автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Составы, свойства и технология химически стойких, светопрозрачных полимерных и полимерсиликатных композитов с использованием техногенного сырья

На правах рукописи

Кузьмина Светлана Владимировна

СОСТАВЫ, СВОЙСТВА И ТЕХНОЛОГИЯ ХИМИЧЕСКИ СТОЙКИХ, СВЕТОПРОЗРАЧНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ И ПОЛИМЕРСИЛИКАТНЫХ КОМПОЗИТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ

Специальность 05.23.05 — Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

- 8 \т 2012

Пенза-2012

005054643

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тульский государственный университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Трещёв Александр Анатольевич

Официальные оппоненты: Бобрышев Анатолий Николаевич

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», профессор кафедры «Технология строительных материалов и деревообработки»

Перцев Виктор Тихонович доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный архитектурно-строительный университет», профессор кафедры «Технология строительных материалов, изделий и конструкций»

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Тверской государственный

технический университет»

Защита состоится 8 ноября 2012 г. в 13-00 на заседании диссертационного совета ДМ 212.184.01 при ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства» по адресу: 440028, г. Пенза, ул. Германа Титова, дом 28, корпус 1, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства».

Автореферат разослан 6 октября 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Бакушев

Сергей Васильевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Проблема размещения стекольных отходов в настоящее время весьма значима. При производстве стекла боем (при транспортировке, разгрузке, хранении, раскрое) уходит около 23 % от общей массы производимого стекла. Доля стеклобоя в массе бытовых отходов составляет 6%. Встает вопрос утилизации вторичного боя - стеклянного боя.

С экологической точки зрения стекло - трудно утилизируемый отход. Объемы неиспользованного стеклобоя в виде отходов занимают более 20% от общего количества. Поэтому применение стеклобоя в производстве строительных материалов — важное технологическое и экологическое решение.

Работа относится к области производства строительных материалов, а именно к составам полимерных и полимерсиликатных смесей, предназначенных для изготовления свегопрозрачных изделий (для обустройства подземных переходов, складов, помещений общественных зданий и др.), работающих в условиях химически агрессивных сред, а также светопрозрачных элементов технологического оборудования, баковой аппаратуры (технологических ванн, баков, кислотохранилшц, отстойников) и могут быть использованы на предприятиях строительной, химической, металлургической, нефтехимической, энергетической индустрии.

Изучение процесса образования структуры и свойств сложных светопрозрачных многокомпонентных систем на основе полимерной и полимерсиликатной матрицы и упрочняющих компонентов (дисперсно-армирующие компоненты, наполнитель и заполнитель из стеклобоя), является инновационным и актуальным направлением в строительном материаловедении.

Актуальность темы определила цели и задачи работы.

Цель работы - разработать составы, изучить процессы структурообразования, свойства композиций на основе полимерной и полимерсиликатной матрицы, армирующих материалов, включающих дисперсно-армирующие компоненты, наполнители и заполнитель из техногенного сырья, и технологию их изготовления.

В соответствии с целью работы решались следующие задачи:

1. На основании анализа литературы теоретически обосновать использование полимерной и полимерсиликатной матрицы, дисперсно-армирующих материалов, техногенного сырья -стеклобоя, в строительных композитах.

2. Обосновать и выявить эффективность наноструктурного углеродного комплекса (НСУК), представляющего собой смесь графенов, нанотрубок, ветвящихся нанотрубок, наноколец, нанофракталов; наполнителя из стеклобоя, добавки полимера в многокомпонентной жидкостекольной композиции.

3. Обосновать и выявить эффективность степени наполнения полимерной матрицы, выбор вида отвердителя, применение НСУК, заполнителя из стеклобоя.

4. Оптимизировать составы жидкостекольной композиции (полимерсиликатного связующего), полимерсиликатного композита (бетона) на ее основе, полимерных композитов (бетона) на основе эпоксидного связующего используя методы математического планирования.

5. Исследование основных свойств жидкостекольной композиции (полимерсиликатного связующего): линейной усадки, прочности (на сжатие и растяжение при изгибе), светопроницаемости.

6. Исследование основных свойств полимерсиликатного и полимерного композит (бетонов): линейной усадки, прочности (на сжатие и растяжение при изгибе светопроницаемости, химической стойкости.

7. Разработать технологический регламент изготовления изделий на ochoi жидкостекольной композиции (полимерсиликатном связующем).

Новизна проведенных исследований

- доказана возможность получения свегопрозрачных многокомпонентных систем f основе полимерной и полимерсиликатной матрицы и армирующих компонентов, включающи дисперсно-армирующий материал, наполнители и заполнитель из стеклобоя;

- установлена эффективность применения НСУК;

- выявлены закономерности влияния составляющих полимерных и полимерсиликатнь: композитов на процессы структурообразования;

- выявлены закономерности и количественные зависимости влияния НСУК на физию механические свойства жидкостекольной композиции;

- выявлены закономерности и количественные зависимости влияния составлявши компонентов на физико-механические свойства полимерных и полимерсиликатных композите

- установлено, что разработанные композиты обладают высокой стойкостью химическому воздействию (воздействию кислот), по отношению к известны светопроницаемым материалам.

Практическая значимость работы

Расширена область применения техногенных отходов - боя стекла - в качесп наполнителя для жидкостекольного и полимерного связующего, заполнителя для полимерных полимерсиликатных композитов (бетонов), что позволяет уменьшить количесп неиспользованного стеклобоя в виде отходов, снизить экологический вред окружающей среде.

Разработаны составы полимерных и полимерсиликатных композитов - светопрозрачнь многокомпонентных систем на основе полимерной и полимерсиликатной матриц армирующих компонентов: дисперсно-армирующий материал, наполнители и заполнитель : стеклобоя - для производства бетонов. Классы (марки) по прочности на сжатие - В25 (М35 для полимерсиликатных бетонов, В60 (М800) - В70 (М900) - для полимерных бетонов. Клас( (марки) по прочности на растяжение при изгибе - Btb 4,0 (Ptb 50) для полимерсиликатш бетонов, Вл 8,0 (P,b 100) и выше - для полимерных бетонов.

Автор защищает:

- разработанные составы свегопрозрачных, химически стойких полимерных полимерсиликатных композитов (бетонов);

- обоснование эффективности применения составляющих компонентов на полимерных полимерсиликатных композитов (бетонов) на физико-механические свойства;

- зависимости прочностных свойств, деформативных свойств, водостойкое жидкостекольной композиции (связующего) и полимерсиликатных композитов, химическ свойств полимерных и полимерсиликатных композитов (бетонов) от составляют компонентов: НСУК, наполнителя из стеклобоя, добавки полимера, дисперсно-армирующ материалов, заполнителей.

Реализация и внедрение результатов работы

Результаты диссертационной работы получили внедрение в ООО «Тульский завод ЖБ1 (г. Тула) при изготовлении опытной партии свегопрозрачных, химически стойких полимерны? полимерсиликатных изделий.

Апробация работы

Основные результаты работы были доложены и обсуждены на VI Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии» (г. Тула, 2005г.); VII Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии» (г. Тула, 2006г.); Международной научно-технической конференции, посвященной 50-летию Пензенского государственного университета архитектуры и строительства «Композиционные строительные материалы. Теория и практика» (г. Пенза, 2008г.); 4-ой международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики «Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики» (г. Тула, 2008г.); X региональной научно-технической конференции «Современные электротехнологии в промышленности центра России» (г. Тула, 2009г.); X Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии» (г. Тула, 2009г.); 6-й Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики «Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики: материалы» (г. Тула, 2010г.).

Достоверность результатов обеспечена использованием стандартных методик, методов математического планирования эксперимента и статистической оценкой их результатов. Достоверность основных выводов работы подтверждена результатами производственных испытаний.

Публикации По теме диссертации опубликованы 20 работ, в том числе 4 статьи в журналах по Перечню ВАК РФ и патент на изобретение.

Структура и объем Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка литературы из 125 источников, 2 приложений. Содержит 30 рисунков и 29 таблиц. Материал изложен на 175 машинописных страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, научная новизна и практическая значимость результатов диссертационной работы. Сформулированы цель и основные задачи исследований. Показаны целесообразность использования стекольных отходов для производства полимерсиликатных и полимерных композитных материалов (бетонов), что позволит расширить сырьевую базу строительной промышленности и область применения рассматриваемых материалов.

В первой главе представлен аналитический обзор отечественного и зарубежного опыта производства полимерсиликатных и полимерных композитов. Представлены результаты внедрения в строительную практику компонентов, применяемых в работе: дисперсно-армирующих материалов (фиброволокна), наноструктурного углеродного комплекса (НСУК).

Одним из актуальных направлений в производстве строительных материалов является использование техногенных отходов (боя стекла) в качестве сырьевой базы, что позволяет снизить экологический вред окружающей среде; расширить ассортимента строительных материалов на основе полимеров (эпоксидной смолы) и жидкого стекла.

Широкое применение в строительстве материалы на основе жидкого стекла нашли благодаря работам Полякова К.А., Матвеева М.А., Климановой Е.А., Путляева И.Е., Соломатова В.И., Жилина А.И. и Нагинской И.Я., Долматова В.Я., Патуроева В.В., Худякова В.А., Тугушева В.Р., Баженова Ю.М., Будникова П.П. и других отечественных и зарубежных исследователей.

Исследованиями полимеров и материалов на полимерных связующих занималис Итинский В.И., Остер-Волков H.H., Бутлеров A.M., Кучеров М.Г., Штаудингер Г., Худяко В.А., Левицкая JI.B., Огрель Л.Ю., Ястребинская A.B., Соломатов В.И., Бобрышев А.Н Ерофеев В.Т., Хозин В.Г. и другие ученые.

Во второй главе представлена характеристика исходных материалов и излагаютс методы исследований.

При проведении исследований использовались следующие материалы:

1. для полимерсиликатных композитов: жидкое натриевое стекло, кремнефтористы натрий, добавка - продукт поликонденсации нафталинсульфокислоты и формальдегщ (Полипласт СП СУБ), наполнитель из боя стекла (БТ-1) фракции до 0,315мм, заполнитель i боя стекла (БТ-1) фракции до 5мм, дисперсно-армирующее волокно (полипропиленовь волокна Фибрин: длина волокна - 6мм, толщиной - 18мкм.), НСУК.

2. для полимерных композитов: эпоксидная смола ЭД-20, отвердител! полиэтиленполиамин (ПЭПА) и 3-диметиламинопропанол, наполнитель из стеклобоя (БТ-фракции до 0,315мм, заполнитель из стеклобоя (БТ-1) фракции до 5мм, дисперсно-армирующ< волокно (Фибрин), НСУК.

При проведении исследований использовались стандартные методики, регламентированнь действующими ГОСТами, экспериментального определения характеристик материалов: прочность ] сжатие, растяжение при изгибе, относительная линейная усадка, химическая стойкост использовалась обоснованная и апробированная физическая методика оценки светопроницаемост магериалов. Для полимерсиликатных композитов производилось определение водопоглощения, также определение коэффициента размягчения. С целью оптимизации составов полимерсиликатнь и полимерных композитов использовались методы математического планирования эксперимен (ММПЭ).

В третьей главе рассмотрены структура и свойства полимерсиликатных композитов ] основе жидкого натриевого стекла, наполнителя и заполнителя.

На первом этапе определись состав и свойства жидко стекольной композиции, состоящ! из натриевого жидкого стекла, наполнителя и заполнителя из стеклобоя, кремнефтористо: натрия, добавки полимера, наноструктурного углеродного комплекса (НСУК).

Для этого определили оптимальное соотношение жидкое стекло : наполнитель (рис. : Оптимально соотношение жидкое стекло : наполнитель - 1:1,3 - 1:1,4, то есть 130 - 140 наполнителя по массе жидкого стекла.

Затем исследовалось влияние наноструктурного углеродного комплекса на вязкое связующего (табл. 1). Исследования проводили на составах, содержащих: натриевое жидк стекло, кремнефторисгый натрий, добавку Полипласт, без введения наполнителя.

При введении НСУК получили снижение вязкости связующего, повысила удобоукладываемость составов, как следствие, увеличивается плотность и снижает пористость материала, за счет чего происходит рост прочности исследуемой композиции. П; исследовании вязкости связующего оптимально количество НСУК в интервале 0,002 - 0,004' дальнейшее увеличение количества НСУК не дает снижения вязкости.

Установили оптимальный интервал введения НСУК (табл. 2), наноструктурш углеродный комплекс вводился в количестве 0 - 6-10"3 % по массе жидкого стекла, исслед составы: натриевое жидкое стекло, кремнефтористый натрий, суперпластификатор Полипла СП СУБ, наполнитель.

Рис. 1. Влияние степени наполнения жидкостекольной композиции на: относительную линейную усадку (1), предел прочности при сжатии (2), плотность (3)

Таблица 1 - Влияние содержания НСУК на вязкость жидкостекольного связующего

Наименование показателя Количество НСУК, % по массе

0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006

Вязкость жидкостекольного связующего, с 5 5 4 4 3 3 3

Таблица 2 - Влияние содержания НСУК на свойства жидкостекольной композиции

Наименование показателя Количество НСУК, 10"J% по массе

0 1 2 3 4 5 6

Средняя плотность, кг/и' 1863 1867 1872 1875 1879 1882 1882

Предел прочности при сжатии, МПа 17 22 28 30 31 31,5 31,6

Предел прочности на растяжение при изгибе, МПа 5,6 6,7 8,8 9,5 9,7 9,9 10,0

Относительная линейная усадка (120 суток), % 0,36 0,34 0,32 0,30 0,30 0,29 0,29

Коэффициент светопроницаемости 0,15 0,14 0,14 0,13 0,12 0,8 0,7

При исследовании влияния содержания НСУК на свойства жидкостекольной композиции оптимальным является интервал 0 - 0,004 % по массе (введение НСУК в количестве 0,003% по массе предел прочности при сжатии увеличивается на 87%, относительная линейная усадка снижается на 17%). Введение большего количества комплекса нецелесообразно, т. к. роста прочности почти не наблюдается, линейная усадка снижается не значительно, а значение коэффициента светопроницаемости резко снижается.

На втором этапе проводились исследования свойств жидкостекольной композиции с использованием методов математического планирования эксперимента (ММПЭ). В составе композиции постоянными принимали жидкое стекло и наполнитель в оптимальном соотношении 1:1,35.

Оптимизирующие параметры: предел прочности на сжатие, предел прочности растяжение при изгибе, относительная линейная усадка. Факторы варьирования: Х1 кремнефтористый натрий, Х2 - наноструктурный углеродный комплекс, Хз - добаЕ суперпластификатор Полипласт СП СУБ. В результате получены уравнения регресс! характеризующие зависимость оптимизируемых параметров от варьируемых факторов:

- для предела прочности при сжатии (рис. 2):

Я(ж. = 25,8-х, + 26 -х2 + 26,4-х3 +22,05-х, ■ х, -3,83-х, -х3 +12,83-х2 -х3 -

-23,85-х, -х2(х, -х2)-4,72-х, -х3(х, -х3)~ 13,28■ х2 -х3(х2 -х3) +

+ 50,17-х, -х2 -х3;

- для предела прочности на растяжение при изгибе (рис. 3):

= 7>5'х1 +7,6-х2 + 7,8-х3+9-X, -х2-1,13-х, -х3 +4,95-х2-х3 -

-9,23-х, -х2(х, -х2) + 0,68-х, -х3(х, -х3) + 4,95-х2 -х3(х2 -х3) +

+ 21,38 -х,-х2-х3 ;

- для относительной линейной усадки (рис. 4):

е, = 0,3 • х, +0,29-х2+0,29-х3-0,16-х,-х2 +0,07-х,-х3-0,11-х2-х3 +

4-0,11-х, -х2(х, -х2) + 0,11 -х, -х3(х, -х3) + 0,07-х2 -х3(х2 -х3)~

- 0,25 -х, -х2-х3;

Рис. 2. Изменение предела прочности на сжатие жидкостекольной композиции от содержания компонентов

Рис. 3. Изменение прочности на растяжение изгибе жидкостекольной композиции от содержания компонентов

Рис. 4. Изменение относительной линейной усадки жидкостекольной композиции от содержания компонентов

На основе проведенных экспериментов, можно сделать вывод, что введение в состав жидкостекольной композиции добавки Полипласт СП СУБ, НСУК, кремнефтористого натрия положительно влияет на прочностные свойства, снижает относительную линейную усадку связующего. Оптимальны интервалы содержания компонентов: кремнефтористого натрия 25 -45 м.ч. (95 - 100 кг/м3), НСУК 30 - 80 м.ч. (0,0072 - 0,02 кг/м3), добавки Полипласт СП СУБ 10

- 30 м.ч. (0,25 - 0,73 кг/м3). По отношению к композиции в целом оптимально введение: суперпластификатора-0,03% по массе, НСУК-0,001%, кремнефтористого натрия-6,4%.

В дальнейшем при исследованиях свойств полимерсиликатного композита использовали оптимальный состав жидкостекольного связующего: натриевого жидкого стекла - 605 кг/м3 (39,8%), наполнителя из стеклобоя - 817 кг/м3 (53,8%), добавки суперпластификатора Полипласт СП СУБ - 0,5 кг/м3 (0,03%), НСУК - 0,014 кг/м3 (0,001%), кремнефтористого натрия

- 97 кг/м3 (6,4%).

Третий этап -проводилось оптимизирование состава полимерсиликатного композита (бетона) на основе жидкостекольной композиции. Переменные: Х1 - заполнитель из боя стекла, фракции до 5мм, %; Х2 - полипропиленовое фиброволокно, %; Х3 - жидкостекольная композиция, %. В результате получили уравнения регрессии, характеризующие зависимость оптимизируемых параметров от варьируемых факторов:

- для предела прочности при сжатии (рис. 5):

Ясж = 29,5 ■ х, + 30,8 -х2 + 31- х3 +15,75 -хгх2-1,8 -хгх3 + 8,55 -х2-х3--0,45-х, ■х2(х, -х2)-8,1-х1 -х3(х, -х3)-2,25-х2 -х3(х2 -х3) + + 24,75 ■х] -х2 -х3;

- для предела прочности на растяжение при изгибе (рис. 6):

= 3,7 ■ х, 4- 4,4 ■ х2 + 4,7 • х3 + 4,95 ■х,-х2-1,35 ■х,-х3+1,58 ■ х2 • х3 + + 0,9-х, -х2(х, - х2)-0,45-х, ■х3(х1 -х3)-0,68-х2 •х3(х1-х3) +

+ 5,62 ■ х1 ■ х, ■ х3;

- для относительной линейной усадки (рис. 7):

е, = 0,16-х, + 0,21 ■ х2 +0,17 -х3- 0,23 -х,-х2- 0,02 -х,-х3- 0,05 -х2-х3 -0,02-х, ■х2(х,-х2)~0,25-х, ■х3(х1-х3) + 0,18-х2-х3(х2-х3)--0,68 -х, •х2 ■ х3 ;

Рис. 5. Зависимость изменения предела прочности на сжатие полимерсиликатного бетона от содержания компонентов

Расход жи.1К»сгеко;|ьной композиции, Х|

Рис. 6. Зависимость изменения предела прочности на растяжение при изгибе полимерсиликатного бетона от содержат компонентов

О ы.ч.д !00м.ч.

4,U\ 100мл.

Р;1СХОЛ Ж1!ЛК0СП;К0Л1,НСН1 towoîlllitcl.

Рис. 7. Зависимость изменения относительной линейной усадки полимерсиликатного бетона с

содержания компонентов

При введении в состав жидкостекольной композиции заполнителя (боя стекла) фиброволокна прочность на сжатие увеличивается, но прочность на растяжение при изги! снижается из-за хрупкости вводимого заполнителя, однако величина относительной линейш усадки снижается на 50%. Оптимальны интервалы содержания компонентов: заполнителя (б( стекла) 35 - 55 м.ч. (1417 - 1435 кг/м3), дисперсно-армирующего материала (фиброволокно) ■ - 90 м.ч. (6,15 - 8,35кг/м3), жидкостекольной композиции 10-30 м.ч. (691 - 708 кг/м3).

В дальнейшем при исследовании свойств полимерсиликатного композиционного материала (бетона) использовали оптимальный состав: расход заполнителя (боя стекла) - 1426 кг/м (66,9%), расход дисперсно-армирующего материала (фиброволокна) - 7,2 кг/м3 (0,3%), расход жидкостекольной композиции - 700 кг/м3 (32,8%).

Состав полимерсиликатного композита на основе жидкостекольной композиции: жидкое натриевое стекло -279 кг/м3 (13,1%), наполнитель из стеклобоя (фракцией до 0,315мм) - 376 кг/м3 (17,7%), кремнефтористый натрий - 44,76 кг/м3 (2,0%), НСУК - 0,01 кг/м3, добавка Полипласт СП СУБ - 0,23 кг/м3, заполнитель из боя стекла (фракцией до 5мм) - 1426 кг/м3 (66,9%), дисперсно-армирующий материал (фиброволокна) - 7,2 кг/м3 (0,3%).

На четвертом этапе для полученных составов полимерсиликатного композита производилось определение прочностных свойств материала, оценка водостойкости и стойкости к воздействию агрессивных сред.

Рассматриваемые полимерсиликатные композиты основаны на жидком стекле, которое относят к воздушному вяжущему веществу. Но воздушные вяжущие вещества не водостойки, для них характерна зависимость прочности от влагосодержания, что является недостатком. Эта зависимость характеризуется водопоглощением и коэффициентом размягчения, который является косвенной характеристикой, позволяющей судить о водостойкости материала.

Для определения влияния времени выдержки образцов в воде на степень снижения прочности испытания производились в сроки, что и испытания при воздействии агрессивных сред: 30, 60, 90, 180, 270 и 360 суток (табл. 3). По мере выдержки в воде образцы изменяли свой внешний вид: 60 суток - помутнели, внутри остались прозрачными; 180 суток - снаружи образцы светонепроницаемы, прозрачность сохранилась внутри до конца испытаний.

Таблица 3 - Результаты определения водопоглощения и коэффициента размягчения полимерсиликатной композиции

Наименование показателя Срок выдержки в водной среде, сутки

30 60 90 180 270 360

Водопоглощение по массе, % 3,2 3,1 3,3 2,9 3,2 3,4

Водопоглощение по объему, % 6,8 6,6 7,0 6,2 6,8 7,2

Предел прочности при сжатии сухих образцов, МПа 32,6 33,1 32,8 32,4 32,7 33,0

Предел прочности при сжатии образцов, выдержанных в воде, МПа 27,1 27,5 26,9 26,2 26,5 26,4

Коэффициент размягчения 0,83 0,83 0,82 0,81 0,81 0,80

Таким образом, при испытании полимерсиликатных композитов (бетонов) в водной среде водопоглощение в пределах требований ГОСТ для полимерсиликатных бетонов, эксплуатирующихся в агрессивных средах (не более 6%), однако внешний вид образцов после испытания в водной среде стал не эстетичным, что не влияет на потерю прочности композитом и коэффициент размягчения, который на протяжении срока испытаний не менее 0,80, следовательно, данный композит можно отнести к водостойким материалам.

Несмотря на разработку новых коррозийностойких материалов, материалы на основе жидкого стекла актуальны, т.к. они экономичны, меньше трудозатрат, менее токсичны, чем большинство полимеров.

Химическую стойкость полимерсиликатных бетонов оценивали по изменению массы прочности образцов после выдержки в среде. Агрессивные среды, в которых производили испытания полимерсиликатных композитов (бетонов)- серная и соляная кислота. Концентрат кислот: для серной кислоты - 3, 30, 70, 96%; для соляной - 5, 36%. Продолжительность выдержи среде - 360 суток, промежуточные сроки: 30, 60,90, 120 суток (табл. 4).

Таблица 4 - Результаты определения химической стойкости ПСК с дисперснь армированием.

Серная кислота (ШБО,))

Срок испытания г/, сут 30 60 90 180 270 360

1 1) 3% (0,7) Коэффициент химической стойкости Кхс 0,800 0,795 0,792 0,787 0,781 0,780

и « 30% (0,8) 0,900 0,895 0,890 0,887 0,872 0,87

э э* 70% (0,8) 0,880 0,872 0,868 0,857 0,846 0,84

X и я 96% (0,8) 0,860 0,852 0,841 0,838 0,829 0,820

X о ЪЙ Соляная кислота (НС1)

Срок испытания г„ сут 30 60 90 180 270 360

5% (0,7) Коэффициент 0,800 0,796 0,785 0,770 0,760 0,75

36% (0,8) химическои стойкости Кхс 0,900 0,890 0,873 0,854 0,846 0,84

В результате воздействия агрессивной среды полимерсиликатные композиты (бетон изменили внешний вид, прочностные свойства изменяются во времени в результа окислительной деструкции.

При испытаниях в наименее концентрированных кислотах - 3%-ная серная и 5%-н соляная - получили наибольшее снижение прочности полимерсиликатных композитов, концентрированной серной кислоте образцы этого не наблюдается, но коэффицие светопроницаемости равен нулю. При оценке прочностных показателей из результатов следу! что во всех рассматриваемых концентрациях растворов серной и соляной кислот ПСК прош испытания, и полученные показатели коэффициента химической стойкости соответству1 требованиям ГОСТ 25246, то есть изделия из данного материала могут применять химических производствах.

В четвертой главе рассмотрены структура и свойства полимерных композита материалов (ПКМ) на основе эпоксидной смолы, наполнителя и заполнителя из боя стекла.

Повышение объемного содержания наполнителя изменяет реологические свойс полимерной смеси и физико-химических свойства готового композиционного материала. ] первом этапе для установления оптимальной наполненности эпоксидных композит проводились испытания связующего на основе эпоксидной смолы. Объемное содержан наполнителя (бой стекла) варьировалось в интервале 0 - 0,8 от содержания эпоксидной смо; (рис. 8).

Эффективность наполнения связующего проявляется при формировании каркаса частиц наполнителя и пленочной матрицы, что образует жесткую решетчатую структуру -одной стороны, с другой — частицы наполнителя приводят к разупрочнению.

Степень наполнения, об. доли Рис. 8. Влияние степени наполнения эпоксидных композитов на: коэффициент светопроницаемости (1), прочность при сжатии (2), плотность (3)

С ростом объемного содержания наполнителя (интервал 0 - 0,2) прочность связующего уменьшается (кривая «2»), т. е. наполнитель используется для снижения стоимости конечного продукта или, что актуально при данном виде наполнителя, для утилизации боя стекла капсулированием его в матрице материала. Но основное свойство таких кривых - наличие экстремума - максимума, что определяет эффективность использования компонента. В данном случае экстремум - оптимальное количество наполнителя - интервал содержания наполнителя 0,45 - 0,55 по объему эпоксидной смолы. В дальнейшем оптимальное количество наполнителя использовалось при проведении последующих экспериментов.

Полимеры без изменения их молекулярного веса, пространственной структуры не используются, для этого в них создают пространственно-сшитую структуру, т. е. отверждают по средствам введения отвердителей, обеспечивающих образование химических связей.

В работе рассматривали отвердители: полиэтиленполимамин (ПЭПА) и 3-диметиламинопропанол (ЗДМАП). Отвердитель ПЭПА - аминный отвердитель, под действием которого эпоксидные смолы переходят в соединения, обладающие сетчатой трехмерной структурой. Процесс отверждения кубовым остатком от производства 3-диметиламинопропанола (3-ДМАП) имеет черты, присущие как третичному амину, так и дикарбоновой кислоте. На втором этапе при выборе отвердителя рассматривали составы: эпоксидная смола + наполнитель, без заполнителя (табл. 5, рис. 9). Количество наполнителя - 0,5 по объему.

Таблица 5 - Влияние отвердителя на свойства эпоксидного связующего

Наименование показателя Вид отвердителя

ПЭПА 3-ДМАП

Плотность, кг/м"* 1620 1606

Предел прочности при сжатии, МПа 77,0 70,5

Предел прочности на растяжение при изгибе, МПа 15,5 12,3

Относительная линейная усадка, % 0,03 0,034

Коэффициент светопроницаемости 0,35 0,12

ИЗ - ПК'М 01всрж.исмыс НЭПА: Х/////Л-Ш\\ смвсрждаемые 3-ДМА11. Рис. 9. Влияние отвердителя на свойства эпоксидного связующего

Выявлено, что отверждение эпоксидной смолы 3-ДМАП, по сравнению с ПЭПА, ведет : незначительному снижению плотности и предела прочности при сжатии, увеличению линейно] усадки (12 - 13%), но предел прочности на растяжение при изгибе снижается на 20%, коэффициент светопроницаемости более, чем на 60%. В связи с этим для дальнейшеп исследования свойств ПКМ был выбран отвердитель ПЭПА.

На третьем этапе для определения влияния расходов заполнителя, наполнителя i эпоксидной смолы на свойства полимерных композитов проводили оптимизацию составОЕ Рассматривали трехкомпонентный состав с применением метода симплекс-решетчатоп планирования эксперимента (10 опытов). Факторы варьирования: Xi - эпоксидная смола, Х2 • наполнитель, Хз - заполнитель. После статистической обработки результатов эксперимент получены уравнения регрессии.

Для предела прочности при сжатии (рис. 10):

Rcx =68,5-х, + 62,6-х2+70-х3 +27,68-х,-х2 +14,85-х,-х3 -

-10,13 -х2-х3- 0,45 • х, ■ х2(х, - х2) + 22,95-х,-х3(х,-х3)~

-11,02 - х2 • х3(х2-х3) +182,7 -х,-х2-х3;

Для предела прочности на растяжение при изгибе (рис. 11):

Rux = 14,2-х,+ 13-х2+14,6 ■ х3 + 8,55 -х,-х2+ 3,38 -х,-х3-

-2,93-х2 ■ х3 +2,7-х, -х2(х, -х2) + 2,93-х, -х3(х, — х3) —

- 5,18 ■ х2 ■ х3 (х2 - х3) + 67,95 -х,-х2-х3;

Для относительной линейной усадки (рис. 12):

е, = 0,03 ■ х, + 0,025 ■ х2 + 0,024 ■ х3 + 0,002-х,-х2 - 0,016 ■х,-х3--0,009-х2 -х3 +0,016-х, -х2(х, -х2)-0,007 ■ х, -х3(х, -х3) + + 0,018 -х2 -х3(х2 —х3) — 0,005 -х, ■ х2 ■ х3.

Введение в матричный состав заполнителя при оптимальных соотношениях позволяе улучшить показатели прочностных свойств до 78 МПа, снизить усадку. Дефицит какого-либ компонента или его увеличение его содержания приводит к снижению показателей. Эт> объясняется дефицитом связующего, при малых расходах эпоксидной смолы, либо хрупкостьк

при избытке заполнителя. Из полученных данных оптимальны интервалы содержания компонентов: эпоксидной смолы 35 - 65м.ч. (250 - 278 кг/м3), наполнителя (бой стекла) - 50 -85м.ч. (243 - 255 кг/м3), заполнителя (бой стекла) - 10 - 45% (1643 - 1704 кг/м3), эти составы и использовались для дальнейшего исследования свойств полимерных композитов.

Рис. 10. Зависимость изменения предела Рис. 11. Зависимость изменения предела

прочности на сжатие ПКМ от содержания прочности на растяжение при изгибе ПКМ от компонентов содержания компонентов

Рис. 12. Зависимость изменения относительной линейной усадки полимерных композитов от содержания компонентов

Оптимальный состав полимерного композита (бетона) на основе эпоксидной смолы: расход заполнителя (боя стекла) - 1673 кг/м3 (76,5%), расход наполнителя (боя стекла) - 250 кг/м3 (11,4%),расход эпоксидной смолы - 264 кг/м3 (12,1%). В объемных долях: эпоксидная смола - 0,22 об. доли, наполнитель - 0,1 об. доли, заполнитель - 0,67 об. доли.

Четвертый этап - исследование влияние дисперсного армирования на свойства ПКМ. Дисперсное армирование создает «косвенное» упрочнение, формируется пространственный каркас,

что обеспечивает снижение относительной линейной усадки и рост прочностных показателе' Использовали волокна-фибры (волокна Фибрин). Интервал содержания фиброволокна: 0 - 0,5% I массе связующего. Испытания проводились на оптимальных составах смола + наполнитель заполнитель (табл. 6).

Таблица 6 - Влияние содержания фиброволокна на свойства ПКМ

Наименование показателя Количество фиброволокна, % по массе

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

Средняя плотность, кг/м3 2181 2183 2184 2186 2188 2188

Предел прочности при сжатии, МПа 76 81 83 83 87 82

Предел прочности на растяжение при изгибе, МПа 16 14,4 17 18,6 25 17,3

Относительная линейная усадка (120 суток), % 0,027 0,026 0,02 0,04 0,009 0,009

Коэффициент светопроницаемости 0,35 0,30 0,30 0,29 0,28 0,16

Установлено оптимальное количество дисперсно-армирующего материала фиброволокна Фибрин - соответствующее 0,4% по массе. При данном количестве дисперсн армирующего материала по сравнению с составами без Фибрина наблюдается наименып; относительная линейная усадка (в 3 раза меньше), увеличение прочности при сжатии (на 15%) на растяжение при изгибе (на 55%), а также относительно незначительное снижен] коэффициента светопроницаемости, по сравнению с составом, содержащим 0,5% фиброволою по массе.

Снижение коэффициента светопроницаемости объясняется тем, что материал полимернь фиброволокон обладает низким показателем светопроницаемости. Снижение прочное композита при увеличении содержания фиброволокна более 0,4% по массе объясняет дефицитом матричного связующего, проявляющегося при содержании армирующе] компонента выше оптимального значения. Как и в случае с наполнителем, при содержат выше оптимального значения, материал становится более пористым, что ведет разупрочнению, в связи с чем, материал начинает проявлять хрупкие свойства.

На пятом этапе исследовали влияние НСУК на полимерную матрицу, прочностные деформативные свойства эпоксидных композитов. Первоначально исследовали влияга введения НСУК на вязкость эпоксидной смолы (табл. 7), при этом исследовалась состав: эпоксидная смола и отвердитель (ПЭПА), без наполнителя и заполнителя.

Таблица 7 - Влияние содержания НСУК на вязкость полимерного связующего

Наименование показателя Количество НСУК, % по массе

0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006

Вязкость эпоксидной смолы, с 55 53 48 47 46 46 46

Таким образом, введение наноструктурного углеродного комплекса влияет на вязкое эпоксидной смолы, снижая ее. Данный эффект наблюдается при введении НСУК до 0,004% 1 массе. Влияя на вязкость смолы, НСУК оказывает влияние на удобоукладываемость, и, к следствие, на пористость и прочностные показатели ПКМ.

Для выявления оптимального количества НСУК принимали интервал варьирования 0 -0,006% по массе (табл. 8, рис. 13). Исследовались составы: эпоксидная смола + отвердитель, наполнитель, заполнитель, дисперсное армирование, НСУК. Количество фиброволокна принималось равное 0,4% по массе связующего.

Таблица 8 - Влияние содержания НСУК на свойства ПКМ

Наименование показателя Количество вводимого НСУК, % по массе

0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006

Средняя плотность, кг/м3 2188 2189 2189 2190 2190 2191 2192

Предел прочности при сжатии, МПа 85 88 93 95 96 98 97

Предел прочности на растяжение при изгибе, МПа 24 28 35 36 38,5 38 37,4

Относительная линейная усадка (120 суток), -10'2% 0,9 0,8 0,75 0,56 0,5 0,43 0,43

Коэффициент светопроницаемости 0,29 0,27 0,23 0,22 0,20 0,15 0,10

Введение НСУК в количестве 0,003% по массе увеличивает предел прочности при сжатии на 12%, а предел прочности при изгибе на 50%, по сравнению с ПКМ, не содержащим НСУК.

углеродного комплекса, % по массе ЕЭ-предел прочности при сжатии: Щ-относшслыгая .-пшенная усадка: ■■ - предел прочносги на рас I яжение при пи пие. Рис. 13. Влияние количества вводимого НСУК на свойства ПКМ

Установлено оптимальное количество НСУК - 0,002 - 0,003 % по массе. Введение большего количества нецелесообразно, т. к. рост прочности не значителен, относительная линейная усадка значительно не снижается, коэффициента светопроницаемости резко снижается.

Химическую стойкость полимерного композита оценивали по изменению массы и прочности образцов после выдержки в среде в течение контрольного периода времени. Продолжительность

выдерживания образцов в среде - 360 суток, при этом промежуточные сроки: 30, 60, 90, 120 суток. Агрессивные среды, в которых производились испытания эпоксидных композитов - серная и соляна кислота. Концентрации кислот: для серной кислоты - 3, 30, 70%; для соляной - 5 и 36% (табл. 9). Рассматривали составы без дисперсного армирования.

Таблица 9 - Результаты определения химической стойкости ПКМ.

Серная кислота (ШвО,))

§ Срок испытания г„ сут 30 60 90 180 270 360

& 3% (0,8) 0,86 0,84 0,84 0,83 0,82 0,82

К ш 30% (0,5) Коэффициент химической стойкости Кх с 0,73 0,71 0,68 0,66 0,65 0,60

X 70% (0,3) 0,51 0,49 0,48 0,45 0,43 0,43

я и Соляная кислота (НС1)

ы Срок испытания ц, сут 30 60 90 180 270 360

5% (0,8) Коэффициент химической 0,84 0,83 0,83 0,82 0,81 0,81

36% (0,5) СТОЙКОСТИ Кх.с 0,64 0,63 0,62 0,61 0,61 0,60

В результате воздействия агрессивной среды ПКМ «стареет», его прочностные свойств изменяются во времени в результате окислительной деструкции. При испытаниях состав! практически не изменили свой внешний вид; эпоксидные композиты, отвержденны отвердителем ПЭПА, цветоустойчивы в различных концентрациях кислот, за исключение: концентрированных. В концентрированных растворах серной кислоты коэффициен светопроницаемости снижается до нуля. По прочностным показателям во все: рассматриваемых концентрациях растворов серной и соляной кислот ПКМ прошли испытания полученные показатели коэффициента химической стойкости соответствуют требования] ГОСТ.

В пятой главе приведены технологические рекомендации по производств полимерсиликатных композитов на основе жидкостекольной композиции и полимерны: композитов на основе эпоксидной смолы с применением боя стекла. Решающими факторам: разработки новых составов полимерсиликатных и полимерных композитов являются экономические преимущества (снижение стоимости материалов за счет использовани техногенных отходов), возможность расширения сырьевой базы строительно промышленности и области применения рассматриваемых материалов, а также получени прочных, светопроницаемых, химически стойких материалов на основе жидкостекольж» композиции и эпоксидной смолы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Теоретически обоснована и практически подтверждена возможность целесообразность использования боя стекла для производства полимерсиликатных полимерных материалов строительного назначения.

2. Установлено положительное влияние НСУК, наполнителя и добавки на свойств жидкостекольной композиции, в частности на прочностные показатели, величин относительной линейной усадки, коэффициент светопроницаемости.

3. Оптимизированы составы жидкостекольной композиции и полимерсиликатного композита (бетона) на ее основе, установлены основные свойства: прочность при сжатии и растяжении при изгибе, относительная линейная усадка.

4. Исследованы основные свойства полимерсиликатных композитов (бетонов): водостойкость (установлены водопоглощения данного материала и коэффициент размягчения), а также стойкость по отношению к воздействию агрессивных сред - минеральных кислот.

5. Выявлены оптимальная степень заполнения полимерной матрицы (эпоксидного связующего), выбран отвердитель, позволяющий добиться сочетания прочностных свойств и светопроницаемости композита, выявлено оптимальное количество НСУК и заполнителя из техногенных отходов.

6. Оптимизированы составы полимерных композитов (бетонов) на основе эпоксидной смолы, установлены основные свойства: прочность при сжатии и растяжении при изгибе, относительная линейная усадка.

7. Выявлено оптимальное количество наноструктурного углеродного комплекса в составе полимерных композитов, введение которого обеспечивает снижение вязкости связующего, рост прочностных показателей без снижения светопроницаемости.

8. Исследовано стойкость полимерных композитов по отношению к воздействию агрессивных сред - минеральных кислот. Выявлена химическая стойкость данного вида бетонов.

9. Разработаны технологические рекомендации для производства полимерных и полимерсиликатных композитов строительного назначения. Экономическая и экологическая целесообразность использования техногенных отходов (боя стекла) связана с возможностью использования их значительных запасов с применением минимальной подготовки.

Основное содержание диссертации представлено в следующих публикациях:

Статьи, опубликованные в журналах и изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Кузьмина, C.B. Свегопрозрачные дисперсно-армированные полимербегоны / C.B. Кузьмина, E.H. Прудков // Известия ТулГУ. серия Строительные материалы, конструкции и сооружения. - Тула: ТулГУ - 2005. - вып.8 - С. 118-121.

2. Кузьмина, C.B. Полимербегоны с дисперсным армированием полимерными волокнами / C.B. Кузьмина, E.H. Прудков // Известия ТулГУ. серия Строительные материалы, конструкции и сооружения. - Тула: ТулГУ- 2005. - вып.8 - С. 122 -127.

3. Кузьмина, C.B. Оптимизация составов и исследование свойств эпоксидных композитов, модифицированных наноматериалами / C.B. Кузьмина, E.H. Прудков // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. - Воронеж: Изд-во ВГАСУ - 2011. - С. 52 - 57.

4. Кузьмина, C.B. Свегопрозрачные дисперсно-армированные полимербегоны с использованием отходов промышленности/СВ. Кузьмина, E.H. Прудков//Известия ТулГУ. Технические науки. -Тула: ТулГУ - 2011. -Вып.1 -С.55 - 56.

5. Жидкостекольная композиция: пат. 2440945 (РФ): МПК С04В 28/26 / E.H. Прудков, C.B. Кузьмина, A.C. Богданчикова, E.H. Рыбакова.; патентообладатель Тульский государственный университет. - №2010130995/03; заявл. 23.07.2010; опубл. 27.01.2012, Бюл.№3.

Статьи, опубликованные в других научных журналах и изданиях:

6. Кузьмина, C.B. Полимербетоны с дисперсным армированием полимерны* волокнами/С.В. Кузьмина, E.H. Прудков//У1 Международная научно-техническ; конференция «Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии» - Тул ТулГУ. - Тула - 2005. -С. 46- 47.

7. Кузьмина, C.B. Свегопрозрачные композиты из вторичного сырья и волокнистьв армирующими элементами / C.B. Кузьмина, E.H. Прудков // VII Международная научно-техническ конференция «Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии». - Тула: ТулГУ. Тула-2006, —С. 28-29.

8. Кузьмина, C.B. Математико-сгатисшческие модели оценки прочности полимербегонов / С. Кузьмина, E.H. Прудков // Известия ТулГУ. серия Строительные материалы, конструкции сооружения. - Тула: ТулГУ - 2006. - вып. 10 - С. 78 - 81.

9. Кузьмина C.B. Свегопрозрачные дисперсно-армированные полимербетоны д ремонта и отделки помещений / C.B. Кузьмина, E.H. Прудков // Стройпрофиль. - Санк Петербург - 2006. - №1 (47) - С. 94 - 95.

10. Кузьмина, C.B. Кинетика линейной усадки эпоксидных композиционных материалов/С. Кузьмина, E.H. ПрудковУ/Композиционные строительные материалы. Теория и практика: сборн статей Международной научно-технической конференции, посвященной 50-летию Пензенско государственного университета архитектуры и строительства. - Пенза: 111УАС - 2008. - С. 143 - U

11. Кузьмина, C.B. Влияние дисперсного армирования на усадку эпоксидных композитов/С. Кузьмина, E.H. Прудков//Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии: сборн материалов IX Международной научно-технической конференции. - Тула: ТулГУ - 2008. - C.:4Ç 50.

12. Кузьмина, C.B. Методика прогнозирования долговечности полимерных композиционм материалов/С.В. Кузьмина, E.H. Прудков//Актуальные проблемы строительства и сгроительн индустрии: сборник материалов IX Международной научно-технической конференции. - Tyj ТулГУ - 2008. - С.:50 - 51.

13. Кузьмина, C.B. Моделирование свойств свегопрозрачных полимербегонов / С. Кузьмина, E.H. Прудков // Социально-экономические и экологические проблемы гор» промышленности, строительства и энергетики: материалы 4-ой Международной конференц по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики. - Тула: ТулГУ - 2008. С.:50 - 57.

14. Кузьмина, C.B. Прогнозирование долговечности полимербетонных композиционм материалов / C.B. Кузьмина, E.H. Прудков // Известия ТулГУ. Технические науки. - Tyj ТулГУ - 2009. - Выпуск 1 - С. 103 - 107

15. Кузьмина, C.B. Влияние наноматериалов и дисперсных наполнителей на процео структурообразования и свойства свегопрозрачных эпоксидных композитов / C.B. Кузьмю E.H. Прудков // Современные электротехнологии в промышленности центра России. Труды региональной научно-технической конференции. Тула, 2В октября 2009 г. - Тула: ТулГУ 2009.-С.131-135.

16. Кузьмина, C.B. Свегопрозрачные полимерсиликатные композиционные строительн материалы на основе вторичного сырья / C.B. Кузьмина, E.H. Прудков // Актуальные пробле( строительства и строительной индустрии: сборник материалов X Международной научь технической конференции - 2009. - Тула: ТулГУ - С. 33 - 34.

17. Кузьмина, C.B. Светопрозрачные полимерсиликатные композиты, модифицированные фиброматериалами / C.B. Кузьмина, E.H. Прудков // Гражданское строительство. Спортивные сооружения - Санкт-Петербург: Издательский дом «Мир» — 2010. — №38-С. 33.

18. Кузьмина, C.B. Разработка и исследование свойств дисперсно-армированных полимербетонов с использованием отходов промышленности для строительных изделий жилищного и гражданского строительства / C.B. Кузьмина // Курский научный вестник. -Курск:-2010.-42-С. 103-107.

19. Кузьмина, C.B. Светопрозрачные полимерсиликатные композиты, модифицированные фиброматериалами / C.B. Кузьмина, E.H. Прудков // Теория и практика повышения эффективности строительных материалов: Материалы V Всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - 2010. - Пенза: ПГУАС. - С. 197 -203.

20. Кузьмина, C.B. Светопрозрачные полимерсиликатные композиционные строительные материалы, модифицированные наноматериалами / C.B. Кузьмина, E.H. Прудков, A.C. Богданчикова, E.H. Рыбакова// «Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики: материалы»: б-я международная конференция по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики. Тула — Донецк — Минск 27 — 29 октября 2010 г. -Тула: ТупГУ-2010. -42. - С. 80 - 83.

Изд. лиц. ЛР № 020300 от 12.02.97. Подписано в печать 27.09.12 Формат бумаги 60x84 V^. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,2. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 163 Тульский государственный университет 300012, г. Тула, просп. Ленина, 92 Отпечатано в Издательстве ТулГУ 300012, г. Тула, просп. Ленина, 95

Введение

ГЛАВА 1 СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ, ТЕХНОЛОГИЯ

ПОЛУЧЕНИЯ, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ КОМПОЗИТНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.1 Структурообразование композитных материалов

1.2 Составы и свойства композитов на основе жидкого стекла - 13 и эпоксидной смолы

1.3 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1 -

ГЛАВА 2 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Цели и задачи исследований

2.2 Характеристики применяемых материалов

2.3 Методы исследований, приборы и установки

2.4 Методы обработки результатов экспериментов

2.5 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2 -

ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ ЖИДКОСТЕКОЛЬНОГО

ВЯЖУЩЕГО, ПОЛИМЕРСИЛИКАТНЫХ

КОМПОЗИЦИЙ (БЕТОНОВ) И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ

3.1 Исследование влияния степени наполнения -59 полимерсиликатного связующего

3.2 Исследование влияния наноструктурного углеродного - 61 комплекса на свойства жидкостекольных вяжущих (композиций)

3.3 Оптимизация составов жидкостекольных вяжущих - 64 (композиций) содержащих наноструктурный углеродный комплекс

3.4 Оптимизация составов полимерсиликатных бетонов, дисперсно-армированных фибрами на основе жидкостекольной композиции

3.5 Оценка свойств полимерсиликатных композитов - 73 (бетонов) по отношению к воде

3.6 Оценка свойств полимерсиликатных композиций в - 77 агрессивных средах - минеральных кислотах

3.6.1 Механизм действия агрессивных сред на -77 полимерсиликатные композиты (бетоны)

3.6.2 Оценка свойств полимерсиликатных композитов - 77 (бетонов) в агрессивных средах - минеральных кислотах

3.7 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ ПОЛИМЕРНЫХ

КОМПОЗИЦИЙ (БЕТОНОВ) И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ

4.1 Исследование влияния степени наполнения эпоксидных - 86 композитов

4.2 Исследование влияния отвердителя

4.3 Оптимизация состава полимерных эпоксидных - 96 композитов

4.4 Исследование влияния дисперсного армирования на - 100 свойства полимерных композитов

4.5 Исследование влияния наноматериалов на свойства -104 полимерного связующего и композитов

4.6 Оценка свойств эпоксидных композитов в агрессивных - 108 средах - минеральных кислотах

4.6.1 Механизм действия агрессивных сред на полимерные -108 композиты

4.6.2 Оценка свойств полимерных эпоксидных композитов в - 108 агрессивных средах - минеральных кислотах

4.7 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4

ГЛАВА 5 ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ - 116 В ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛИМЕРНЫХ И ПОЛИМЕРСИЛИКАТНЫХ КОМПОЗИТОВ (БЕТОНОВ)

5.1 Влияние качества наполнителей и заполнителей на -116 свойства полимерных (ПК) и полимерсиликатных (ПСК) композитов (бетонов)

5.2 Технологические режимы по изготовлению полимерных -123 и полимерсиликатных композитов (бетонов)

5.3 Технико-экономическая эффективность производства -135 полимерных и полимерсиликатных композитов (бетонов)

5.4 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 5 -142 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ -144 Список использованных источников - 146 ПРИЛОЖЕНИЯ

Актуальность работы

Проблема размещения стекольных отходов сейчас вышла на первое место по своей значимости. Встает вопрос утилизации вторичного боя -стеклянного боя. По данным [44] при производстве стекла стеклянным боем (при транспортировке, разгрузке, хранении, раскрое) уходит около 23 % от общей массы производимого стекла. Уровень накопления твердых бытовых отходов в год составляет примерно 0,3 - 0,5 т/чел. Доля стеклобоя в массе бытовых отходов составляет 6%.

С экологической точки зрения стекло остается трудно утилизируемым отходом. Объемы неиспользованного стеклобоя в виде отходов с каждым годом возрастают и, среди всего многообразия городских отходов, стеклобой занимает одно из лидирующих мест, более 20% от общего количества. Поэтому применение стеклобоя в производстве строительных материалов является важным технологическим и экологическим решением.

Работа относится к области производства строительных материалов, а именно к составам полимерных и полимерсиликатных смесей, предназначенных для изготовления светопрозрачных конструкций и элементов (для обустройства подземных переходов, складов, помещений общественных зданий и др.), работающих в условиях химически агрессивных сред, а также светопрозрачных элементов технологического оборудования, баковой аппаратуры (технологических ванн, баков, кислотохранилищ, отстойников) и быть использовано на предприятиях строительной, химической, металлургической, нефтехимической, энергетической индустрии.

Изучение процесса образования структуры и свойств сложных светопрозрачных многокомпонентных систем на основе полимерной и полимерсиликатной матрицы и армирующих компонентов, включающих дисперсно-армирующий компонент, наполнители и заполнитель из стеклобоя, является инновационным и актуальным направлением в строительном материаловедении.

Актуальность темы определила цели и задачи работы.

Цели и задачи исследования

Целью работы является разработка составов, изучение процесса структурообразования и свойств композиций на основе полимерной и полимерсиликатной матрицы и армирующих компонентов, включающих дисперсно-армирующие компоненты, наполнители и заполнитель из техногенного сырья.

В соответствии с целью работы решались следующие задачи:

1. На основании анализа литературы теоретически обосновать использование полимерной и полимерсиликатной матрицы, дисперсно-армирующих материалов, техногенного сырья - стеклобоя.

2. Обосновать и выявить эффективность наноструктурного углеродного комплекса, представляющего собой нанотрубки; наполнителя из стеклобоя, добавки полимера - продукта поликонденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида в многокомпонентной жидкостекольной матрице.

3. Обосновать и выявить эффективность степени наполнения полимерной матрицы, выбор вида отвердителя, наноструктурного углеродного комплекса, заполнителя из стеклобоя.

4. Оптимизировать составы жидкостекольных вяжущих (полимерсиликатных связующих), полимерсиликатных композиций (бетона) на основе жидкостекольного вяжущего, полимерсиликатных композиций (бетона) на основе эпоксидного связующего используя методы математического планирования.

5. Исследование основных свойств жидкостекольного вяжущего (полимерсиликатного связующего): линейной усадки, прочности, светопроницаемости.

6. Исследование основных свойств полимерсиликатной композиции (бетона) и полимерного композита (бетона): линейной усадки, прочности, светопроницаемости, химической стойкости.

7. Разработать технический регламент изготовления изделий на жидкостекольном вяжущем (полимерсиликатном связующем).

Научная новизна работы доказана возможность получения светопрозрачных многокомпонентных систем на основе полимерной и полимерсиликатной матрицы и армирующих компонентов, включающих дисперсно-армирующий материал, наполнители и заполнитель из стеклобоя; установлена эффективность применения наноструктурного углеродного комплекса представляющего собой нанотрубки (полые трубки из одного или нескольких слоев атомов углерода, диаметр которых от 1 до нескольких нанометров, длина от нескольких диаметров до нескольких микрометров);

- выявлены закономерности влияния составляющих полимерных и полимерсиликатных композитов на процессы структурообразования;

- выявлены закономерности и количественные зависимости влияния наноструктурного углеродного комплекса на физико-механические свойства жидкостекольной матрицы;

- выявлены закономерности и количественные зависимости влияния составляющих компонентов на физико-механические свойства полимерных и полимерсиликатных композитов;

- установлено, что разработанные композиты обладают высокой стойкостью к химическому воздействию (воздействию кислот), по отношению к известным светопроницаемым материалам.

Практическая значимость работы

Расширена область применения техногенных отходов - боя стекла - в качестве сырья для жидкостекольного вяжущего, наполнителей и заполнителей полимерных и полимерсиликатных композитов, что позволяет уменьшить количество отходов, находящихся в отвалах, снизить экологический вред окружающей среде.

Разработаны составы полимерных и полимерсиликатных композитов (бетонов) - светопрозрачных многокомпонентных систем на основе полимерной и полимерсиликатной матрицы и армирующих компонентов, включающих дисперсно-армирующий материал, наполнители и заполнитель из стеклобоя - для производства бетонов. Классы (марки) по прочности на сжатие - В25 (М350) для полимерсиликатных бетонов, В60 (М800) - В70 (М900) - для полимерных бетонов. Классы (марки) по прочности на растяжение при изгибе - Btb 4,0 (Ptb 50) для полимерсиликатных бетонов, Btb 8,0 (Ptb 100) и выше - для полимерных бетонов.

Реализация и внедрение результатов работы

Результаты диссертационной работы получили внедрение в ООО «Тульский завод ЖБИ» (г. Тула) при изготовлении опытной партии светопрозрачных, химически стойких полимерных и полимерсиликатных изделий.

Достоверность результатов обеспечена использованием стандартных методик, методов математического планирования эксперимента и статистической оценкой их результатов. Достоверность основных выводов работы подтверждена результатами производственных испытаний.

На защиту выносятся разработанные составы светопрозрачных, химически стойких полимерных и полимерсиликатных композитов (бетонов);

- обоснование эффективности применения составляющих компонентов на полимерных и полимерсиликатных композитов (бетонов) на физико-механические свойства; зависимости прочностных свойств, деформативных свойств, водостойкости жидкостекольных вяжущих и полимерсиликатных композитов, химических свойств полимерных и полимерсиликатных композитов (бетонов) от составляющих компонентов: наноструктурного углеродного комплекса, наполнителя из стеклобоя, добавки полимера, дисперсно-армирующих материалов, заполнителей.

Апробация работы

Основные результаты работы были доложены и обсуждены на VI Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии» (г. Тула, 2005г.); VII Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии» (г. Тула, 2006г.); Международной научно-технической конференции, посвященной 50-летию Пензенского государственного университета архитектуры и строительства «Композиционные строительные материалы. Теория и практика» (г. Пенза, 2008г.); 4-ой международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики «Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики» (г. Тула, 2008г.); X региональной научно-технической конференции «Современные электротехнологии в промышленности центра России» (г. Тула, 2009г.); X Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии» (г. Тула, 2009г.); 6-й Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики «Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики: материалы» (г. Тула, 2010г.).

Публикации По теме диссертации опубликованы 22 работы, в том числе 2 статьи в журналах по Перечню ВАК РФ и патент на изобретение.

Структура и объем Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка литературы из 125 источников, 4 приложений. Содержит 30 рисунков и 29 таблиц. Материал изложен на 175 машинописных страницах.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Теоретически обоснована и практически подтверждена возможность и целесообразность использования боя стекла для производства полимерсиликатных и полимерных материалов строительного назначения.

2. Установлено положительное влияние НСУК, наполнителя и добавки на свойства жидкостекольной композиции, в частности на прочностные показатели, величину относительной линейной усадки, коэффициент светопроницаемости.

3. Оптимизированы составы жидкостекольной композиции и полимерсиликатного композита (бетона) на ее основе, установлены основные свойства: прочность при сжатии и растяжении при изгибе, относительная линейная усадка.

4. Исследованы основные свойства полимерсиликатных композитов (бетонов): водостойкость (установлены водопоглощения данного материала и коэффициент размягчения), а также стойкость по отношению к воздействию агрессивных сред - минеральных кислот.

5. Выявлены оптимальная степень заполнения полимерной матрицы (эпоксидного связующего), выбран отвердитель, позволяющий добиться сочетания прочностных свойств и светопроницаемости композита, выявлено оптимальное количество НСУК и заполнителя из техногенных отходов.

6. Оптимизированы составы полимерных композитов (бетонов) на основе эпоксидной смолы, установлены основные свойства: прочность при сжатии и растяжении при изгибе, относительная линейная усадка.

7. Выявлено оптимальное количество наноструктурного углеродного комплекса в составе полимерных композитов, введение которого обеспечивает снижение вязкости связующего, рост прочностных показателей без снижения светопроницаемости.

8. Исследовано стойкость полимерных композитов по отношению к воздействию агрессивных сред - минеральных кислот. Выявлена химическая стойкость данного вида бетонов.

9. Разработаны технологические рекомендации для производства полимерных и полимерсиликатных композитов строительного назначения. Экономическая и экологическая целесообразность использования техногенных отходов (боя стекла) связана с возможностью использования их значительных запасов с применением минимальной подготовки.

1. A.c. 663677 (СССР) Бетонная смесь/В.И. Соломатов, И.Д. Симонов-Емельянов, С.Д. Ковригин, Опубл. в БИ, 1979, №19.

2. A.c. 1662983 СССР, M Кл. С 04 В 28/36. Вяжущие / В.И. Соломатов, В.П. Селяев, В.Т. Ерофеев и др. №4274922 / 33; Заявл. 25.04.89; опубл. 15.07.91 // открытия, изобретения. 1991. №26. С.93

3. A.c. №299150 (СССР) Далматов В.Я., Ким И.П., Мощанский H.A. и др. Кислотоупорный материал. №1332610/29-33; Заявл. 19.05.69; Опубл. 05.06.72 // Открытия. Изобретения. 1972. №18. С.142.

4. A.c. №184690 (СССР) Далматов В.Я., Ким И.П. Кислотостойкий материал. № 938473/29 14; Заявл. 18.01.66; опубл. 21.07.1966 // Открытия. Изобретения. 1966. №15. С. 166.

5. A.c. 2128152 Cl Российская Федерация, 6 С04В35/14, С04В28/26. Каркасный композит/ Прошин А.П., Береговой A.M., Береговой В.А., Опубл. 27.03.1999.

6. Акулова М.В., Щепочкина Ю.А. Водостойкое силикатное покрытие // Строительные материалы. 1998. - №11. - С.39.

7. Андриевский P.A. Наноструктурные материалы: Учеб. пособие для студ. высш. учебн. заведений / P.A. Андриевский, A.B. Рагуля. М. Издательский центр «Академия», 2005. - 192с.

8. Ахвердов И.Н. Основы физики бетона/ И.Н. Ахвердов. М.: Стройиздат, 1981. - 464с.

9. Ахназарова C.JI. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии: Учеб. пособие для хим.-технол. спец. вузов/С.Л. Ахназарова, В.В. Кафаров. М.: Высшая школа, 1985. - 327 с.

10. Бабушкин В.И. Защита строительных конструкций от коррозии, старения и износа / В.И. Бабушкин. Киев: Выща шк. Изд-во при Харьк. унте, 1989.- 166 с.

11. Баженов Ю.М. Перспективы применения математических методов в технологии сборного железобетона/Ю.М. Баженов, В.А. Вознесенский. М.: Стройиздат, 1974. - 192 с.

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

13. Баженов Ю.М. Проектирование предприятий по производству строительных материалов и изделий/Ю.М. Баженов, JI.A. Алимов, В.В. Воронин, Н.В. Трескова. М.: Издательство АСВ, 2005. - 472 с.

14. Баженов Ю.М. Технология бетона / Ю.М. Баженов. М.: Изд-во АСВ, 2002. - 500с.

15. Барабащук В.М. Планирование эксперимента в технике/ В.И. Барабащук, Б.П. Кредендер, В.И. Мирошниченко. Под ред. Б.П. Кренцера. -К.: Техника, 1984.-200 с.

16. Белокопытова A.C. Разработка процессов утилизации стеклобоя путем создания композиционных материалов: дис. . канд. техн. наук. -Москва, 2006. 220 с.

17. Бобрышев А.Н. Прочность и долговечность полимерных композиционных материалов/ А.Н. Бобрышев, В.Н. Козомазов, Р.В. Козомазов, A.B. Лахно, В.В. Тучков. Липецк: РПГФ «Юлис», 2006. - 170 с.

18. Бобрышев А.Н., Козомазов В.Н., Калашников C.B., Авдеев Р.И. Анализ кинетических асимптотических зависимостей с использованием метода циклических итераций // Вестник отделения строительных наук // Вып. 2.-М.: 1998, С. 58-62.

19. Бобрышев А.Н., Козомазов В.Н. Нелинейные аспекты деформирования композитных систем // Вестник отделения строительных наук // Вып. 2, М.: 1998. - С. 53-57.

20. Бокшицкий М.Н. Длительная прочность полимеров / М.Н. Бокшицкий М.: Химия, 1978. - 308 с.

21. Болотин В.В. Механика композиционных материалов и конструкций из них // Строительная механика: современное состояние и перспективы развития. 1974. - С.65 - 98.

22. Боровинич М. Фибрин специальная добавка для бетона и строительных смесей // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. - 2004. - №2 (61). - С.14 - 15.

23. Бутт Ю.М. Химическая технология вяжущих веществ / Ю.М. Бутт, М.М. Сычев, В.В. Тимашев. М.: Высшая школа, 1980. - 345с.

24. Вайсман Я.И., A.A. Кетов. Воздействие на окружающую среду и перспективы переработки стеклобоя // Вестник ПНИПУ.Урбанистика. 2011. - №4. - С.78 - 95.

25. Варшавский В. Углеродные волокна эффективный наполнитель композиционных материалов в строительстве. // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2010. - № 6 (137). - С. 12-13.

26. Васильев В.В. Композиционные материалы: справочник / В.В. Васильев, Ю.М. Тарнопольский, В.Д. Протасов, В.В. Болотин. М.: Машиностроение, 1990. - 512 с.

27. Вознесенский В.А. Современные методы оптимизации композиционных материалов / В.А. Вознесенский, В.Н. Выровой, В .Я. Керш и др. Под ред. В.А. Вознесенского. Киев: Будивельник, 1983. - 144с.

28. Волгушев А.Н. Производство и применение серных бетонов / А.Н. Волгушев, Н.Ф. Шестиркина. -М.: ЦНИИТЭМС, 1991. -230с.

29. Воробьев В.А. Технология полимеров // В.А.Воробьев, P.A. Андрианов. М.: Высшая школа, 1980. - 303с.

30. Гвоздева О.Н. Огнезащитные составы на основе жидкого стекла и расширяющегося графита // Строительные материалы. 2004. - №4. - С.33 -35.

31. Горшков B.C. Физическая химия силикатов и других тугоплавких соединений // B.C. Горшков, В.Г. Савельев, Н.Ф. Федоров. М.: Высшая школа, 1988.-400с.

32. Григорьев П.Н. Растворимое стекло / П.Н. Григорьев, М.А. Матвеев. М.: Промстройиздат, 1956. - 444с.

33. Гуль В.Е. Структура и прочность полимеров / В.Е. Гуль. М.: Химия, 1978.-328с.

34. Домбровская Н.С. О взаимодействии жидкого стекла и кремнефтористого натрия в кислотоупорных цементах / Н.С. Домбровская, М.Р. Мительман, ЖПХ, t.XXVI, вып. 9, 1953.

35. Евстропьев К.С. Химия кремния и физическая химия силикатов // К.С. Евстропьев, H.A. Торопов. М.: Высшая школа, 1950. - 366с.

36. Егоров К.И., Мамина H.A. Отходы стекла экология, информация, бизнес // Строительные материалы. - 1998. - №10. - С.33.

37. Жилин А.И. О кислотоупорном цементе и кислотоупорном бетоне // Цемент. 1936. - №12. - С.22 - 24.

38. Журков С.Н., Куксенко B.C., Слуцкер А.И. Микромеханика разрушения полимеров // Проблемы прочности, 1971, № 2 С. 45 - 50.

39. Зимон А.Д. Коллоидная химия: учебник для вузов / А.Д. Зимон, Н.Ф. Лещенко. М.: АГАР, 2001. - 320с.

40. Зубов П.И. Структура и свойства полимерных покрытий / П.И. Зубов, Л.А. Сухорева. М.: Химия, 1982. - 256с.

41. Кардашов Д. А., Петрова А. П. Полимерные клеи. Создание и применение / Д.А. Кардашов, А.П. Петрова. М.: Химия, 1983. - 256 с.ч

42. Карпинос Д.А. Композиционные материалы в технике / Д.А. Карпинос, Л.И. Тучинский, А.Б. Сапожникова. Киев: Наукова думка, 1985. -588с.

43. Кетов A.A., Кетова Г.Б., Пузанов А.И., Пузанов И.С., Россомагина A.C., Саулин Д.В. Стеклобой как сырье для получения теплоизоляционного материала // Экология и промышленность. 2002. - №8. - С. 17 - 20.

44. Кетова Г.Б., Пузанов А.И., Пузанов И.С., Россомагина A.C. Проблема вторичного использования стеклобоя и путей их решения // Промышленная экология на рубеже веков. Юбилейный сборник научных статей, Пермь, 2001. - С. 247 - 252.

45. Козлов П.В., Папков С.П. Физико-химические основы пластификации полимеров / П.В. Козлов, С.П. Попков. М.: Химия, 1982. -224 с.

46. Комар А.Г. Технология производства строительных материалов / А.Г. Комар, Ю.М. Баженов, Л.М. Сулименко. М.: Высшая школа, 1990. -257с. 44

47. Кондратьева Е.В. Щелочестойкие эпоксидные композиты: дис. . канд. техн. наук. Пенза, 2000. - 189 с.

48. Корнеев В.И. Растворимое и жидкое стекло // В.И. Корнеев, В.В. Данилов. Санкт-Петербург: Стройиздат, 1996. - 216с.

49. Королькова Н. В. Связующие для стеклопластиков/ Н. В. Корольков. -М.: Химия, 1975.-63 с.

50. Коршак В.В. Технология пластических масс. М.: Химия, 1985. -560 с.

51. Кропотов В.Н. Строительные материалы / В.Н. Кропотов, А.Г. Зайцев, Б.И. Скравронский. М.: Высшая школа, 1987. - 384 с.

52. Кузнецов А., Ситников В., Некрасов А. Обезвредить и. утилизировать // ЭКОСинформ. 2001. - №3. - С.46 - 49.

53. Лабзина Ю.В. Искусственный гранит с высокими декоративными и эксплуатационными свойствами // Строительные материалы, оборудование и технологии XXI века. 2004. -№10 (69). - С.24 - 25.

54. Лапицкий В. А. Физико-механические свойства эпоксидных полимеров и стеклопластиков/ В. А. Лапицкий, А. А. Крицук Киев: Наук. Думка, 1986.-96 с.

55. Липатов Ю.С. Физико-химические основы наполнения полимеров / Ю.С. Липатов М.: Химия, 1991. - 260 с.

56. Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров / Ю.С. Липатов М.: Химия, 1977. - 304 с.

57. Липатов Ю.С. Межфазные явления в полимерах / Ю.С. Липатов -Киев: Наукова думка, 1980. 260 с.

58. Маркетинговое исследование рынка переработки стеклобоя (отходов стекла) // Департамент маркетинговых исследований Research Techrat. -GmbH, 2009.

59. Матвеев М.А. Растворимое стекло (получение, свойства, применение) / М.А. Матвеев, П.Н. Григорьев. М.: Стройиздат, 1956. - 443с.

60. Маслова И. П. Химические добавки к полимерам/ И. П. Маслова, Горбунов Б.Н., Гурвич Я.А. -М.: Химия, 1981. 368с.

61. Межва 3. Композиты // Международный отраслевой альманах. -2002. -№4(004). -С. 10- 11.

62. Микульский В.Г. Строительные материалы (Материаловедение. Строительные материалы)// В.Г. Микульский. М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2004. - 536с.

63. Микульский В.Г. Долговечность строительных конструкций и сооружений из композиционных материалов / В.Ш. Барбакадзе, В.В. Козлов, В.Г. Микульский, И.И. Николаев; Под ред. В.Г. Микульского. М.: Стройиздат, 1993. - 256 с.

64. Микульский В.Г. Склеивание бетона / В.Г. Микульский, В.В. Козлов. М.: Стройиздат, 1975. - 239с.

65. Москвин В.М. Коррозия бетона при действии щелочей на кремнезем заполнителя // В.М. Москвин, Г.С. Рояк. М.: Госстройиздат, 1962. - 210с. 64

66. Мощанский М.А. Плотность и стойкость бетонов / М.А. Мощанский. -М.: Стройиздат, 1951.- 176с.

67. Невилль A.M. Свойства бетона / A.M. Невилль М.: Издательство литературы по строительству, 1972. - 345с.

68. Некрасов К. Д. Легкие жаростойкие бетоны на пористых заполнителях / К.Д. Некрасов, М.Г. Масленникова. М.: Стройиздат, 1982. -160с.

69. Николаев А. Ф. Синтетические полимеры и пластические массы на их основе / А.Ф. Николаев. М.: Химия, 1966. - 720с.

70. Огрель Л.Ю. Ястребинская A.B. Структурообразование и свойства легированных эпоксидных композитов // Строительные материалы. 2004. -№8. - С.48 - 49.

71. Орлова О. В. Технология лаков и красок: Учебник для техникумов / О. В. Орлова, Т. Н. Фомичева М., Химия, 1990. - 180 с.

72. Оценка качества строительных материалов: Учебное пособие / К.Н. Попов, М.Б. Каддо, О.В. Кулько М.: изд-во АСВ, 1999. - 240 с.

73. Пакен А. М. Эпоксидные соединения и эпоксидные смолы/ A.M. Пакен. Л.: Госхимиздат, 1962. - 963 с.

74. Патент №2086503. «Способ промышленного производства фуллеренов».

75. Патуроев В.В. Полимербетоны/ В.В. Патуроев. М.: Стройиздат, 1987.-286 с.

76. Патуроев В.В. Полимербетоны. Физико-химические основы. М.: Стройиздат, 1988. - 254 с.

77. Патуроев В.В. Технология полимербетонов / В.В. Патуроев. М.: Стройиздат, 1977. - 240 с.

78. Пащенко A.A. Физико-химические основы композиции вяжущее -стекловолокно / A.A. Пащенко, В.П. Сербии. Киев: Выща школа, 1979. -222с.

79. Петрик В.И., В.В. Минаев, В.К. Неволин. Нанотрубки из углеродной смеси высокой реакционной способности // Микросистемная техника. 2002. -№1.-С.41 -42.

80. Прочность композитных материалов / В.Н. Козомазов, А.Н. Бобрышев, В.Г. Корвяков, В.И. Соломатов; под ред В.И. Соломатова. -Липеук: НПО «ОРИУС», 1996. 112 с.

81. Прудков E.H. С.В. Кузьмина Светопрозрачные дисперсно-армированные полимербетоны для ремонта и отделки помещений // Стройпрофиль. 2006. - №1(47). - С.94 - 95.

82. Путляев И.Е. Современные химически стойкие полы // И.Е. Путляев, H.A. Мощанский. -М.: Стройиздат, 1973. 119с.

83. Пухаренко Ю.В., Аубакирова И.У., Никиты В.А., Летенко Д.Г., Староверов В.Д. Смешанны наноуглеродный материал в композитах // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2010. - № 10.-С. 16-17.

84. Поляков К.А. Неметаллические химически стойкие материалы // К.А. Поляков. Ленинград: Госхимиздат, 1952. - 167с.

85. Почапский Н.Ф. Технология строительных изделий из полимеров: Учебник для вузов / Н.Ф. Почапский Киев - Донецк: Вища школа. Головное изд-во, 1979 - 216 с.

86. Родионов Р.Б. Об экономичности нанотехнологий в производстве строительных материалов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2007. - № 7. - С. 36-38.

87. Розенберг Б. А., Олейник Э. Ф. Образование, структура и свойства эпоксидных матриц для высокопрочных композитов // Успехи химии. 1984. -T. LUI, №8.-С. 273-289.

88. Рябов М.Н. Бетонные смеси для пресспроката и вибропроката // М.Н. Рябов, Б.А. Сенченко. -М.: Стройиздат, 1965. 320с.

89. Семененко Ю. И Стекло бывает жидким // Строительство и реконструкция. -№ 10. С. 12.

90. Синергетика композитных материалов / А. Н. Бобрышев, В. Н. Козомазов, Л. О. Бабин, В. И. Соломатов; под редакцией В. И. Соломатова/. -Липецк: НПО «ОРИУС», 1994. 153 с.

91. Степичев Н.П. Кислотоупорные цементы. Л., 1937.

92. Соколова Ю. А., Готлиб Е. М. Модифицированные эпоксидные клеи и покрытия в строительстве / Ю. А. Соколова, Е. М. Готлиб М.: Стройиздат, 1990. - 176 с.

93. Соломатов В.И. Технология полимербетонов и армополимербетонных изделий. М.: Стройиздат, 1984. - 144 с.

94. Соломатов В.И. Элементы общей теории композиционных строительных материалов//Изд. вузов. Серия Строительство и архитектура. -1980.-№8.-С.61 -70.

95. Соломатов В.И. Технология полимербетонов и армополимербетонных изделий / В.И. Соломатов. М.: Стройиздат, 1984. -144с.

96. Соломатов В.И. Полимерные композиционные материалы в строительстве// В.И. Соломатов, А.Н. Бобрышев, К.Г. Химмлер. М.: Стройиздат, 1988.-312с.

97. Справочник по композиционным материалам: В 2-х кн. Кн. 1/ Под ред. Дж. Любина; Пер. с англ. А. Б. Геллера, М. М. Гельмонта; Под ред. Б. Э. Геллера. М.: Машиностроение, 1988. - 448 с.

98. Субботкин М.И. Кислотоупорные бетоны и растворы на основе жидкого стекла / М.И. Субботкин, Ю.С. Курицына. Техника защиты от коррозии, 1963. -№1 (30).

99. Сулименко Л.М. Общая технология силикатов / Л.М. Сулименко. -М.: ИНФРА-М, 2004. 336с.

100. Сулименко Л.М. Технология вяжущих материалов и изделий на их основе. М.: Вясшая школа, 2000. - 304с.

101. Сухарева Л.А. Влияние структурных превращений на свойства полимерных покрытий // Строительные материалы. 1965. - №3. - С.23 - 24.

102. Сычев М.М. Твердение вяжущих веществ / М.М. Сычев. Л.: Стройиздат, 1974. - 80с.

103. Тихомирова И.Н., Скорина Т.В. Влияние температурных условий твердения на свойства жидкостекольных композиций // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2010. - № 6. - С. 46-47.

104. Удербаев С.С. Роль нанотехнологий в улучшении свойств строительных материалов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2009. - № 9. - С. 44-45.

105. Фаликман В.Р. Наноматериалы и нанотехнологии в строительстве: сегодня и завтра // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2009. № 1. - С. 64-67.

106. Ферронская A.B. Долговечность гипсовых материалов, изделий и конструкций./А.В. Ферронская. М.: Стройиздат, 1984. - 354с.

107. Ферронская A.B. Развитие теории и практики в области гипсовых вяжущих веществ.//Сборник «Развитие теории и технологий в области силикатных и гипсовых материалов». М.:МГСУ - 2000. - 4.1 - С.47 - 56.

108. Финкельштейн М. И. Промышленное применение эпоксидных лакокрасочных материалов / М. И. Финкельштейн. Л.: Химия, 1983. - 120 с.

109. Черкенский Ю.С. Полимерцементный бетон / Ю.С. Черкенский. -M.: Стройиздат, 1984. 159с.

110. Чернин И. 3., Смехов Ф. М., Жердев Ю. В. Эпоксидные полимеры и композиции / И. 3. Чернин, Ф. М. Смехов, Ю. В. Жердев М.: Химия, 1982. -230 с.

111. Харрис П. Углеродные нанотрубы и родственные структуры. Новые материалы XXI века/Пер. с англ. под ред. Л.А. Чернозатонского. М.: Техносфера, 2003. - 336с.

112. Хувинк Р., Ставерман А. Химия и технология полимеров / Р. Хувинк, А. Ставерман М.: Химия, 1966. - 891 с.

113. Худяков В.А., Тугушева В.Р. Пленочное жидкостекольное композиционное покрытие для защиты от радиации // Строительные материалы. 2002. - №8. - С.28 - 29.

114. Худяков В.А. Современные композиционные строительные материалы/В.А. Худяков, А.П. Прошин, С.Н. Кислицына. М.: Издательство АСВ, 2006,- 144с.

115. Худяков В.А., Левицкая Л.В. Химически стойкие эпоксидные композиты // Строительные материалы. 2004. - №7. - С.40 -41.

116. Ochi M., Tanaka Y., and Shimbo M., «Curing Mechanism of Epoxy Resin», Nippon Kagaku Kaishi, 9, 1600 (1975).

117. Prime R. B., «Kinetics of Epoxy Cure: 2. The System Bisphenol-A Diglycidyl Ether/Polyamide», Polymer 13, 455 (1972).

118. Pipoyan G., Ryfbchikov I., and Novikova O., «Determination of Activation Energies of Chemical Reactions by Differential Thermal Analysis», Nature 212, 1229(1966).

119. Kaplan S. L., Katzakian A., and Mitch E. L., «Fast Curing Acid/Epoxy, Anhydride/Epoxy Resins», 30th Annual Conference, Reinforced Plastics/Composites Institute, SPI, Washington, D. C., February 4 7, 1975, Section 8 - C.

120. Hollands K. M. and Kalinin I. L., «The Kinetics of Gelation of Some

121. Accelerated Acid Anhydride Cured Epoxy Resins», paper presented at Symposiumon Epoxy Resins, sponsored by Division of Organic Coatings and Plasticsth

122. Chemistry at the 155 Meeting of the ACS, San Francisco, California, April 3-4, 1968, p. 60.