Эпоксиуретановые композиты и защитные покрытия на их основе

• Автор: Зимин, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 189 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНЫЕ ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИМЕРНЫХ СВЯЗУЮЩИХ
1.1. Полимерные покрытия, применяемые для повышения долговечности строительных изделий и конструкций
1.2. Композиционные материалы на основе эпоксидных и полиуретановых связующих

1.3. Эпоксиуретановые композиционные материалы
1.4. Выводы по главе 1. Цели и задачи исследования
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Применяемые материалы и их свойства
2.2. Методы исследований и применяемое оборудование
2.3. Планирование эксперимента и статистические методы анализа экспериментальных данных

ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТИЦ НАПОЛНИТЕЛЕЙ В ПОЛИМЕРНЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНОГРАДИЕНТНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛАХ
3.1. Теоретические основы создания функционально-градиентных материалов на основе полимерных связующих
3.2. Теоретическая модель стесненной седиментации высоконапол-ненных дисперсных структур на основе механики многоскоростных КОНТИНУУМОВ

3.3. Программный комплекс для моделирования процесса стесненной седиментации частиц наполнителя в твердеющей полимерной системе
3.4. Моделирование распределения частиц наполнителя в функционально-градиентных эпоксиуретановых покрытиях
3.5. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УПРУГО-ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭПОКСИУРЕТАНОВЫХ КОМПОЗИТОВ
4.1. Результаты экспериментальных исследований эпоксиуретановых композиционных материалов на основе метода последовательного симплекс-планирования
4.2. Применение концепции полей свойств материалов для оценки эффективности движения в симплекс-планировании

4.3. Исследование эпоксиуретановых композитов методами инфракрасной спектроскопии и дифференциальной сканирующей калориметрии
4.4. Результаты экспериментальных исследований наполненных эпоксиуретановых композитов
4.5. Оптимизация наполненных эпоксиуретановых составов на основе метода экспериментально-статистического моделирования
4.6. Выводы по главе
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ СОВМЕСТНОЙ РАБОТЫ БЕТОННЫХ ОСНОВАНИЙ С ПОЛИМЕРНЫМИ ПОКРЫТИЯМИ
5.1. Влияние водоцементного отношения на свойства и поровую структуру мелкозернистых бетонов
5.2. Экспериментальные исследования совместной работы бетонных оснований с защитными покрытиями
5.3. Выводы по главе
ГЛАВА 6. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ СТРУКТУРНЫХ ПАРАМЕТРОВ И УФ-ОБЛУЧЕНИЯ НА ИЗМЕНЕНИЕ ДЕКОРАТИВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭПОКСИУРЕТАНОВЫХ ПОКРЫТИЙ
6.1. Программный комплекс для оценки декоративных халактепистик защитных поклытий

6.2. Методика экспресс-оценки цветовой насыщенности чатттитно-леколативньтх поклытий

6.3. Экспериментальные исследования влияния структурных параметров на изменение декоративных характеристик эпоксиуретановых покрытий
6.4. Оценка изменения декоративных свойств эпоксиуретановых покрытий под действием УФ-облучения
6.5. Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В процессе эксплуатации бетонные и железобетонные элементы строительных конструкций испытывают на себе комплексное воздействие многочисленных факторов - агрессивных сред, механических нагрузок, УФ-облучения, перепада температур и других энергетических воздействий, что приводит к их разрушению. При этом проблема долговечности строительных конструкций становится все актуальнее год от года.
Одним из способов повышения долговечности строительных конструкций является использование полимерных покрытий на основе синтетических смол, наиболее широкое применение из которых получили эпоксидные и полиуретановые составы. Каждый из указанных видов полимеров имеет ряд преимуществ и недостатков: композиционные материалы на основе эпоксидных смол отличаются высокими адгезионными и прочностными показателями, твердостью, стойкостью к действию агрессивных сред, но уступают полиуретановым материалам по стойкости к истиранию, водо- и атмосферостойкости.
Без дополнительного модифицирования покрытия на основе крупнотоннажного отечественного низковязкого олигомера ЭД-20, отверждаемые алифатическими аминами, обладают низкими показателями эластичности и ударной прочности. Возможность совмещения эпоксидных и полиуретановых вяжущих позволяет получать эпоксиуретановые композиции, обладающие положительными свойствами, присущими обоим полимерам в отдельности, с широким спектром физико-механических и технологических характеристик.
При разработке защитных полимерных составов необходимо учитывать, что в процессе эксплуатации существенно различаются функциональные требования, предъявляемые к структуре и свойствам различных слоев покрытий. Перспективным направлением современного материаловедения является разработка эффективных функционально-градиентных композитов, способных противостоять жестким эксплуатационным требованиям, и защитно-декоративных покрытий на их основе.

ЇО - 1.5+0.15, СГ - 0.07±0.02, БОз - 0.70+Ю.2, К20 - 0.75+0.25, СаОсв' -0.2±0.1, н.о. - 0.35. Основные физико-механические характеристики используемого портландцемента, определенные по ГОСТ 31108-2003, приведе-
ны в таблице 2.1.8.
Таблица
Физико-механические свойства цемента ЦЕМ142,5Н
Наименование показателя Нормируемые величины
Прочность в возрасте 28 суток, МПа: - изгиб - сжатие 7,5±0,3 50,0±2
Прочность в возрасте 2 суток, МПа: - изгиб - сжатие 4,8±0,3 23,0±2
Тонкость помола, м2/кг
Массовая доля вспомогательного компонента (опока), % 4,5±0
Содержание оксида серы (VI) БОз, % 3,5+0,5 j
Нормальная густота цементного теста, % 26,0±1
Сроки схватывания (час:мин) - начало - конец 2:40±1:00 4:00±1:00
Равномерность изменения объема (расширение), мм 2,5±1
Содержание хлорид-иона С1, % 0,07±0
Нерастворимый остаток, % 2,5±1
Потеря массы при прокаливании, % 1,0±0
Удельная эффективная активность естественных радионуклидов, Бк/кг 74±12
Таблица
Основные характеристики песка Балашейского месторождения
Показатели Нормируемые величины
Массовая доля диоксида кремния, %, не менее
Массовая доля глинистой составляющей, %, не более
Концентрация водородных ионов водной вытяжки (pH) 6,2-7
Са0+М§0+Ма20+К20. %. не более 1
Ре203, %, не более 0
Коэффициент однородности, %
Насыпная плотность, г/см 1
Истинная плотность, г/см3 2
Пустотность, % 34
Влажность, % 0
Содержание пылевидных частиц, % 4
Зерновой состав (модуль крупности) 2