Епоксидні полімерні розчини, модифіковані фурфуролом і цеолітом

Размещено на http://www.allbest.ru/

Одеська державна академія будівництва і архітектура

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Епоксидні полімерні розчини, модифіковані фурфуролом і цеолітом

Спеціальність 05.23.05 Будівельні матеріали і вироби

Довгань Олександра Дмитрівна

Одеса 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Одеській державній академії будівництва і архітектури (ОДАБА) Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: заслужений діяч науки і техніки України,

доктор технічних наук, професор

Вознесенський Віталій Анатолійович,

Одеська державна академія будівництва і архітектури, завідуючий кафедрою “Процеси та апарати в технології будівельних матеріалів”.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Лісенко

Вадим Андрійович, Одеська державна академія будівництва і архітектури, завідуючий кафедрою “Архітектурних конструкцій, реставрації і реконструкції будівель, споруд і їх комплексів”;

кандидат технічних наук, КОВАЛЬЧУК

Георгій Юрійович, Науково-дослідний інститут

в'яжучих речовин і матеріалів ім. В.Д. Глуховського

при Київському національному університеті будівництва і архітектури, старший науковий співробітник.

Провідна установа - Донбаська національна академія будівництва і архітектури, кафедра технологій будівельних матеріалів, виробів і автомобільних доріг, Міністерство освіти і науки України, м. Макіївка.

Захист відбудеться 12 квітня 2005 р. о 11 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.085.01 в Одеській державній академії будівництва і архітектури за адресою: 65029, м. Одеса, вул. Дідріхсона, 4.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Одеської державної академії будівництва і архітектури за адресою: 65029, м. Одеса, вул. Дідріхсона, 4.

Автореферат розісланий 10 березня 2005 р.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради, к.т.н., доцент Макарова С.С.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Створення ефективних матеріалів для захисту будівельних конструкцій, для їх ремонту і зміцнення є суттєвою умовою вирішення проблеми підвищення надійності і довговічності споруд. Одна з основних і інтенсивно розвиваючих груп таких матеріалів - полімервмісткі композити, у тому числі на епоксидних смолах, виробництво яких до початку століття перевищило 1 млн. т. На їх основі створені високофункціональні композити, мастики, клеї, лаки і т.п. Актуальні не тільки розробки нових смол і затверджувачів, але і модифікація смол, які випускаються для раціонального застосування їх в конкретних умовах. По патенту України №112268 модифікуються діанові смоли, зокрема ЕД-20; продукт випускається як пластифікована епоксидна смола “Макро” і використовується при гідроізоляції, ремонті та інших будівельних роботах. Для розширення діапазону технологічних і експлуатаційних властивостей полімерних розчинів на такій смолі, для ресурсозбереження (зокрема, за рахунок зниження полімероємності композитів без зниження їхньої якості) доцільно вводити в склад додаткові компоненти, які модифікують матрицю і/або мінеральний каркас. Перспективним представляється використання в якості органічного і мінерального модифікаторів фурфурола і тонкомеленого природного цеоліту, які є на Україні.

Збільшення багатокомпонентності полімерних розчинів значно посилює роль математичних моделей при рішенні задач дослідження і оптимізації скла-дів. Моделі повинні пов'язувати властивості з великою кількістю факторів ви-готовлення і параметрів експлуатації, дозволяючи проведення обчислювальних експериментів з використанням елементів комп'ютерного матеріалознавства.

Зв'язок роботи з науковими програмами. Дисертація підготовлена при виконанні досліджень в рамках держбюджетної науково-дослідної теми № 86 “Фундаментальні принципи і методи комп'ютерного матеріалознавства високоякісних композитів для спеціальних будівельних об'єктів” (рег. номер 0103U000509).

Мета і задачі дослідження. Мета роботи - поліпшення експлуатаційних властивостей епоксидних полімерних розчинів за рахунок спільного введення органічного і мінерального модифікаторів - фурфурола і тонкомеленого цеоліту.

Для досягнення мети необхідно вирішити наступні задачі дослідження:

проаналізувати можливості управління властивостями полімерних розчинів на основі пластифікованої епоксидної смоли “Макро”, яка випускається в Україні, за рахунок введення органічних і мінеральних модифікаторів; полімерний розчин епоксидний властивість

розробити блок-схему досліджень, яка забезпечує отримання достовірних оцінок основних властивостей композитів і дозволяє на основі експериментально-статистичних моделей (Ес-моделей) методами комп'ютерного матеріалознавства визначити раціональні склади модифікованого полімерного розчину зі зниженою витратою смоли;

проаналізувати особливості впливу двох груп факторів складу (“Модифікатори полімерної матриці” і “Мінеральний каркас”) на в'язкість і полімероємність композицій, на характеристики фізико-механічних властивостей і показники стійкості епоксидних полімерних розчинів;

провести комп'ютерний пошук складів модифікованих епоксидних полімерних розчинів при компромісній мінімізації полімероємності, водо- і нафтопоглинання і максимізації водо- і нафтостійкості композитів ремонту і захисту бетонних поверхонь елементів гідротехнічних і транспортних споруд;

провести дослідно-промислову перевірку раціональних складів модифікованих епоксидних полімерних розчинів і їх патентний захист.

Об'єкт досліджень епоксидні полімерні розчини, модифіковані фурфуролом і цеолітом.

Предмет досліджень спільний вплив двох груп факторів складу (“Модифікатори полімерної матриці” і “Мінеральний каркас”) на технологічні і експлуатаційні властивості модифікованих епоксидних полімерних розчинів для ремонту і захисту бетонних поверхней елементів водогосподарчих об'єктів.

Методи досліджень - оптимальне планування багатофакторних експериментів. Експериментальне визначення в'язкості, характеристик фізико-механічних властивостей і показників стійкості полімерних розчинів. Побудова нелінійних структурованих Ес-моделей. Обчислювальні експерименти на полях властивостей матеріалу. Випадкове сканування полів методом Монте-Карло для ізопараметричного аналізу і комп'ютерного пошуку оптимальних складів модифікованих епоксидних полімерних розчинів.

Наукова новизна отриманих результатів полягає в наступному:

встановлені закономірності спільного впливу фурфурола і тонкомеленого цеоліту на технологічні і експлуатаційні властивості полімерних розчинів на основі пластифікованої епоксидної смоли “Макро” в широкому діапазоні зміни вмісту наповнювачів - кварцевого піску і діабазової муки;

на основі натурних експериментів, результати яких узагальнені Ес-моделями, і обчислювальних експериментів на полях властивостей, описаних цими моделями, встановлено, що введення в склад епоксидних композицій оптимальних добавок фурфурола і тонкомеленого цеоліту значно підвищує міцність полімерних розчинів, зменшує водо- і нафтопоглинання, збільшує показники водо- і нафтостійкості;

доведено, що при рівній з діабазовою мукою питомій поверхні тонкомелений цеоліт відіграє специфічну роль модифікатора матриці композиту на основі пластифікованої епоксидної смоли “Макро”;

з використанням методів комп'ютерного матеріалознавства визначені раціональні склади модифікованих фурфуролом і цеолітом полімерних розчинів для ремонту і захисту бетонних поверхней водогосподарських споруд.

Практичне значення отриманих результатів. За результатами виконаних в дисертації натурних і обчислювальних експериментів розроблений на основі епоксидної смоли “Макро” склад нового полімерного розчину, модифікованого фурфуролом і цеолітом; отримано рішення про видачу деклараційного патенту на винахід “Наповнена полімерна композиція” № 20040503698 від 18.05.2004 р. (співавтори Т.В. Ляшенко, Н.Д. Пукас, А.Б. Шаршунов). Полімерні розчини з пониженим на 10-12 кг/т витратою смоли і з поліпшеними показниками водо- і нафтостійкості пройшли дослідно-промислову перевірку при ремонті і захисті споруд водогосподарського і транспортного призначення (захист водовідливних споруд в зонах бензозаправних і авторемонтних станцій на автомагістралях Литви; герметизація швів і захисне гідроізоляційне покриття на водоводах Хмельницької АЕС).

Особистий внесок здобувача. Здобувачем були отримані:

експериментальні дані про технологічні і експлуатаційні властивості нових епоксидних композитів, модифікованих фурфуролом і тонкомеленим цеолітом;

комплекс структурованих ЕС-моделей, які описують вплив двох груп факторів складу (“Модифікатори полімерної матриці” і “Мінеральний каркас”) на властивості модифікованих полімерних розчинів;

результати ізопараметричного аналізу на полях властивостей полімерних розчинів (при постійній в'язкості, при постійній міцності);

склади модифікованих епоксидних полімерних розчинів, властивості яких відповідають вимогам до матеріалів для спеціальних ремонтних робіт.

Апробація дисертаційної роботи. Результати досліджень представлені на міжнародних конференціях і семінарах “Моделювання і оптимізація в матеріалознавстві” (Одеса, 2003 і 2004), “Математичні моделі процесів в будівництві” (Луганськ, 2004), “Оцінка життєвого циклу, поведінка і властивості бетону і бетонних конструкцій” (Брно, Чехія, 2004).

Публікації. Основні положення дисертації викладені в 8 друкованих роботах, у тому числі 6 в наукових спеціалізованих виданнях і 2 в збірниках матеріалів міжнародних конференцій і семінарів.

Структура і об'єм дисертації. Дисертація складається з введення, основної частини (5 розділів), висновків, списку використаних джерел із 135 найменувань. Загальний обсяг дисертації складає 155 сторінок, з яких 40 рисунків, 14 таблиць і 4 сторінки додатків.

Зміст роботи

У введенні розглянута актуальність наукової роботи, сформульована мета і задачі дисертаційного дослідження, розкрита наукова новизна і практичне значення отриманих результатів, відображена апробація дисертаційної роботи.

В першому розділі проведений огляд досліджень в області використання і створення полімерних матеріалів, викладена суть наукової проблеми, розглянуто вплив наповнювачів на механічні і експлуатаційні властивості полімерних матеріалів.

Аналіз багаточисленних робіт (Єлшин І.М., Готліб Е.М., Лісенко В.А., Патуроєв У.В., Рєзник В.Б., Соколова Ю.А., Соломатов В.І., Яковлєва Р.А., Ніколов І, Czarnecki L., Demura K., Ohama Y., Kreis R. і ін.) показав, що епоксидні композиції по своїх універсальних властивостях є матеріалами, які знайшли широке застосування в різних областях промисловості, будівництва і т.д. Епоксидні композити дозволяють отримувати міцні і довговічні будівельні конструкції і покриття; вони по своїх експлуатаційних характеристиках перевершують багато які композиційні матеріали.

Відомо, що використовування в полімерних композиціях різних модифікаторів і наповнювачів дозволяє отримувати полімерні розчини з високими фізико-механічними і експлуатаційними властивостями. На сьогоднішній день все більше значення, в якості захисних покриттів, здобувають композиції на пластифікованому епоксидному зв'язуючому, у тому числі по патенту України №112268. Передумовами їх використовування є універсальність основних властивостей (низька в'язкість і підвищена життєздатність композицій, менша витрата епоксидної смоли, високі показники міцності та довговічності і т.д.) і широкі можливості їх модифікації (органічні модифікатори і наповнювачі). Застосування модифікованих епоксидних композицій в якості захисних покриттів гідротехнічних і транспортних споруд дозволить отримати полімерні розчини з високими експлуатаційними показниками, тим самим підвищити корозійну стійкість до різноманітних адсорбційно-активних і агресивних середовищ.

Дослідження багатокомпонентних модифікованих епоксидних матеріалів без засобів комп'ютерного матеріалознавства дуже трудомістке, а в ряді випадків практично неможливе. Найбільш ефективним засобом для аналізу і оптимізації структури, якості і технологічних параметрів виробництва є експериментально-статистичні моделі (ЕС-моделі). Вони аналізуються на основі концепції полів властивостей (Т.В. Ляшенко), що дозволяє найбільш повно витягувати із ЕС-моделей знання про матеріали за допомогою обчислювальних експериментів. Ефективними методами комп'ютерного матеріалознавства при дослідженні властивостей композитів є ізопараметричний аналіз і комп'ютерний пошук оптимальних складів з використанням методу Монте-Карло, що дозволяє достатньо достовірно визначати область компромісних співвідношень між модифікаторами.

Аналіз інформації про вплив рецептурно-технологічних факторів на властивості пластифікованих епоксидних полімерних розчинів і експлуатаційних факторів на вимоги до цих композитів, а також аналіз використовування сучасних методів комп'ютерного матеріалознавства дозволили обґрунтувати вибір мети і задач роботи.

В другому розділі приведені блок-схема досліджень, план експерименту, характеристики використаних матеріалів і інструментальна методика дослідження модифікованих епоксидних полімерних розчинів.

Розроблена блок схема забезпечує системний підхід до об'єкту дослідження, з урахуванням сформульованої проблеми і поставленої мети. Вона включає в себе декілька етапів, основними з яких є: оцінка реологічних властивостей полімерних композицій, експериментальне визначення фізико-механічних і експлуатаційних властивостей полімерних розчинів, а також обчислювальні експерименти із використанням ЕС-моделей і методу Монте-Карло для ізопараметричного аналізу і комп'ютерного пошуку оптимальних складів.

Експеримент по визначенню властивостей модифікованого епоксидного полімерного розчину проводився по 18-ти точечному чотирьохфакторному D-оптимальному плану. Варіювалися дві групи факторів складу: “Модифікатори” і “Мінеральний каркас”. В першу групу входили дозування органічного моди і “Мінеральний каркас”. В першу групу входили дозування органічного модифікатору (МО) на рівнях х₁ = 5 5 (на 100 м.ч. пластифікованої епоксидної смоли “Макро” при 18 м.ч. затверджувача) і тонкодисперсного мінерального модифікатору (ММ) на рівнях х₂ = 8 8 м.ч. В другу кількість кварцевого піску х₃ = 175 125 і діабазової муки х₄ = 70 20 м.ч. Нормалізація всіх факторів складу композиту -1 х_і +1 виконана по типовій формулі: x_i=(X_i-X_oi)/X_i. В якості адсорбційно-активних середовищ використовувалися: вода і нафта.

Размещено на http://www.allbest.ru/

За результатами проведеного експерименту в системі СОМРЕХ - 99 (ОДАБА) побудовані 21 нелінійна Ес-модель (1), які описують вплив на технологічні, фізико-механічні і експлуатаційні властивості епоксидного полімерного розчину.

Нелінійна модель (1) структурована по групах факторів “Модифікатори” (х₁ і х₂) і “Мінеральний каркас” (х₃ і х₄). Блок (а) описує вплив на аналізовану властивість Y композиту органічного і мінерального модифікаторів. Блок (б) - вплив на Y кварцевого піску і діабазової муки. Блок (в) показує, як будуть трансформуватися локальні поля аналізованої властивості за рахунок взаємозв'язку двох груп факторів складу.

При проведенні досліджень використовувалася епоксикаучукова смола “Макро” концерна “Макротех”; затверджувач - моноцианоетилдіетилентриамін - УП-0633М; фурфурол густиною при 20⁰С - 1.156 г/см³ (АОЗТ “Миколаївський гідролізно-дріжджовий завод”); цеоліт Сокирніцкого родовища (Закарпаття), S_уд = 300 м²/кг і істинною густиною = 2.25 г/см³; скляний кварцевий пісок Авдєєвського кар'єра (Донецька обл.), М_кр.=1.48, = 2.65 г/см³; діабазова мука S_уд = 300 м²/кг і = 2.9 г/см³.

Реологічні показники технологічних сумішей 18 складів визначалися на ротаційному віскозиметрі РПЕ-1М. Показники міцності і довговічності визначені при випробуванні зразків 228 см; кінетика поглинання епоксидним полімерним розчином з агресивних середовищ оцінювалася зважуванням зразків протягом шести місяців. Дослідження стійкості полімерного розчину у воді і нафті проводилося після 180 діб експозиції.

До пластифікованого епоксидного полімерного розчину, призначеного для ремонту і захисту бетонних поверхней конструкцій, зокрема, водогосподарських споруд, пред'являлися наступні вимоги: 150 500 Пас; R_c 90, R_b 50 МПа. Оптимізувалися полімероємність (Е, кг/т) і показники довговічності (W і P; K_w і K_p).

В третьому розділі проаналізовано вплив факторів складу на в'язкість, фізико-механічні і експлуатаційні властивості модифікованих епоксидних полімерних розчинів.

На першому етапі досліджень оцінювалася ефективна в'язкість полімерних композицій, на другому етапі - міцність на розтяг при згині, а також показники довговічності: водо- і нафтопоглинання; коефіцієнти водо- і нафтостійкості епоксидних композитів.

На рис. 2а і б показані локальні поля в'язкості полімерної суміші (, Пас) в координатах факторів “Модифікатори полімерної матриці” (при середніх рівнях факторів “Мінеральний каркас” вміст піску 175 і діабазу 70 м.ч.) і в координатах “Мінерального каркасу” (при середніх рівнях факторів “Модифікатори полімерної матриці” - вміст фурфурола 5 і тонкомеленого цеоліту 8 м.ч. ). В цих умовах в першому випадку (рис. 2а) введення модифікаторів збільшує в'язкість тільки удвічі, а в другому випадку (рис. 2б) в'язкість змінюється в 16 разів при введенні кварцевого піску і діабазової муки.

Аналіз ЕС-моделі, що описує вплив факторів складу на міцність композиту при згині (R_b, МПа) показує, що при постійному зерновому складі мінерального каркасу за рахунок модифікації матриці R_b збільшується по усередненому градієнту до R_b.max 55 Мпа, або на R_b 11 МПа. Для цього фурфурол повинен вводитися на верхньому рівні х₁ = 10 м.ч., а вміст тонкомеленого цеоліту повинен складати не більш х₂ 4 м.ч. (рис. 2в).



Размещено на http://www.allbest.ru/

Вплив кількості мінеральних наповнювачів на R_b за умови, що вміст модифікаторів знаходиться на середніх рівнях х₁=х₂=0 показано на рис. 2г. В цьому випадку максимальна міцність R_b.max = 55.2 МПа досягається при високому вмісті діабазової муки в композиті (х₄ = 90 м.ч.) і при постійному дозуванні кварцевого піску (х₃ = const). Таким чином, аналіз локальних полів (рис. 2в і г) показує, що із збільшенням вмісту фурфурола і діабазової муки в композиті міцність при згині значно зростає.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Вплив рецептурних факторів на водо- і нафтопоглинання полімерного розчину (після експонування 180 діб) проаналізовано по Ес-моделях. Збільшення кількості як органічного, так і мінерального модифікаторів в полімерному розчині приводить до значного зниження W і P. Мінімальне водопоглинання W_min = 0.09% (рис. 3а) досягнуте при вмісті х₂=х₃=х₄=+1 і х₁=+0.136, а Р_min = 0.081% досягається при максимальному дозуванні органічного і мінерального модифікаторів (х₁ = 10 м.ч. і х₂ = 16 м.ч.) і мінімальному вмісті факторів другої групи (х₃ = 50 м.ч. і х₄ = 50 м.ч.) (рис. 3б). Із збільшенням кварцевого піску в композиті нафтопоглинання підвищується. Механізм дії фурфуролу в композиті зводиться до того, що знаходячись в рівномірно розподіленому вигляді в епоксидному зв'язуючому він перешкоджає хімічній взаємодії епоксидної смоли і середовища, не порушуючи при цьому зчеплення зв'язуючого з наповнювачем. Дія мінерального модифікатору пояснюється тим, що каркасна структура цеоліту відіграє роль “молекулярного сита” (В.А. Вознесенський, В.І. Соломатов).

Результати аналізу (рис. 4) відношення водо- і нафтопоглинання до вмісту епоксидної смоли (W/E і P/E) показують, що із збільшенням вмісту кварцевого піску і зменшенням міжзеренних шарів смоли ці показники збільшуються.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ймовірно при збільшенні вмісту кварцевих зерен у їх поверхні утворюються мікропорожнини і мікротріщини, що і приводить до підвищення поглинаючої здатності полімерних смол (В.І. Соломатов). Вплив діабазового наповнювача на дані показники при х₁=х₂=0 незначна.

По узагальнених результатах водо- і нафтопоглинання побудовані кінетичні криві W_max і W_min; P_max і P_min. Логістичні моделі:

W=0.251/(1+4.14e^-0.0423) (2)

P=0.183/(1+22.86e^-0.0517) (3)

описують середню тенденцію (в часі ) поглинання епоксидними полімерними розчинами води і нафти (з коефіцієнтом детермінації R²=0.99). Побудовані кі-нетичні криві показують тенденцію до поступового загасання поглинання ком-позитом води і нафти. Знайдена явна асиметрія розташування середньої кривої по відношенню до меж (W_max і W_min; P_max і P_min). Особливо це видно по нафтопо-глинанню - межа P_max в 4 рази дальше від середньої ніж P_min. Також слід відмі-тити той факт, що кінетика зміни відношення Р/W має аналогічну асиметрію, яка зберігається і при переході до об'ємного поглинання.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Одним із основних показників, які регламентують застосування епоксид-них полімерних розчинів в якості захисного покриття споруд водогосподарсь-кого призначення, є коефіцієнт стійкості. Визначальними критеріями для оцін-ки стійкості епоксидного полімерного розчину в різних агресивних середови-щах є показники, які зв'язані з міцністю. Коефіцієнт стійкості матеріалу визна-чається, як відношення середніх значень міцності після експозиції зразків в се-редовищі (в даному випад-ку 180 діб) до контрольної міцності.

За результатами на-турного експерименту по-будовані адекватні чоти-рьохфакторні моделі впли-ву складу на коефіцієнт водо- (K_w) і нафтостійкості (K_p). На рис. 5 показані ло-кальні поля K_w і K_p в коор-динатах першої та другої груп факторів складу при середніх дозуваннях ком-понентів другої групи. Аналіз ЕС-моделей і пред-ставлених поверхней пока-зує активну роль цеоліту разом з фурфуролом (рис. 5а, в). Збільшення вмісту цеоліту може істотно по-кращити вищевказані влас-тивості епоксидного полімерного розчину. Проте в деяких зонах факторної об-ласті позитивно впливає на ці характеристики і тонкомелений діабаз - порошок повнокристалічної структури, який рекомендується як наповнювач в захисно-конструкційні полімерні розчини (рис. 5б, в).

Аналіз полів властивостей в координатах 4 компонентів полімерного роз-чину дозволяє вважати правдоподібними дві гіпотези: А - цеоліт є специфічним мінеральним модифікатором, який змінює в силу своєї структури властивості полімерної матриці; б - цеоліт є мінеральним наповнювачем, не відмінним від діабазу по своєму впливу на полімерну матрицю.

Для перевірки гіпотез матриця реалізованого плану експерименту (18 складів; фактори х₁...х₄; Ф, Ц, К, Д) була перетворена за рахунок заміни двох змінних іншими, пов'язаними з ними функціонально. Перша нова змінна Z₅=Ц+Д відповідає загальній кількості мінерального порошку (МП) в компози-ті. Друга - Z₆=Ц/МП характеризує частку цеоліту в мінеральному порошку.

Нову матрицю плану утворюють фактори х₁, х₂, z₅, z₆. Вплив цеоліту роз-глянуто в тих композиціях, де фурфурол і пісок дають екстремальне значення для аналізованих показників якості. Для оцінки зміни властивостей під впливом долі цеоліту в мінеральному порошку використана процентна оцінка ?{Y_j}=100[(Y_j/Y_j.эт)-1], де Y _j.эт - властивості композиту без цеоліту.



Размещено на http://www.allbest.ru/

На рис. 6 показані поля відносних змін коефіцієнтів водо- і нафтостійкості при введенні цеоліту в координатах кількості МП (z₅) і частки цеоліту в МП (z₆). Показники стійкості істотно зростають при підвищених дозуваннях мінерального порошку із більшою часткою цеоліту, отже, гіпотезу “Б” слід відхилити і прийняти для стійкості епоксидного композиту як правдоподібну гіпотезу “А”: можна вважати тонкомелений цеоліт не наповнювачем, а специфічним мінеральним модифікатором епоксидної матриці.

Аналіз діаграми типу “Квадрати на квадраті” (рис. 7) показує, що з підвищеним і/або високим вмістом фурфуролу (5-10 м.ч.) і мінеральним тонкодисперсним цеолітом (8-16 м.ч.) є найбільш стійкими. Позитивний вплив діабазової муки, рівно як і кварцового піску спостерігається приблизно на середніх рівнях. При цьому витрата епоксидної смоли “Макро”, як самого найдорожчого компоненту, з ростом наповнення знижується. У той же час видно, що отримати композит одночасно мінімального водо- і нафтопоглинання (W і P %), а також максимальної водо- і нафтостійкості (K_w і K_p) на одному складі неможливо - слід шукати компромісні рішення.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Четвертий розділ присвячений дослідженню властивостей епоксидних полімерних розчинів з використанням методу Монте-Карло - ізопараметричному аналізу (ІПА) і пошуку компромісних рішень. ІП-аналіз на основі ЕС-моделей дозволяє досліджувати властивості матеріалу в умовах постійного рівня одного із них - А(х)=А_іs=const. Використання разом з ЕС-моделями полів методу Монте-Карло не тільки позбавляє ІП-аналіз від складних процедур руху рівними кроками уздовж ізолінії, але і наближає результати комп'ютерного експерименту до результатів реального експерименту.

Для ізопараметричного аналізу вибрана ізолінія _is = 280 Пас (рис. 8), що близько до рівня в'язкості в центрі цього локального поля (е^5.66=287) і складає приблизно середину нормованого діапазону в'язкості (=150-500 Пас).



Размещено на http://www.allbest.ru/

Аналіз проводиться в ізопараметричному коридорі, який враховує із заданим ризиком =0.05 “розмитість” визначуваного по моделі рівня властивості С. Ширина довірчого коридору задається помилкою s_А експериментального визначення властивості А, критерієм Стьюдента t і залежить від координат х через функцію дисперсії передбачення d. Помилка s_А для модельно-детермінованої ізолінії = 280 складає 21 Пас.

Генерується 500 випадкових складів, рівномірно розподілених в області двох факторів (х₁, х₂). З 500 відібрані ті композиції, в'язкість яких (ізопараметр) потрапляє в довірчий коридор 265.5 294.5 Пас. Таких складів 124, тобто, коридор накриває близько 25% площі квадрату {х_1, х₂}_.

Коридор з 124 складами розвертається двома способами. Перший - розгортка уздовж лінії А(х) = A_is при рівномірному кутовому переміщенні вектора , направленого до цієї лінії з деякого фокусу (рис. 8). Вибір фокусу довільний, але повинен дозволяти найбільш повно “оглядати” весь коридор (в даній задачі він вибраний в точці х₁=х₂=1, щоб змінювався тільки в першій четверті). Другий спосіб простіший, але має більш вузьке призначення - розгортка проводиться уздовж осі одного з факторів, за рахунок зміни, якої передбачається управління властивостями - і А, і Y.

Размещено на http://www.allbest.ru/

На рис. 9 показані “коридорні” графіки аналізованих властивостей. По осі абсцис заданий кут розгортки, в 100-тих частках прямого кута (0.0157 радіан).

Зміна властивостей уздовж лінії = 280 пов'язано із зменшенням кількості органічного модифікатору від 10 до 0 м.ч. (х₁ від +1 до 1). При цьому для збереження постійної в'язкості вміст мінерального модифікатору повинен збільшуватися від 0 до приблизно 11 м.ч. (до х₂=+0.65). При такій зміні вмісту модифікаторів міцність на розтягування при згині R_b спочатку практично постійна, а починаючи з ^g більше 20-25 (х₁=+0.5, х₂0.5), інтенсивно знижується. В цих умовах нафтопоглинання Р рівномірно росте приблизно на 0.03%, а водопоглинання W має мінімум при ^g 50, падаючи в цій зоні на 1/3. Спостерігається, що в тих же умовах коефіцієнт нафтостійкості k_p при ^g від 0 до 50 дещо зростає, а потім знижується до значення 1.02; коефіцієнт водостійкості буде максимальним k_w=1.07 при ^g=0 і збільшення ^g приводить до зниження даного показника. Таким чином, інженерний компроміс можна шукати в області ^g<50.

Чисельно оцінити зміну властивостей в ІП-умовах дозволяють узагальнюючі показники коридорних графіків. Так, для R_b одержана функція (4), з коефіцієнтом детермінації R²=0.98 і залишковою стандартною помилкою 0.36 MПа.

R_b{_is = 280} = 53.86 + 5.27^g - 34.71(^g)² - 38.53(^g)³- 16.43(^g)⁴ (4)

Індекс “концентрації властивості” = R²/(1 R²) показує у скільки разів зміна аналізованої властивості R_b за рахунок зростання більше розсіяння його значень навкруги несучої функції (4). Для міцності на згин = 49, тобто, розкид значень навколо (4) у багато разів менше, ніж зростання R_b за рахунок модифікації матриці.

Результати ізопараметричного аналізу за другим способом з інженерної точки зору не відрізняються від показаних на рис. 9. Проте перший спосіб відображення результатів ІП-аналізу (рис. 8-9) найбільш зручний для інтерпретації і прийняття компромісних рішень.

Результати ІП-аналізу при переході до другої групи факторів “Мінеральний каркас” показують, що компромісне рішення для рівнорухомих сумішей ( = 280 Па·с) незалежно від зернового складу мінерального каркаса лежить в діапазоні 0 ^g 50. Полімерні розчини з модифікацією поблизу ^g = 0 будуть мати підвищену міцність і низький рівень нафтопоглинання. Полімерні розчини з модифікацією в області, близькій до ^g = 50 будуть мати мінімальне водопоглинання, але понижену міцність і підвищене нафтопоглинання (особливо при підвищеному вмісті діабазу).

Результати ізопараметричного аналізу сприяли виявленню складів, які одночасно володіли би мінімальним W і P і максимальними K_w і K_p при нормативних вимогах, які пред'являються до композиту.

Використана нова процедура пошуку компромісних рішень (В.А. Вознесенський, Т.В. Ляшенко), яка основана на методі Монте-Карло. Вона має ряд позитивних особливостей. В неї закладені можливості машинного “діалогу” матеріаловеда з комплексом полів оптимізованих властивостей матеріалу. Ітераційна процедура багатокритеріального пошуку на модельно-детермінованих і випадкових полях властивостей дозволяє визначити гарантуючі рецептурно-технологічні рішення - допустимі, оптимальні і компромісні.

Комп'ютерний пошук складів модифікованих епоксидних полімерних розчинів при компромісній мінімізації полімероємності і максимізації водо- і нафтостійкості захисного композиту, як і на рис. 7, проведений по декількох критеріях. Три нормовані. Це “коридорні” обмеження ефективної в'язкості (при = 1 с^-1), 150500 Пас, і вимоги до міцності на стиск R_c 90 і на згин R_b 50 МПа. Слід було максимізувати коефіцієнти стійкості у воді K_w і нафті K_р після 6 місяців контакту з адсорбційно-активними рідинами. Шостий критерій - кількість епоксидної смоли в композиті, Е (кг/т). Його вимагалося мінімізувати по детермінованому гіперболічному чотирьохфакторному співвідношенню

Е = 105 / (5х₁ + 8х₂ + 125х₃ + 20х₄ + 376). (5)

Поле епоксидної смоли має мінімум Е_min=187 кг/т при рецептурних факторах на рівнях х₁=х₂=х₃=х₄=+1.

Початковими для пошуку компромісу приймаються медіанні рівні полів K_w.M = 0.5(K_w.max+ K_w.min) = 0.5(1.12+0.93) = 1.02 і K_p.M = 0.5(1.08+0.89) = 0.98. Медіанний рівень полімероємності Е_М = 0.5(459+187) = 323 кг/т. На рис. 10а показано поетапну зміну числа конкуруючих складів N. На першій ітерації генеруються 1000 випадкових точок в чотиривимірному кубі, до яких додані 16 його вершин (1, 1, 1, 1). В допустимій області залишилося 63 склади; рівні їх властивостей гарантовані по R_c, R_b і не гірше медіанних по K_w, K_p і E. Після покрокового збільшення K_w і K_р і зниження полімероємності в компромісній області залишилося 6 складів (вони додаються до 1000 складів, які генеруються на другій ітерації). Об'єм компромісної області (рис. 10б) менше початкової майже на три порядки.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Наближення критеріїв K_w, K_р і E до індивідуальних оптимумів показано на рис. 11а-в. Етап 1-1 формує допустиму область; граничний рівень оптимізованих критеріїв співпадає з відповідним медіанним. На етапі 1-2 визначається область компромісу; в ній кожний з критеріїв став дещо краще медіанного: K_w.1-2 =1.05 > K_w.M =1.02, K_р.1-2 =1.03 > K_р.M =0.98 і E_1-2 =291 < E_M = 323. Кращих рівнів трьох критеріїв на цій ітерації добитися не можна, оскільки границі області 6 складів, які залишилися, як видно на рис. 11г-ж, достатньо широкі від 0.3 до 0.7 fs (одиниць відстані в нормалізованому факторному просторі). Що вказує на необхідність продовжити ітераційний процес. На кожній ітерації після 1-ої границі області пошуку розширяються в порівнянні з етапом “2” попередньої ітерації на крок, який залежить від кількості генерованих точок.

На другій ітерації основна увага була звернута на пошук складів, які забезпечують нафтостійкість, рівній водостійкості (K_p K_w 1.05), а на третій на зниження витрати епоксидної смоли (рис. 11в), без погіршення досягнутих показників довговічності (рис. 11а-б).

За результатами обчислювального експерименту вибрано склад з витратою епоксидної смоли “Макро” 262 кг/т, що на 60 кг менше середнього медіанного рівня, при дозуванні факторів складу: х₁= 0.5 (фурфурол - 7.5 м.ч. на 100 м.ч. смоли); х₂ = - 0.75 (цеоліт - 2 м.ч.); х₃ = 0.04 (пісок кварцевий - 180 м.ч.) і х₄ = 0.2 (діабазова мука - 74 м.ч.). Технологічна суміш має в'язкість близько 300 Пас. Міцність R_c = 102 і R_b = 53.5 МПа. Композит має близькі коефіцієнти стійкості у воді і нафті K_w K_р 1.05.

П'ятий розділ присвячений питанням практичної реалізації результатів досліджень, зокрема, використанню раціональних складів модифікованих епоксидних полімерних розчинів. Вибір оптимальних складів здійснювався як по побудові двохфакторних діаграм, так і за результатами комп'ютерного пошуку складів композиту методом Монте-Карло.

Знайдені оптимальні склади відрізняються підвищеним вмістом органіч ного і мінерального модифікаторів при скороченій витраті пластифікованої епоксидної смоли, і забезпечують при цьому задані рівні реологічних, міцністних і експлуатаційних властивостей полімерного розчину.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Композити на основі епоксидної смоли “Макро” призначені для відновлення і захисту оголовків водотранспортуючих споруд, опор мостових переходів на магістральних каналах, для захисту залізобетону від стирання донними наносами на водоскидах і дюкерах. Рекомендований склад з витратою пластифікованої епоксидної смоли Е=231кг/т, при дозуванні (на 100 м.ч. смоли) органічного модифікатору - 8.5 м.ч. і мінерального модифікатору - 0.5 м.ч., а компонентів мінерального каркаса - піску 225 і діабазової муки 85 м.ч. (х₁ = 0, х₂ = -0.94, х₃ = 0.4 і х₄ = 0.75); композит має водопоглинання W = 0.19% і коефіцієнт водостійкості K_w = 1.04. Адгезія на відрив на такому складі до цементного бетону склала більше 30 МПа, руйнування зразків проходило по бетону (адгезія визначалася в Інституті гідротехніки і меліорації Академії аграрних наук України - відділ діагностики і захисту гідротехнічних споруд). Даний склад використаний на Хмельницькій АЕС для наземного покриття площею 2.5 тис. м², а також як герметизатор компенсаційних швів довжиною 2.0 тис. п.м.

Модифікована композиція, яка має в'язкість суміші біля 390 Пас, міцність на розтяг при згині не менш R_b = 53.6 МПа, показники довговічності: нафтопоглинання P = 0.15 - 0.16 % і коефіцієнт нафтостійкості K_p = 1.04 - 1.05, використана в Литві для захисного покриття при виробництві водовідливних споруд в зонах бензозаправних і авторемонтних станцій на автомагістралі Вільнюс-Утена. На новий полімерний композит отримано позитивне рішення про видачу деклараційного патенту України.

Висновки

Створено новий модифікований фурфуролом і тонкомеленим цеолітом епоксидний полімерний розчин, який по водо- і нафтопоглинанню, по водо- і нафтостійкості конкурентноспроможний з іншими полімерними матеріалами, призначеними для ремонту і захисту бетонних поверхонь конструкцій, зокрема, водогосподарських споруд.

Комплекс структурованих ЕС-моделей дозволив оцінити (з ризиком не більш 0.1) спільний вплив двох груп факторів складу, “Модифікатори матриці” і “Мінеральний каркас”, і визначити закономірності цього впливу на технологічні і експлуатаційні властивості полімерних розчинів.

Введення оптимальних добавок фурфурола і тонкомеленого цеоліту дозволяє отримати (при виконанні вимог до в'язкості суміші і міцності композиту) полімерні розчини з коефіцієнтами стійкості не менше 1; при витраті епоксидної смоли 230-260 кг/т композиту водопоглинання за 180 діб не перевищує 0.2%, а нафтопоглинання - не більше 0.17%.

Обчислювальними експериментами на полях властивостей композиту, описаних ЕС-моделями, доведено, що при рівній з діабазовою мукою питомій поверхні тонкомелений цеоліт в силу своєї структури відіграє специфічну роль мінерального модифікатора матриці на основі пластифікованої епоксидної смоли “Макро”.

При рівній в'язкості композицій, як показав комп'ютерний ізопараметричний аналіз, введення органічного і мінерального модифікаторів епоксидної матриці підвищує міцність полімерного розчину на розтяг при згині і коефіцієнти стійкості, зменшує поглинання ним води і нафти. Проте координати оптимальної кількості модифікаторів по всіх критеріях не співпадають, але результати ІП-аналізу дозволяють оцінити діапазони складів, в яких знаходяться компромісні співвідношення між модифікаторами.

Комп'ютерний пошук складів модифікованих епоксидних полімерних розчинів (на полях властивостей з використанням випадкового сканування методом Монте-Карло) при компромісній мінімізації полімероємності, водо- і нафтопоглинання і максимізації водо- і нафтостійкості дозволив визначити рівні двох груп факторів “Модифікатори матриці” і “Мінеральний каркас” для ремонту і захисту бетонних поверхонь при різних умовах експлуатації водогосподарських споруд. Знайдені компромісні склади мінімального водо- і нафтопоглинання (W_comp = 0.135 і P_comp = 0.125%, полімероємність Е = 294 кг/т), а також максимальній водо- і нафтостійкості при малій полімероємності (K_w K_р 1.05; Е = 262 кг/т).

Раціональні склади модифікованих епоксидних полімерних розчинів пройшли дослідно-промислову перевірку на водогосподарських спорудах в Литві і в Україні; техніко-економічна ефективність забезпечується економією епоксидної смоли на 10-12 кг/т і збільшенням міжремонтного терміну експлу-атації споруд.

Основні положення дисертації опубліковані в роботах

Вознесенский В.А., Довгань А.Д., Ляшенко Т.В. Анализ влияния состава на прочность эпоксидного композита на основе концепции полей свойств материалов // Современные материалы и технологии в строительстве: Международ. сборник научных трудов. - Новосибирск, 2003. - С. 5-7.

Ляшенко Т.В., Довгань А.Д., Шаршунов А.Б. Изопараметрический анализ на полях свойств модифицированного эпоксидного композита // Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. - Одеса. - 2004. - Випуск №13. - С. 101-107.

Поиск составов модифицированного эпоксидного композита при компромиссной минимизации водо- и нефтепоглощения методом Монте-Карло / В.А. Вознесенский, А.Д. Довгань, Т.В. Ляшенко и др. // Моделирование и оптимизация в материаловедении: Мат-лы 43-го междун. сем. MOK43. - Одесса: Астропринт, 2004. - С. 3-7.

Вознесенский В.А., Ляшенко Т.В., Довгань А.Д. Изопараметрический анализ в компьютерном материаловедении строительных материалов // Збірник наукових праць Луганського державного аграрного університету. Серія: Технічні науки. - Луганськ: Видавництво ЛНАУ, 2004. - №40(52). - С. 240-248.

Компромиссная минимизация полимероемкости и максимизация водо- и нефтестойкости защитного композита / Вознесенский В.А., Ляшенко Т.В., Довгань А.Д. и др. // Вісник Українського державного університету водного господарства та природокористування. Збірник наукових праць. - Рівне. - 2004. - Випуск №11. - С. 11-16.

Компьютерный поиск составов модифицированного эпоксидного композита для защиты элементов гидромелиоративных сооружений / Вознесенский В.А., Ляшенко Т.В., Довгань А.Д., Шаршунов А.Б. // Вісник ОДАБА. - Одеса. - 2004. - Випуск №14. - С. 76-82.

Design of repair compositions for concrete by workability and durability criteria with methods of computational materials science / Lyashenko T., Vosnesensky V., Dovgan A., Padagelis I., Sharshunov A. // Proc. Int. Conf. Life Cycle Assessment, Behaviour and Properties of Concrete and Concrete Structures. - Brno, 2004. - P. 300 - 305.

Анализ полей свойств для доказательства специфической роли тонкомолотого цеолита в эпоксидных композитах / Вознесенский В.А., Ляшенко Т.В., Довгань А.Д., Гара Ан.А. // Вісник ОДАБА. - Одеса: “Місто майстрів”. - 2004. - Випуск №15. - С. 54-61.

Особистий внесок здобувача в роботах 1-8 - проведення експериментальних робіт, побудова структурованих експериментально-статистичних моделей, інтерпретація результатів моделювання, проведення ізопараметричного аналізу з використанням методу Монте-Карло, обґрунтовування висновку про корисність введення фурфурола і тонкомеленого цеоліту, як органічного і мінерального модифікаторів.

Анотація

Довгань О.Д. Епоксидні полімерні розчини, модифіковані фурфуролом і цеолітом. - Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.05 - Будівельні матеріали і вироби. - Одеська державна академія будівництва і архітектури, Одеса, 2005. Розроблені і оптимізовані захисно-конструкційні матеріали на основі пластифікованої епоксидної смоли “Макро”, які забезпечують підвищену надійність і довговічність водогосподарських споруд. За результатами спланованого експерименту побудовано і проаналізовано комплекс структурованих експериментально-статистичних моделей, який дозволив оцінити спільний вплив двох груп факторів складу “Модифікатори полімерної матриці” і “Мінеральний каркас”, а також визначити закономірності цього впливу на аналізовані властивості полімерних розчинів. Дослідження фізико-механічних і експлуатаційних властивостей модифікованих епоксидних полімерних розчинів показало, що введення оптимальної кількості фурфуролу і цеоліту дозволяє отримувати полімерні розчини з високими показниками міцності і довговічності. Використані для ІП-аналізу і пошуку компромісних рішень засоби комп'ютерного матеріалознавства, основані на методі Монте-Карло, дозволяють визначати оптимальні рівні факторів складу, гарантуючі необхідні рівні властивостей. Знайдено компромісні склади мінімального водо- і нафтопоглинання, а також максимальної водо- і нафтостійкості при малій полімероємності, які призначені для ремонту і захисту бетонних поверхней при різних умовах експлуатації. Здійснена дослідно-промислова перевірка модифікованих епоксидних полімерних розчинів на водогосподарських спорудах в Литві і в Україні. Ключові слова: захисно-конструкційний матеріал, експериментально-статистична модель, модифікований епоксидний полімерний розчин, ізопараметричний аналіз, компромісний склад.

Аннотация

Довгань А.Д. Эпоксидные полимеррастворы, модифицированные фурфуролом и цеолитом. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.05 - Строительные материалы и изделия. - Одесская государственная академия строительства и архитектуры, Одесса, 2005.

Разработаны и оптимизированы защитно-конструкционные материалы на основе пластифицированной эпоксидной смолы “Макро”, которая используется на сегодняшний день при гидроизоляции, ремонте и других строительных работах. Применение модифицированных фурфуролом и тонкомолотым цеолитом эпоксидных композиций в качестве защитных покрытий бетонных поверхностей конструкций позволит повысить надежность и долговечность сооружений, в частности водохозяйственных, эксплуатируемых в условиях контакта с адсорбционно-активными и агрессивными средами.

При исследовании многокомпонентных строительных материалов эффективным средством анализа и оптимизации структуры, качества и технологических параметров их производства являются экспериментально-статистические модели (ЭС-модели) и их анализ на основе концепции полей свойств, что позволяет, не терять свернутое в ЭС-моделях знание о материалах, а наиболее полно извлекать его с помощью вычислительных экспериментов.

По результатам спланированного эксперимента построен комплекс структурированных экспериментально-статистических моделей, который позволил оценить совместное влияние двух групп факторов состава “Модификаторы полимерной матрицы” и “Минеральный каркас”, а также определить закономерности этого влияния на анализируемые свойства полимеррастворов. Исследование физико-механических и эксплуатационных свойств разработанных эпоксидных полимеррастворов на основе смолы “Макро” показало, что введение оптимальных количеств фурфурола и цеолита позволяет получать полимеррастворы с высокими показателями прочности и долговечности: коэффициент стойкости не меньше 1, а поглощение после шести месяцев выдержки в водной и нефтяной средах не превышает 0.2% при малом расходе дорогостоящего материала - эпоксидной смолы.

Анализ ЭС-моделей, однофакторных зависимостей в зонах индивидуальных экстремумов и методов компьютерного материаловедения выявил активную роль цеолита вместе с фурфуролом. Увеличение содержания цеолита может существенно улучшить вышеуказанные свойства полимерраствора. Однако во многих зонах факторной области положительно влияет на эти характеристики и тонкомолотый диабаз. Для доказательства заключения - что цеолит является не наполнителем, как диабазовая мука, а специфическим минеральным модификатором эпоксидной матрицы, использована специальная методика вычислительного эксперимента, которая позволила доказать, что при равной удельной поверхности с диабазовой мукой цеолит в силу своей структуры играет специфическую роль минерального модификатора матрицы на основе пластифицированной эпоксидной смолы.

Использованные для изопараметрического анализа и поиска компромиссных решений средства компьютерного материаловедения, основанные на методе Монте-Карло, позволяют определить оптимальные уровни факторов состава и гарантирующие необходимые уровни свойств. Так композиции равной вязкости, как показал ИП-анализ, введение органического и минерального модификаторов эпоксидной матрицы повышает прочности полимерраствора на растяжение при изгибе и коэффициенты стойкости, уменьшает водо- и нефтепоглощение композита. Однако координаты оптимального количества фурфурола и тонкомолотого цеолита по всем анализируемым критериям не совпадают, но ИП-анализ позволил оценить диапазоны составов, в которых находятся компромиссные соотношения между модификаторами.

Компьютерный поиск компромиссных решений при исследовании свойств модифицированного эпоксидного композита позволил определить, оптимальные уровни двух групп факторов состава “Модификаторы полимерной матрицы” и “Минеральный каркас” при компромиссной минимизации полимероемкости, водо- и нефтепоглощения и максимизации водо- и нефтестойкости. Найдены компромиссные составы минимального водо- и нефтепоглощения, а также максимальной водо- и нефтестойкости при низкой полимероемкости, которые предназначены для ремонта и защиты бетонных поверхностей при различных условиях их эксплуатации.

Осуществлена опытно-промышленная проверка модифицированных эпоксидных полимеррастворов при ремонте и защите гидротехнических сооружений на Украине, в частности на Хмельницкой АЭС изготовлено напольное покрытие площадью 2.5 тыс. м², загерметизировано компенсационных швов длиной 2.0 тыс. п.м., и транспортных сооружений в Литве - в зонах бензозаправочных и авторемонтных станций на автомагистрали Вильнюс-Утена. Технико-экономическая эффективность обеспечивается снижением полимероемкости композиций на 10-12 кг/т; повышение прочности в крупных дефектах бетонной матрицы; увеличением межремонтного периода и срока службы эксплуатации сооружений.

Ключевые слова: защитно-конструкционный материал, экспериментально-статистическая модель, модифицированный эпоксидный полимерраствор, изопараметрический анализ, компромиссный состав.

Abstract

Dovgan A.D. Epoxy polymer mortars modified with furfural and zeolite. - Manuscript.

The thesis to gain the candidate of science degree on speciality 05.23.05 - Building materials and products. - Odessa State Building and Architecture Academy, Odessa, 2005.

Protective-structural materials on plasticised epoxy resin “Macro” that would provide the increased reliability and durability of hydraulic works have been developed and optimised. On results of designed experiment the complex of structured experimental-statistical models was built and analysed allowing combined influence of two groups of composition factors, “Polymer matrix modifiers” and “Mineral framework”, on the mortar properties to be estimated and regularities of this influence to be determined. The study of physico-mechanical and operational properties of modified epoxy polymer mortars has shown that introduction of optimal quantities of furfural and zeolite allows the compositions with high indices of strength and durability to be obtained.

...