За последние десятилетия в промышленности строительных материалов получены большие достижения в теории и технологии полимербетонов (п-бетонов) и изделий на их основе. Получили широкое распространение эффективные химические модификаторы, активные минеральные наполнители, новые технологические приемы. Обогатились наши представления о структуре и свойствах п-бетонов, появились возможности прогнозирования свойств, управления процессами структурообразования [1]. Все активнее применяются многокомпонентные п-бетоны нового поколения с использованием олигомерных и полимерных веществ. В зависимости от вида полимерного связующего и наполнителя п-бетоны могут обладать высокой плотностью, большой прочностью, химической стойкостью к большинству агрессивных сред. Этим материалам присущи долговечность, высокие механические, диэлектические и другие эксплуатационные показатели. Успехи химии в области полимеров открывают практически неограниченные возможности для создания материалов с самыми разнообразными свойствами [2].
В строительстве в значительных объемах используются полимерные материалы и композиты на основе эпоксидных смол, которые в результате полимеризации образуют прочные, жесткие и стойкие полимеры с трехмерной структурой. В то же время они характеризуются повышенной хрупкостью, что препятствует их широкому использованию. Улучшение прочностных характеристик эпоксидных п-бетонов и, как следствие, увеличение их стойкости к динамическим нагрузкам можно достичь введением различных модификаторов [3–5]. До настоящего времени опубликовано сравнительно мало работ, в которых рассматривается влияние нефтяных битумов на свойства эпоксидных композитов и п-бетонов.
Наличие функциональных групп в битумах и смолах придает лиофильный характер их поверхности, благодаря чему они хорошо совмещаются. Можно предположить, что у эпоксидных смол с добавкой нефтяного битума будет усиливаться степень отверждения. Эпоксидная смола, содержащая эпокси – группы на концах цепей, может вступать в реакцию с соединениями, имеющими в своем составе активный водород. Таким образом, реакционноспособные компоненты битума будут вступать в реакцию с эпоксидной смолой, особенно при недостатке отвердителя. Продукты этих реакций будут иметь физико-химические и физико-технические свойства, значительно отличающиеся от свойств отвержденной смолы. Большая часть битума, скорее всего, в активное взаимодействие с эпоксидной смолой не вступит, а будет служить инертным разбавителем с пластифицирующими свойствами [5].
Таблица 1. Физико-механические свойства образцов модифицированных эпоксидных п-бетонов
|
Состав | Весовые части битума | Жизнеспособность, 20º С, мин | Прочность, МПа | Модуль упругости, МПа·103 | |
| при сжатии | при изгибе | ||||
| Без модификатора | - | 60 | 80,2 | 40,5 | 3,02 |
|
С добавкой битума | 30 20 10 | 200 180 150 | 70,1 72,2 78,6 | 39,5 40,0 40,3 | 3,20 3,15 3,08 |
При приготовлении эпоксидно-битумных п-бетонов важное значение имеет технология совмещения эпоксидного и битумного связующих. Необходимо разжижение вязкого битума перед совмещением с эпоксидной смолой. Это позволяет избежать нагрева компонентов связующего. В качестве растворителя битума нами была использована смесь метилового спирта, ацетона и толуола в соотношениях: 1:1:1. Таким образом приготовленный п-бетон характеризуется белее высокой жизнеспособностью и повышенной эластичностью. Исследовано влияние отвердителя Л-20 на свойства эпоксидно-битумного связующего. Отвердитель Л-20 ТУ 6-06-1123-98 (Производитель ОАО «Армопласт») представляет собой прозрачную вязкую жидкость желто-коричневого цвета. Аминное число в мг HCl составляет – 200, динамическая вязкость, Па·с – 7,1. При выполнении экспериментальных исследований в качестве эпоксидного связующего применяли смолу марки ЭД-20, а битумной составляющей – дорожный битум марки БНД 90/130. После разжижения битума растворителями совмещение его с эпоксидной смолой производили при температуре 20º С в массовых соотношениях 70:30; 80:20; 90:10 (эпоксидная смола: разжиженный битум). После тщательного перемешивания в смесь вводили отвердитель Л-20, в последнюю очередь – наполнитель, в качестве которого применялся кварцевый песок. Результаты физико-механических испытаний образцов, представляющих собой кубики размерами 30:30:30 мм3, представлены в таблице.
Список литературы:
- Баженов Ю.М. Новому веку – новые бетоны. – Строительные материалы XXI века. – М., 2000. – 2. – С. 10-11.
- Огрель Л.Ю., Шевцов И.П., Ефимов А.И., Ефимов К.А. Высокопрочные полимербетоны на основе полеэфирных смол./ Проблемы строительного материаловедения и новые технологии:// Сб. докл. Междунар. науч.-практич. конф. «Качество, безопасность, энерго- и ресурсосбережение в промышленности строительных материалов и строительстве на пороге XXI века». - Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 2000. – Ч.2. –с. 267-270.
- Ерофеев В.Т., Мищенко Н.И., Селяев В.П., Соломатов В.И. Каркасные строительные композиты. – Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 1995. – 372 с
- Селяев В.П., Соломатов В.И., Ерофеев В.Т. Композиционные строительные материалы каркасной структуры. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 1993. – 167 с.
- Соломатов В.И., Ерофеев В.Т., Калгин Ю.И., Красильников А.А., Щербатых А.А. Эпоксидно-битумные полимербетоны// Изв. вузов. Строительство. 2000. №7-8. с. 34-39