Эффективность использования природных заполнителей и техногенных продуктов в технологии бетонов и композиций

Установление влияния химического состава, плотности, удельной поверхности, формы частиц наполнителей на физико-химические свойства полимерминеральных композиций. Влияние pH наполнителей на прочностные характеристики композиций на основе ЭД-20 и ПН-1.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 02.02.2019
Размер файла 24,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ И ТЕХНОГЕННЫХ ПРОДУКТОВ В ТЕХНОЛОГИИ БЕТОНОВ И КОМПОЗИЦИЙ

Докт.экон.наук А.Т. Айменов

Аннотация

Установлено влияние химического состава, плотности, удельной поверхности, формы частиц наполнителей на физико-химические свойства полимерминеральных композиций. Что позволяет в широких пределах регулировать свойства в зависимости от среды эксплуатации.

Annotation

EFFICIENCY OF THE USE NATURAL ZAPOLNITEL AND TEHNOGEN PRODUCTS IN TECHNOLOGIES CONCRETE AND COMPOSITION

Dokt.ekon.sci. A.T.Aymenov

The Installed influence of the chemical composition, density, specific surface, the forms of the particles of the fillers on physico-chemical characteristic polimer composition. That allows over a wide range to adjust the characteristic depending on ambiences of the usages.

Основная часть

В общем случае роль заполнителей и наполнителей бетонов сводится к уменьшению расхода связующего и снижению стоимости, а также улучшению некоторых его свойств. В то же время, если в цементных бетонах и некоторых видах полимербетонов минералопетрографическая характеристика заполнителей решающим образом не влияет на их свойства, то в полимербетонах на эпоксидных и полиэфирных смолах она весьма существенно отражается на прочности, износо и химической стойкости и других характеристиках, а также на долговечности полимербетонов. Эта гипотеза нашла подтверждение в работах многих исследователей /1-3/.

Структура и свойства наполненных полимерных композиций как гетерогенных многокомпонентных систем зависят от многих факторов. Многочисленные исследования взаимодействия наполнителей с синтетическими смолами показывают, что химическая природа наполнителя оказывает значительное влияние на различные свойства наполненной композиции. Однако во всех случаях важнейшим условием усиливающего действия наполнителей в таких системах является высокая адгезия полимерного связующего к поверхности наполнителя и следовательно природа связей на границе раздела полимер - твердое тело.

Второе и обязательное условие - совместимость наполнителей и заполнителей с отвердителями и катализаторами. Так, наполнители и заполнители, имеющую щелочную реакцию, не пригодны для полимербетонов на основе фурановых, фенолформальдегидных и других смол, отверждаемых кислотными катализаторами. Для полимербетонов на полиэфирных, эпоксидных, ацетоноформальдегидных смолах, ММА и др. такого ограничения практически нет.

Рассмотренные в таблице 1 и 2 наполнители по химическому составу делятся на четыре основные группы: кремнеземистые (кварцевый песок, аэросил и др.); водные силикаты алюминия и магния (каолин, тальк).

Практика показывает, что такое разделение существенно облегчает правильный выбор наполнителей и заполнителей для химически стойких полимербетонов, но иногда этой классификации недостаточно, так как минеральные наполнители, как правило, имеют сложный химический состав поверхности и определить влияние компонента на связь с полимером не всегда возможно. Поэтому в настоящее время достаточное признание получила классификация наполнителей по их химическому составу, определяемой по общепринятой методике (таблица 3).

В этих случаях может быть использован метод определения суммарной химической активности поверхности наполнителя по pH его водной вытяжки. Установлено, что pH влияет на смачиваемость, состав межфазного слоя, кинетику реакции отверждения и в итоге влияет на свойства наполненных композиций (таблица 3). Этот метод оценки наполнителей, хотя и довольно приближенный, достаточно прост.

Таблица 1

Химический состав (%) и химическая стойкость минеральных наполнителей

Наполнитель

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

SO2

NaO

K2O

R2O

ППП,

%

Кислото-стойкость,%

(поГОСТ

4731-72)

Андезитовая мука

63,41

17,72

4,74

2,77

3,04

-

-

0,32

95-97

Кварцевая »

98,64

1,03

0,12

0,28

0,16

-

-

0,07

96-98

Диабазовая »

53,14

15,98

14,49

9,2

2,45

0,17

2,91

0,10

94-95

Молот. маршаллит» аглопорит» кокс» шамот

97,90

80,15

-

62,13

0,78

13,34

-

32,21

0,75

4,66

-

2,19

0,54

1,28

-

1,94

0,13

0,65

-

1,02

0,14

0,08

-

0,28

-

-

-

021

0,05

0,03

97,39

0,23

96-98

97-98

97-98

94-95

Электрокорунд белый

-

96-99

0,68

-

-

-

-

0,03

98-99

Графитовая мука (электродная)

7,53

4,13

2,37

1,80

1,03

0,05

-

82,58

98-99

Кварцевый речной песок (люберецкий)

94,8

5,53

0,58

0,04

0,93

0,21

-

1,03

97-98

Таблица 2

Результаты определения фракционного состава минеральных наполнителей

Наполнитель

Влаж-ность, %

Плот-ность, %

Насып-ная плотность, г/см3

Удельная поверхность, см2/г,

определенная

на ПСХ-2

по низко температурной адсорбции азота

Баритовая мука

0,15

4,1

1,4-1,6

-

6500

Кварцевая »

0,15

2,6-2,65

1,1-1,15

2500-3200

3200-3300

Андезитовая »

0,18

2,6-2,7

1-1,08

2100-3300

3300-3500

Молотый аглопорит доломит

кокс

0,2

0,2

0,32

2,5-2,6

2,9

1,9-2

1,1-1,15

0,9-1

0,55-0,8

2100-3500

-

5850

3500-4000

8700

9100

Графитовая мука (электродная)

0,21

2,3-2,6

0,55-0,75

3800

4100-5300

Электрокорунд белый

0,2

3,9-4,1

2,9-3,25

-

1200

Каолин

0,53

2,51

0,35-0,4

-

11,8 м2

Тальк

0,8

2,87

0,55-0,6

-

5,3 »

Аэросил-175

0,97

2,22

0,04-0,05

-

175 м2

Кварцевый речной песок (люберецкий)

0,15

2,65

1,3-1,6

-

-

композиция наполнитель полиминеральный прочностный

Таблица 3

Влияние pH наполнителей на прочностные характеристики композиций на основе ЭД-20 и ПН-1

Наполнитель

pH

Предел прочности полимеррастворов при сжатии, МПа

Коэффициент водостойкости

воздушно-сухое хранение

выдержка в воде 2 мес.

Апатит

8-10

15/28

3/11

0,2/0,39

Оливин

9

38/42

25/30

0,65/0,71

Кварц

8

50/56

27,5/31

0,55/0,56

Графит

7,5

55/64

41/53

0,7/0,81

Андезит

7

70/85

49/74

0,7/0,87

Пирит

2,8

100/120

85/106

0,85/0,88

* - В числителе на смоле ПН-1, в знаменателе на смоле ЭД-20.

Несмотря на различие химического состава, большинство минеральных наполнителей имеет высокую поверхностную энергию. Поэтому такие наполнители способны к сравнительно высокому адсорбционному и адгезионному взаимодействию с изучаемыми синтетическими смолами и мономерами.

Большинство наполнителей, применяемых для изготовления мастик, растворов и полимербетонов (андезит, маршаллит, аэросил и др.), активно по отношению к полиэфирным смолам и может вступать с ними в специфическое взаимодействие. Например, в полиэфирных смолах с поверхностью частиц наполнителя способны взаимодействовать карбонильные и гидроксильные группы полиэфира с образованием ковалентных или водородных связей, а также более прочных, чем в объеме полимера, надмолекулярных структур.

Обнаруженные закономерности сохраняются и для эпоксидных смол. Особенность этих смол состоит в том, что в молекуле его олигомера содержатся эпоксидные и гидроксидные группы способные реагировать со многими веществами, в том числе с поверхностью наполнителя и тем самым создавать материалы с высокими физико-механическими характеристиками.

Таким образом, минеральные наполнители отличаются разнообразием химического состава, имеют различные физико-химические свойства, в том числе плотность, удельную поверхность, форму частиц и др. Это позволяет, сочетая их с различными смолами, в широких пределах регулировать свойства полимерных мастик и высоконаполненных композиций.

В состав полимербетонов в качестве крупного заполнителя, как правило, вводят щебень, средняя плотность и гранулометрический состав которого должен подбираться исходя из условий плотной упаковки в процессе формования, размеров, геометрической формой и средней плотности реальных изделий или конструкций.

К химическому составу щебня предъявляются такие же требования, как и наполнителям.

В таблице 4 приведены химические составы техногенных отходов Жамбылской области используемых в качестве заполнителей и наполнителей в составах полимербетонов.

По принятой классификации приведенные материалы относятся к кремнеземистым и основным, что является немаловажным положительным фактором для использования их в сочетании с полиэфирными и эпоксидными связующими.

Таблица 4

Химический состав техногенных отходов

Сырье

CaO

SiO2

Al2O3

MgO

Fe2O3

P2O5

F

R2O

Плотный электротермо-фосфорый шлак

47,4

40-42

2,7-2,9

4-4,3

0,2

2,0

1,2

1,0

3,9-5

Кварциты

0,6-1

92-94

1-1,2

0,1-0,2

0,9-1

1,8

1,1

0,2-0,4

95

Наличие в ненасыщенных полиэфирных смолах карбонильных и гидроксильных групп, а в эпоксидных смолах эпоксидных и гидроксидных групп способных вступать в активное взаимодействие с наполнителями и заполнителями открывает большие перспективы в создании высокопрочных химически стойких долговечных материалов.

Такие материалы с высокими физико-механическими и химическими показателями необходимы для использования в практике строительства сооружений с максимальным истирающим и кавитационным воздействием.

Многочисленные исследования проведенные НИСом Гидропроект (г. Москва), МИСИ им. В.В. Куйбышева, НИИЖБ свидетельствуют о высокой эффективности использования в гидротехническом строительстве полимербетонов на эпоксидном и полиэфирном связующих, однако заполнителями в них в основном использовались традиционно известные природные материалы.

Поэтому, замена природных заполнителей и наполнителей на активные техногенные отходы и получение тем самым прочных и долговечных полимерных строительных материалов, является актуальной и важной научной проблемой.

Литература

1. Максимов Ю.В. Исследование влияния минеральных наполнителей на процесс отверждения и свойства ненасыщенных полиэфирных композиций. Авт. дисс. к.т.н. М., 1969г, 16 с.

2. Соловьев Г.К., Алиев Б.А., Патуроев В.В. Влияние вида синтетической смолы на свойства легких полимербетонов. // Журн.: Бетон и железобетон. № 8, 1976г., 17 с.

3. Соломатов В.И. Элементы общей теории композиционных строительных материлов. // Изв. вузов. Строительство и архитектура. № 8, 1980г., с. 61-70.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Определение и краткая история высокопрочного бетона. Общие положения технологии производства бетонов: значение качества цемента, заполнителей, наполнителей и воды. Основные характеристики структурных элементов бетона. Способы повышения его прочности.

    реферат [25,9 K], добавлен 07.12.2013

  • Характеристика бетонов на основе естественных компонентов и техногенных отходов. Технологии изготовления строительных материалов на основе золошлаковых отходов и пластифицирующих добавок. Разработка рецептуры тяжелых бетонов с использованием отходов.

    дипломная работа [831,1 K], добавлен 08.04.2013

  • Изделий крупнопанельного домостроения как одна из областей применения самоуплотняющихся бетонов, общая характеристика составов строительного материала. Рассмотрение путей получения самоуплотняющихся песчаных бетонов с применением различных наполнителей.

    презентация [148,4 K], добавлен 20.03.2019

  • Свойства строительных материалов. Область эксплуатации строительного материала. Металлические кровельные материалы. Основные характеристики битумных композиций. Структура потребления рулонных кровельных материалов в России. Рулонные покрытия кровель.

    реферат [31,6 K], добавлен 23.06.2013

  • Бетон как искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердения перемешанной и уплотненной смеси из вяжущего вещества, воды, мелкого и крупного заполнителей. Проектирование состава легких бетонов и их свойства, классификация и типы.

    курсовая работа [776,3 K], добавлен 17.02.2016

  • Виды ландшафтно-архитектурных композиций. Категории, лежащие в основе композиционного проектирования. Замкнутая, лучевая, осевая, кольцевая, звездная схемы. Виды посадок, аллеи и дорожки. Формы крон деревьев. Сочетания растений с элементами рельефа.

    презентация [2,6 M], добавлен 20.05.2014

  • Свойства воды, формы ее применения в ландшафтном дизайне. Место водных композиций в паркостроении. Структура водных устройств в ландшафтном проектировании водоема. Рекомендации по уходу за водными устройствами, применяемыми при проектировании водоема.

    курсовая работа [48,0 K], добавлен 14.11.2010

  • Классификация бетона по маркам и прочности. Сырьевые материалы для приготовления бетонов. Суперпластификаторы на основе поликарбоксилатов. Проектирование, подбор и расчет состава бетона с химической добавкой. Значения характеристик заполнителей бетона.

    курсовая работа [52,7 K], добавлен 13.03.2013

  • Выявление основных особенностей использования пористых дисперсных наполнителей для дорожного асфальтобетона. Оценка их влияния на сдвигоустойчивость, трещиностойкость в разрезе моделирования различных технологических и эксплуатационных факторов.

    статья [532,5 K], добавлен 27.05.2015

  • Основные виды водных композиций: ручьи, фонтаны, болота, водопады и каскады, ручьи, технология и основные этапы их устройства. Малые архитектурные формы в саду, порядок их установки и принципы монтажа, предъявляемые требования к конструкции и размерам.

    презентация [8,1 M], добавлен 20.05.2014

  • Природные условия и ландшафтная характеристика приусадебного участка. Генеральный план его благоустройства. Создание газонов и декоративных композиций. Технологии выращивания и посадки декоративных цветочных культур и уход за ними на примере сирени.

    курсовая работа [65,3 K], добавлен 09.01.2012

  • Классификация лаков и красок. Лакокрасочные материалы как вязкие жидкости, которые после нанесения превращаются в твердую пленку на поверхности окрашиваемого материала. Характеристика пигментов, наполнителей, связующих, растворителей и разбавителей.

    лекция [29,5 K], добавлен 16.04.2010

  • Описание основных фонтанов Нижнего парка Петергофа: большого каскада с Самсоном и множеством мифологических и библейских персонажей. Соединение в них скульптурных, архитектурных композиций и движущейся воды. Технические особенности водных сооружений.

    презентация [476,2 K], добавлен 25.11.2013

  • История возникновения садово-паркового искусства Японии. Восточная философия, стилистика и разновидности японских садов. Значение, особенности и принципы проектирования сада. Внутренний смысл композиций из камней, декоративных элементов, растений.

    реферат [1,8 M], добавлен 20.06.2015

  • Определение водоцементного отношения, водопотребности бетонной смеси, расхода цемента и заполнителей. Построение математических моделей зависимостей свойств бетонной смеси и бетона от состава. Анализ влияния изменчивости состава бетона на его свойства.

    курсовая работа [2,0 M], добавлен 10.04.2015

  • Назначение и функции зеленых растений в саду. Приемы для видимого увеличения (расширения) площади участка и придания ему большей глубины. Особенности выбора цветовой гаммы кустарников и других растений. Способы составления клумб и композиций из цветов.

    контрольная работа [4,2 M], добавлен 01.12.2012

  • Озеленение как комплекс ландшафтных работ по созданию декоративных композиций, посадке деревьев и кустарников, созданию живых изгородей, газонов и цветников. Виды и методы озеленения, их характеристика, значение и применение в ландшафтном дизайне.

    реферат [1,3 M], добавлен 15.09.2010

  • Мраморный собор (мраморная пещера) – одно из самых красивых мест, где добывается мрамор. Создание различных композиций из мозаики. Первые признаки старения мрамора. Каким бывает мрамор. Знаменитые мраморные сооружения. Мраморный дворец Тадж-Махал.

    презентация [5,9 M], добавлен 15.02.2015

  • Определение водоцементного отношения, расхода воды, цемента, добавки, крупного и мелкого заполнителей, средней плотности свежеуложенного строительного материала и расчетного коэффициента его выхода с целью расчета начального состава тяжелого бетона.

    контрольная работа [6,7 M], добавлен 06.02.2010

  • Характерные черты Московское барокко (конец XVII - первые года XVIII в.). Особенности Нарышкинского стиля. Применение элементов архитектурного ордера и использование центрических композиций в храмовой архитектуре на примере Церкви Покрова в Филях.

    презентация [5,6 M], добавлен 22.05.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.