Экспериментально-теоретические основы создания новых видов полимербетонов и технология их производства

• Автор: Чощшиев, К.Ч.
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Ашхабад
• Количество страниц: 462 c. : ил

ВВЕДЕНИЕ
Решениями ХХУТ съезда КПСС и ХХП съезда КП Туркменистана поставлены широкие задачи по дальнейшему развитию капитального строительства. Наряду с повышением эффективности и качества строительных конструкций и сооружений одна из центральных задач современного строительства является повышение его качества, долговечности зданий и сооружений и экономия топливноэнергетических ресурсов 2. Существенно важны в строительстве й пятилетки также строгая экономия металлов и цемента, снижение материалоемкости и вопросы экологии.
Высокие темпы развития строительной индустрии в республике как и во всей стране с учетом требований по эффективности и качеству строительства, долговечности и обеспечивающих архитектурноэстетический облик строительных объектов, выдвигают проблему развития новой его отрасли на базе полимерных материалов. Эффективность развития этой отрасли, особенно для специальных областей, характеризующихся более сложным комплексом воздействия на строительные конструкции, подтверждена большим опытом строительства в СССР и за рубежом.
Применение строительных материалов на базе полимерных связующих и использование широкого класса местных сырьевых ресурсов, включая отходы промышленности и барханные пески, позволили улучшить качество и повысить долговечность промышленных объектов, широкое строительство которых в республике начато в й пятилетке.
Создание базы строительной индустрии из материалов на основе полимерных связующих позволит улучшить условия строительства промышленных, гидротехнических, мелиоративных, гражданских, сельскохозяйственных зданий, а также зданий сельской застройки.
Применение полимерных материалов в ирригационных системах и мелиоративном строительстве поможет решить ряд сложных задач, связанных с повышением эффективности и долговечности строительных конструкций и сохранить баланс вод для орошения.
Б настоящее время в республике большой дефицит в химически стойких защитных и отделочных материалах, потребность в которых постоянно растет. Производство химически стойких защитных и отделочных материалов на базе полимерного связующего с широкой гаммой положительных свойств позволит значительно сократить дефицит в традиционных защитных и отделочных материалах, расширить архитектурные возможности, повысить долговечность и качество зданий и сооружений.
Существенно важный фактор для развития нового направления в строительстве Туркменской ССР возможность широкого использования солнечной энергии.
Успехи химической индустрии, развивающейся ускоренными темпами, а использование солнечной энергии позволяет создать мощную строительную базу на основе полимерных материалов, добиться

достижения экономии топливноэнергетических ресурсов

снижения расходов стали и цемента

повышения качества строительных работ
снижения трудозатрат и материалоемкости
повышения долговечности строительных конструкций и сооружений.
В последние годы во многих технически развитых странах, включая и нашу страну, разработаны новые эффективные технологии производства строительных материалов и конструкций на базе полимерных связующих. Но, к сожалению, существующие отечественные и зарубежные разработки не могут быть применены для такого громадного региона, каким являются среднеазиатские республики и, в частности, Туркмения
с ее неисчерпаемыми запасами барханных песков.
Это объясняется тем, что все имещиеся технологические разработки исключают возможность использования барханных песков в качестве заполнителя для полимербетонов.
Поэтому из широкого круга вопросов производства и применения материалов на базе полимерных связующих в диссертации основное внимание уделено разработке теоретических основ создания новых видов полимербетонов на основе карбонатосодержащих заполнителей и технологии их производства. Это позволило впервые в отечественной практике использовать в производстве полимербетонов барханные пески, запасы которых в Среднеазиатских республиках практически неисчерпаемы.
Высокие прочностные характеристики, водо и морозостойкость, химическая стойкость, декоративность и многие другие положительные характеристики определили широкую область применения полимербетонов с барханным песком в строительстве и конкурируют не только с традиционным бетоном, но и с такими материалами как асбоцемент, мрамор, оникс, а также черными и цветными металлами. В настоящее время разработанные по нашей технологии полимербетоны широко применяются для изготовления декоративноотделочных плит, подоконных досок, химически стойких плит для полов, элементы для отделки фасадов, интерьеров и др.
Актуальность


Цель диссертационной работы изучение и разработка теоретических основ получения новых видов полимербетонов, включая использование карбонатсодержащих заполнителей и промышленных отходов, а также создание высокомеханизированной технологии изготовления полимербетонов, в том числе с использованием гелиотехнологии, определение рациональных областей их применения. МГЛА, фурановых смол и их компаундов с использованием карбонатсодержащих наполнителей и заполнителей . В основу создания полимербетонов на синтетических смолах и барханных песков положен принцип физической и химической совместимости составляющих и назначения разрабатываемого материала. Для материалов неорганической природы характерный пример образования рыхлых продуктов, не имеющих структурной прочности, реакция нейтрализации. В результате такой реакции образуется вода и какиелибо соли, так как протекает она при наличии в системе щелочей или оснований, с одной стороны, и кислот или кислых солей с другой. Следовательно, в одной композиции такие материалы не совместимы. Такая композиция с точки зрения материаловедения существовать не может. Недопустимость реакции нейтрализации обусловлена также тем, что для большинства композиций выделяющаяся вода является ингибитором процесса отверждения. Основная причина, ограничивающая или недопускающая протекание реакции нейтрализации при создании полимерной композиции нарушение процесса протонной актива
ции олигомеров, отверждающихся кислыми катализаторами. Принцип физикохимического совмещения компонентов полимерной композиции базируется на кинетических и термодинамических процессах химических реакций. Основными параметрами этих процессов являются скорость отверждения и теплота экзотермии или температура экзотермии. В случае физической и химической совместимости компонентов скорость отверждения, обусловленная реакцией полимеризации или поликонденсации композиции должна быть оптимальной. Этот параметр для конкретной системы определенного вида смол, а также вида и количества отвердителя является константой. В зависимости от технологических факторов температура окружающей среды, условий теплоотдачи и др. Эти факторы учитываются в каждом конкретном случае, исходя из требований, предъявляемых к полимерной композиции. Для конкретной полимерной композиции теплота экзотермической реакции также константа системы, позволяющая очень точно устанавливать состояние физической и химической совместимости компонентов. Поэтому, зная теплоту экзотермии или скорость отверждения, можно экстраполировать и степень отверждения. Как уже отмечалось, в зависимости от технологических факторов теплота экзотермии и скорость отверждения могут несколько корректироваться. При химической совместимости компонентов теплота экзотермии и скорость отверждения композиции должны быть оптимальны. Отклонения от оптимальных значений этих параметров будет свидетельствовать о нарушении принципа физической и химической совместимости компонентов полимерной композиции. Так как технологические факторы могут вносить коррективы в основные параметры скорость отверждения и температура экзотермии, то оптимизация этих факторов и управление ими представляют ответственную операцию при создании полимерной композиции, подлежащую строгому научному
обоснованию. Операции по очистке или обогащению составляющих могут включать промывку и сушку заполнителей, а также их дробление или помол. Дополнительная подготовка наполнителей и заполнителей может приводиться только с целью их гидрофобизации, химической очистки или капсулирования. Очевидно, приемлемость или неприемлемость таких операций может быть оценена состоянием совместимости компонентов с учетом экономических показателей. Технология приготовления смеси полимерной композиции накладывает строгие ограничения на ее пригодность. В данном случае, конечно, учитываются условия производства работ. Например, полимерная композиция разрабатывается при строгом температурном режиме, в особой газовой среде, при особо точном дозировании компонентов с высокой степенью чистоты. При такой технологии, несмотря на получение высоких результатов, композиция может быть непригодной изза трудности осуществления переработки материала при массовом его употреблении, особенно в построечных условиях.