данных и оценки применения разработанных составов. Апробация работы:

Основные положения диссертационной работы докладывались ш научно-технической конференции "Проблемы высшего образования в «о вых социально-экономических условиях" г. Каратау 1994 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликована I печатав! работа.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, основ ных выводов,-списка литературы <220 наименований) и приложения, нзло жена на №6 страницах машинописного текста, в том числе 49 рисунко: и 32 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Известно, что истираемость бетонных плит пола складывается из и< тираемосги цементного камня матрицы, заполнителя, выкрашивания беге на и может быть представлена уравнением;

И =ИЦ Гц + И3Г, +В ;где

Иц и Из - истираемость цементного камня и заполнителя;

Гц и Г з - относительная площадь цементного камня и заполнителя;

В - выкрашивание бетона.

Износостойкость заполнителей применяемых для покрытий полов, намног выше износостойкости цементного камня на основе портландцемента, при применении полимерных связующих во многих случаях быстрее изн) шивается крупный заполнитель (особенно у плит типа "брекчия"). Учить вая вышеизложенное, повышения износостойкости (при этом создать во: можность равноистираемости) бетонных плит можно добиться, обеспечи равноистирлемость заполнителя и цементного камня, применяя модифик; цню последнего полимерными добавками. Таким путем получают высок«

прочный пошшерцементный камень с физико-механическимн свойствами близкими свойствам крупного заполнителя, при этом одновременно повышается .адгезионная прочность связующего к заполнителю.

Установлено, что повышение сопротивления к ударным воздействиям бетонных полов возможно введением в смесь полимерной добавки, которая выполняет функцию мягких демпфирующих включений при ударных воздействиях, а также увеличивает адгезию связующей композиции к заполнителю и тем самым создает возможность уменьшения выкрашивания бетона при ударах.

При традиционных методах производства (кассетная технология, поштучное формование прессованием) улучшение качества бетонных плит пола может быть достигнуто применением более качественных сырьевых компонентов для бетона; введением специальных добавок в состав бетона (суперпластнфикаторы, водорастворимые смолы, минеральные и металлические наполнители); пропиткой или нанесением защитных покрытий на ссчовс синтетических смол; совершенствованием технологического регламента и др.

Однако вышеупомянутые методы не всегда приемлемы в отдельных регионах и не позволили существенно повысить эксплуатационные показатели и качество бетонных плит пола на основе портландцементов.

Анализ литературных источников и результаты наших исследований показали, что одними из эффективных путей повышения стойкости бетонных плит к разрушающим воздействиям являются - применение полимер-цементных (ПЦ) бетонов на основе водонсрасгворимых терчореактчриых смол и получение декоративных плит по следующей текнолотин: формование блоков-полуфабрикатов с последующей распилопкпн. ипчвппчющрН наиболее полно использовать отхо, ы камнеобрабогкм.

и

Для исследования были приняты обычный портландцемент (ГОСТ-1017885) марки 400 Шымкентского и белый (ГОСТ-965-78) марки 400 Сас-тобинского цементных заводов.

В качестве полимерного компонента полимерцементной композиции (ПЦК) был выбран эпоксидно-диановый олигомер марки ЭД-20, обладающий высокими адгезионными свойствами, износостойкостью и атмосфе-росгойкостью. В качестве отвердителя использовали полиэтиленполиамин (ПЭПА) и ускоритель полимеризации (УП-0633М). С целью расширения сырьевой базы модифицирующих материалов использовали более дешевое вяжущее - жидкое стекло, обладающий достаточной адгезией к некоторым материалам.

Для улучшения технологических и физико-механических, эксплуатационных свойств полимерцементного бетона применены: суперпластнфи-каторЖК-М, мраморная мука-отход камнепиления.

Одной из главных проблем приготовления ПЦБ » ПЦК являете* выбор метода совмещения цементного теста с водонерастворимым олмго» мером. Предложен способ введения полимера в цементное тесто без эглупи-гатора, путем его предварительного наполнения.

Изучение технологических свойств, разработают* составов (вй основе ЭД-20 и жидкого стекла) проводились на приборе ВП-З, предложенном Патуросвым В. В. и по упрошенному методу Скрамтаева Б. Г.. Ио следование позволило выявить, что введением в цементное тесто полимер* и жидкого стекла к наполнением мраморной мукой повышается условная вязкость и жесткость бетонных смесей. Суперпластификатор ЖК-М, вводимый в количестве-0,7 ...0,75% от массы цемента снижает вязкость » жесткость смесей примерно в 2 раза практически не снижая при этом прочностные свойств» составов.

Подбор состава декоративного ГТЦЕ» проводился методом планирования эксперимента. В качестве критерия оптимизации были приняты

прочность на сжатие (Ясю и истираемость (И) ПЦБ, причем варьировались В/Ц=0,41; 0,4; 0,42(Х,); П/Ц = 0,10; 0,05;0,15 (Х2); степень наполнения полимера Н/Ц = 2; !; 3(Х3). При постоянном Ц:П:Щ = 1:1,4:3,2. После обработки данных были получены уравнения регрессии для прочности при сжатии и стойкости истиранию. Уравнение регрессии показали, Что как на прочность, так и на истираемость наибольшее влияние оказывают полимерцементное отношение и степень наполнения полимера:

Лс« = 59,236 - 3,093Х| - 7,093Х| - МХ^Х, -2,95Х, + 5,5Х3 + 5,05Х,Х2 -1;1Х,Х3 +0,95Х2Х3 + !,17Х2Х| -2Х,Х^ + 1,2Х2Х?. Исг = 82,793 - 9.617Х, - 3,417Х| + Г,433Х^ + 6.91Х, + 3,41Х2 + 3,35Х3 + 2.56Х(X2 - 1,083Х,Х3 - 10,962Х,X3 + 1,672Х3Х^.

Результаты исследования основных прочностных характеристик ПЦБ на основе ЭД-20, полученных по трем режимам твердения (воздушно-влажный 90 ± 5% в течение 28 сут, воздушно-влажный = 90 ± 5% - 7 сут и выдержка при воздушной среде 21 сут, термовлажностная обработка (ТВО) при 85 ± 5°С в течение 13 час показывают, что оптимальное количество олигомера !0% от массы цемента и степень наполнения Н/П = 2...3 при В/Ц = 0,4. При чем при ТВО у ПЦБ наблюдаются более высокие результаты, чем при других режимах твердения.

Результаты исследования основных прочностных свойств позволил выявить некоторые особенности когезионной и адгезионной прочности разработанных составов:

1. С увеличением П/Ц = 0,...0,15 когезионная прочность при сжатии Яс* и изгибе Янэг, адгезионная прочность при сдвиге Я«» и изгибе 11™ возрастают.

2. Влияние наполнителя на когезионную прочность ПЦК и адгезию неоднозначно: - при Н/Ц = 1 по массе Яс* снижается, а дальнейшее увеличение содержания наполнителя до Н/П = 2 повышает прочность;

- при Н/П = 1 существенное снижение прочности Rmr, а при увеличении количества наполнителя до Н/П = 3 снижение носит плавный характер;

- адгезионная прочность при Н/П = I незначительно снижается, дальнейшее увеличение до Н/П = 2 Rk» и Rinr повышаются, а при Н/П = 3 снижение;

- когезионная прочность и адгешя ПЦК с наполненным полимером зависит от удельной поверхности наполнителя вводимого в полимер;

- адгезионная прочность ПЦК с наполненным полимером при избыточном количестве наполнителя не снижается и зависит от усшмша склеивания. .

3. Значение адгезии ПЦК зависит от поверхности подложки (субстрата):

- адгезия ПЦК к пиленой поверхности мрамора выше чем к пиленой поверхности обычного и ПЦ бетонов;

- адгезионная прочность ПЦК к лишфовашюн поверхности выше чем к пиленой и шероховатой поверхности;

- увлажнение поверхности подложки (мрамора, обычного и ПЬ| бе* тона) повышает адгезию по сравнению с сухой.

4. Введение жидкого стекла несколько повышает адгезионную прочность цементного камня, практически не влияет на когезионвую прочность.

Для полной характеристики физико-механических и эксплуаяащиои*

Ф

ных свойств шлит бьш проведен комплекс стандартных испытаний.

Основными критериями оценкисвойств плиты иша iqpn подборе состава были не столько прочностные свойства, учитывая высокую прочность связующей шлимерцеиентйой матрицы, сколько фуккциоигишше -истираемость й твердость в еухом и водонасыщейном состоянии, стойкость к удару, водопоглощение, водостойкость, ашосферосгойкоств (увлдатетге и высуиишание), мортослонкость. Научно обоснованный! подбор состава

¡етона обеспечил получение плит пола с высокими показателями свойств, :оторые приведены в табл. 1.

Плиты, разработанные из ПЦБ по ряду наиболее важных эксплуатационных показателей выше по сравнению с аналогами, полученными из ¡етопа на основе обычного и белого портландцемента марки М400; исти-¡аемосгь ниже в раза, стойкость х удару выше в 1,5...2 раза, твердость ювъипаетса в 1,5...!,8 раза, водопоглощение ниже на 30...35%, и более вы-окая ¡шюсферостотосгъ, что обеспечивает повышение их долговечности.

Кроме того, введение в-полимер наполнителя мраморной муки при тепени наполнения Н/П = 2...3 позволяет сократить расход цементного яжущего на 15...25% и снизить П/Ц до 0,1. Также решается проблема утилизации отхода камнешшенпя - мраморной пыли, причем при Н/П = 3 ис-

юдьзуется до 90 кг/м3 отхода. Эффективно также втапливание в бетонную месь крупных кусков мрамора до 70 ...100 мм в виде околов и плоских тт, образующихся после окаптовочных работ. Их оптимальное содержа-не 25...30% от массы крупного заполнителя, при этом уменьшается расход вязующей композиции, а поверхность распила получается более вырази-ельной. Декоративные качества пиленых плит оцениваются коэффициента кампенашщения, кроме этого декоративность можно улучшить путем одбора различных цветосочеташш связующей матрицы и заполнителя, (ля приготовления цветной ПЦК могут быть использованы щелочестой-пе, светочувствительные минеральные пигменты, введение которых в ко-кчестве до 7,5% от массы связующего композита не приводит к заметному нтккешпо эксплуатационных и прочностных свойств составов.

Значительное сннжепке пстпраемостн плит на основе ненаполненно-о и наполненного полямерз ЭД-20 объясняется более плотной упаковкой овообразовашгй, повышением прочности связующей части и конгломера-а в целом, увеличением прочности адгезионного соединения матрицы с

крупным заполнителем более чем в 10...20 раз и в существенном снижении истираемости связующей композиции - в 2...3 раза. Увеличение стойкости

Таблица I

Основные свойства полимерцементных бетонных пиленых плит пола на основсЭД-20 ' . . /

Вид вяжущ его П/Ц н/ц К.СЖ МПа я** "■еле р7*7 •^слс Яют МПа а 'У' И г/см* И"* и'*' Стойкость К удару Дж/ем , ЛУ*, % %

Обычн ый портландцемент М400 0 0 41.' 0,86 *>5 0,85 0,8 1,8 80 3,43 2,94;

0,1 0 47,1 0,92 6,6 0,83 0,42 1,19 120 3,07 2,46:

0,15 0 49,0 0,93 8,2 0,83 0,24 1,20 160 2,94 2,25

0,1 1 48,2 0,93 6,2 0,865 0,2 1,20 130 2,54 2,15

0,« 3 57,7 0,96 4,8 0,89 0,12 1,16 170 2,13 «.81;,

Белый . портланд-цемент М400 0 0 38,8 0,86 4,3 0,86 1,8 70 3,50 3,0 "

0,1 0 45,4 0,91 6,3 0,84 0,5 1,2 115 3,16 2,55

0,15 0 48,9 0,93 7,9 0,855 0,26 •»,'2 , 155 2,98 2,45г

0,1 3 55,8 0,96 ■4,5 0,87 1;17 165 2;36 1,94"

* - водопоглощение отформнрованных образцов 70,7x70,7x70,7 мм

** - водопоглощение вьтиленных из блока образцов 70,7x70, 7x70,7 мм Истираемость определена наЛКМ-З.в качестве абразивайсиользованнор-мальный песок. • ■ . . _

к удару в 1,5...2 разаПЦБшвгг иаосновеЭД-20 обеспечивается за счет демпфирующих действий полимера во время ударных воздействий, а также повышения прочности сцепления свяаумедей матрицы скрупнымзаполки-телем, что уменьшает выкрашиваяис иослеянего при ударах. В свого очередь тонкодисперсные наполштш увеяйчввакгг объемное содержание полимера в композиции, выполняющих роль демпфирующих включений.

Твердость разработанных оолимерцементных составов на основе ЭД-20 выше по сравнению с аналогами на портландцементе. Повышение твердости ПЦБ можно объяснить более плотной структурой ПЦ камня и высокой адгезией полимера к наполнителю и ПЦК к заполнителю, очень

И,г/ск:

2

1,5 1,2 0,9 0,6 0,3 0

-

V V1'

л

з'

Л

, 65 75 85 95 105 115 125 135

Твердость ,Ша

РисЛ.Корреляциошая зависимость твердости и истираемости декоративных бетонов при различите В/Ц /1/.Ц/Ц /2/ и Н/П/З/ в сухом и вояокасыщенном /соответственно 1,2,3/ состоянии

И,г/см2 1,5

1.2 0,9 0,6

0,3

О

3

V 1 \л .V ?

..... к

ур ч

Износ инструмента,

оЖт/и2

0,285 0,275

0,265 0,255

!,05 1,10 1,15 1,20 1,25 1,30 1,35 1,40

Абразивность.мГ .

Рис.2.Зависимость истираемости разрайотанних составов /1/ и износа инструмекта/2,3/ от абразявности этих составов в сух ом/1,2,3/ и волонастаенном/!', 2', 3/ состоя-

нии

1,2 -бетоны иа мрамора месторождения "Актау" 3 -бетон» •»з мрамора месторождения "Сзглейиенса!"

тесным контактом эпоксидного олигомера с цементной матрицей, образованием более твердых микрочастиц в связующем композите эпоксидного полимера с наполнителем и без него. С повышением твердости ПЦБ снижается истираемость (рис. 1). Твердость ПЦ и обычных бетонов ниже твердости исходных мраморов, однако это отрицательное явление положительно сказывается на их пилимостн.

Улучшение показателей водостойкости, водопоглощения разработанных составов можно объяснить водостойкостью эпоксидной смолы, у которой очень низкое водопоглощение - 0,20...0,25%, незначительное влияние пластифицирующих и гидролизных процессов, прочная адгезионная связь с наполнителем, а также экранированием поверхности гидрофильного наполнителя у составов с наполненным полимером.

При исследован»» влияний структурных характеристик и новообразований на эксплуатационные характеристики плит использованы современные методы физико-химического анализа.

Дилатометрический анализ показал, что термический коэффициент линейного расширения Т1СЛР у всех исследуемых материалов - цементных и полимерцементных композиций в интервале -55...-50°С приблизительно одинаков. Разница значений ТКЛР для разработанных материалов составляет 15...30%, Причем по мере увеличения содержания полимера и наполнителя морозостойкость составов возрастает.

Изучение влияния попеременного увлажнения и высушивания на структуру ПЦК проводилось с применением метода физико-химического анализа исходных образцов и после 50 циклов увлажнения и высушивания, Рентгенофазовым анализом установлено, что после 50 циклов испытания как цементного камня, так и цементной матрицы ПЦК полимерцементной композиции особых изменений фазовом составе цементного камня не происходи!, на чго указывают результаты исследования.

Исследования поровой структуры ПЦК на различных полимерных системах ЭД-20 (иенаполненный и наполненный полимер) иа ртутном по-рометре в интервале пор 0,02.., 15 мкм установлено уменьшение пористости при увеличении содержания олигомера до 10% и наполнителя в нем до Н/П «3.

Исследования микроструктуры проводили с помощью электронного сканирующего микроскопа "ЗеоГ. Установлено, что эпохсидный полимер находится в.цементной матрице либо в виде округлых глобул 25...30 мкм, либо располагается в порах цементного камня, уменьшая их диаметр и модифицируя их поверхность. Контакт эпоксидного полимера с цементной матрицей очень тесный.

Резание блоков-полуфабрикатов производилось на станках "Дебидия" и "СМР-014".

Производительность камнережущего станка П в основном зависит от главных технологических параметров процесса распиловки, а именно скорости резания Ур, подачи Уп и глубины резания Н. Их выбор осуществляется исходя из физико-механических, технологических свойств и габаритов обрабатываемого материала с учетом технических характеристик используемого оборудования. При установленной Ур и задаваемой условиями работы Н единственным варьируемым параметром алмазно-дискового резания, подлежащего оптимизации, является скорость рабочей подачи Ул. Оптимальное значение Уп выбирается из условия минимальной себестоимости переработки материала, складывающейся из износа инструмента и энергозатрат.

Пилимость материала • комплексное технологическое свойство материала характеризующее его способность поддаваться воздействию режущего инструмента. Пилимость зависит от следующих характеристик материала: прочности, твердости, абратвности, наличия включений и т.д.

Коэффициент обрабатываемости по птаимости К0 определяется отношением удельных трудоемкостей обработки продукции из испытуемого и эталонного материала (за эталонный материал принимается -коелпш-ский мрамор):

К0 = ТЛГЭ, где / (2)

Т - удельная трудоемкость обработки единицы продукции рассматри ваемого материала, чел.-час/м2 !

Тэ - то же эталонного материала, чел-час/м2

Определены значения 1С0 для мраморов месторождегш "Сулейменсай", "Актау" и разработанных составов бетона на их основ Визуальное наблюдение и результаты экспериментов показали, что обы ные и ПЦ бетоны легче поддаются воздействию пилы чей исходные мр моры. , . '7.''

При резании бетонов немаловажную роль- играет абразитюсть. повышением абразивности ухудшается обрабатываемость материала и у! личивается износ режущего инструмента. Результаты исследования . определению абразивности бетонов и удельного расхода алмаза отрезнс круга при их резании показали, что они ниже чем у мраморов. Знача абразивности и износа режущего инструмента при распиловке ПЦ и об) ных бетонов отличаются незначительно. Это мокно объяснить относит« но малым содержанием полимера в ПЦБ. Однако чем менее исгираей тон, тем более он абразивен и износ инструмента повышается (рис. 2). . .

При распиловке алмазным режущим инструментом с увеличение» удельный расход алмаза уменьшается до определенного предела, затем растает, причем для каждой породы камня существует своя зона оптом ной Уп/ Уменьшение удельного износа с увеличением скорости подачи зано с тем, что уменьшается путь трения при снятии объема камня. С малыше значение Уп при распиловке бетонов' определено из условия м

малыюго удельного расхода алмаза, которое находится в пределах Уп = 0,55. .0,60 м/мин.

Исследована возможность применения при распиловке бетонов твердосплавных пил. При этом создается возможность работы без водяного охлаждения инструмента отказаться от дорогостоящего алмазного инструмента. Прй распиловке бетона хорошие результаты обеспечиваются предварительным водонасыщением блоков-полуфабрикатов, что снижает пыле-образование в процессе распиловки при одновременном сокращении энергоемкости за счет размягчения бетона.

: Известно, что бетон при водонасыщении несколько снижает свои некоторые физико-механические свойства ("эффект Ребиндера"). Исследовалась возможность использования этого эффекта при распиловке. Результаты исследования показали, что при этом меняются технологические свойства разработанных составов: К0 Меняется от 0,80...0,83 до 0,73...0,78; твердость ниже на 5...10%; снижается абразивность на 15...20% и удельный излос-на 6...7%. Изменение технологических свойств позволило повысить скорость подачи Уп до 0,6..Д65 м/мин, снизить потребляемую мощность при распиловке на 5...8% при алмазно-дисковых и 10... 12% - при твердоСплавных пилах.

Таким образом, разработанные составы ПЦК на основе портландцемента и эпоксидпо-дианового олигомера могут быть использованы в качестве связующей композиции:

- для декоративных плит, получаемых методом распиловки, и позволяющих снизить толщину плит на 3... 5 мм и значительно уменьшить отходы при распиловке;

- для ремонта бетонных ванн, работающих в контакте с водой, при этом экономический эффект за счет сокращения материало- и трудоемкости работ, повышения качества покрытой составил 72,9 руб. на I кв. м. покрытия (в ценах 1991 г.).

/а

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.

1. Анализ методов изготовления и эксплуатации бетонных плит пола в различных условиях свидетельствует о необходимости получения их яо следующей технологии: фориование полимерцемеитных бетонных блоков-полуфабрикатов с последующей распиловкой, что позволяет наиболее пол» но использовать отходы камнеобработки.

2. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность модификации цементных бетонов на основе обычного и белого цемента эпоксидно-диановой смолой для плитпола, эксплуатируемы* в условиях повышенной интенсивности механических воздействий. Приме нение олигомера ЭД-20 позволило повысить прочность при сжатии т 15...40% и изгибе на 35...450/«, стойкость к удару в 1,5...2 раза, атмосфе ростойкость в 1,25... 1,3 раза, снизить истираемость плит в 2...5 раз н водо поглощение - на 30...35%.

3. Обоснована целесообразность применения мраморной пыли - 01 хода камнеобработки в качестве наполнителя для полимерной составляй щей, что позволило сократить-расход цементного вяжущего на 15...25% снизить П/Ц от 0,15 до 0,1.

4. Предложен способ приготовления ПЦК на основе наполненно! водонерастворимого полимера без эмульгатора, который существен! улучшает структуру цементного камня, благодаря чему повышают основные эксплуатационные характеристики материала.

5. Исследование технологических свойств ПЦК и ПЦБ показали, ч их соответственно вязкость и жесткость зависит от количества полимере наполнителя. Общая тенденция • повышение вязкости и жесткости смеси увеличением П/Ц и Н/П.

6. Получены зависимости когезионной и адгезионной прочно« ПЦК от П/Ц и Н/П. Результаты исследования показали, что с увеличен*

содержания олигомера повышается когезионная и адгезионная прочность. Влияние наполнителя на указанные характеристики неоднозначно. Установлено, что адгезия ПЦК к мрамору выше чем к обычному и ПЦ бетону.

7. Исследования микроструктуры ПЦБ с помощью сканирующего электронного микроскопа показали, что полимерная фаза из эпоксидных смол располагается в виде округлых глобул 25...30 мкм в матрице цемента и в виде пленок, выстилающих поры цементного камня.

8. Определены значения основных технологических характеристик разработанных составов, влияющих на процесс распиловки: коэффициент обрабатываемости К0 = 0,8...0,83; твердость по Бриннелю - 69...130 МПа;

абразивность -1,30... 1,40 мГ; износ инструмента - 0,275...0,290 карат/м2 при оптимальной подаче Уп = 0,55,..0,60 м/мин.

9. Исследования технологических характеристик подвергаемых распиловке бетонов при водонасыщении показали, что наблюдается изменение этих свойств, позволяющих повысить Уп до 0,6...0,65 м/мин, снизить энергоемкость при алмззпо-дисковой распиловке на 5...8% и при применении твердосплавных пил на -10... 12%.

10. Применение разработанных составов для изготовления пиленых

плит пола дает экономический эффект 330 руб. на 1000 м2 (в ценах 1991 г.), что обусловлено удлинением межремонтного периода и увеличением выхода готовой продукции из бетонных блоков за счет снижения толщины плиты и брака при распиловке.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

I. Микульский В. Г., Попов К. Н„ Шымыров Ж. А. Декоративны'.-поликерцег.:енткые плоты пола на основе ЭД-20. // Справочпо-ипформационнын фонд ВНИИНТПИ Госстроя СССР, 1994г., выпуск 1.