CC BY
35
• Существенно возрастает вовлеченность бизнеса в решения по ИТ - простота модели 3-х уровневой архитектуры интуитивно понятна для непрофессионалов ИТ.
• Четко проясняет приоритеты инвестиций: понимание того, сколько тратится на каждый из трех уровней архитектуры, дает ясную картину для всех участников и инвесторов, насколько инвестиции в ИТ соответствуют и поддерживают цели бизнеса и скоординированы с программами по повышению эффективности бизнеса.
• Помогает расставить приоритеты в ROAD MAP (дорожной карте) по развитию архитектуры приложений: сегментация по уровням частоты изменений может оказать серьезное влияние на решение пересмотреть всю архитектуру приложений.
Список литературы:
1. 6 факторов успеха цифровой трансформации бизнеса // NGM: CRM-агентство полного цикла. 2018. URL: https://ngmsys.com/company (дата обращения: 10.03.2018).
2. Настоящее и будущее цифровой трансформации в России. Исследование // OSPDATA: ежегодн. интернет-изд. 2018. URL: https://www.hitachivantara.com/go/marketo/ assets/pdf/hitachi-ospdata-ru.pdf/ (дата обращения: 09.03.2018).
3. Цыпляев М. Comindware - Примеры решений по цифровой трансформации предприятий // Доклад генерального директора Comindware на CROC VENDORS' DAY 2017 - «Цифровой HR в CROC и другие решения по цифровой трансформации предприятий на базе Comindware Business Application Platform». 11.09.2017. URL: https://www.youtube.com/watch?v=g5T-CmZhjPI (дата обращения: 07.03.2018).
4. Accelerating Innovation by Adopting a Pace-Layered Application Strategy // Gartner, Inc. (NYSE: IT): world's leading research and advisory company. 2012. URL: https://www.gartner.com/doc/1890915/accelerating-innovation-adopting-pacelayered-application (дата обращения: 10.03.2018).
УДК 691.342
DOI 10.1555/2409-3203-2018-0-13-86-91
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЙ НАПОЛНИТЕЛЕЙ НА ДЕФОРМАТИВНЫЕ СВОЙСТВА ТЕРМОРЕАКТИВНЫХ СМОЛ
Рахимова Галия Мухамедиевна
к.т.н., доцент кафедры Строительные материалы и технология Карагандинского Государственного технического университета Казахстан, г. Караганда Айдарбекова Салтанат Жанабеккызы магистрант кафедры Строительные материалы и технология Карагандинского Государственного технического университета Казахстан, г. Караганда
Аннотация: Приведенные в статье доводы и рассмотренные вопросы, касающихся полимербетонов для дорожных покрытий и построение его оптимального состава, подтвержает тот факт, что, как само покрытие, так и его элементы являются сложными системами. Экпериментальный подход к изучению составов и их сравнительный анализ
позволяют определить характеристику каждого составляющего полимербетона. При помощи выявления соответсвия полиэфирных смол с наполнителями, опираясь на их дефформативную усадку, появляется возможность определить границы их применимости. Был проведен стравнительный анализ наполнителей в составе полиэфирных смол. В зависимости от степени наполнения различных наполнителей в полиэфирные смолы была определена объемная и линейная усадка, выявлены оптимальные наполнители для полимербетонов. Применяемый подход дает возможность диагностики изменений функционального состояния полимербетонных покрытий.
Ключевые слова: полимербетон, полиэфирные смолы, наполнители, отощающие добавки, объемная усадка
INVESTIGATION OF THE INFLUENCE OF FILLERS ON THE DEFORMATION PROPERTIES OF THERMOREACTIVE RESINS
Galiya M. Rakhimova
PhD, Associate Professor of department Building materials and technology Karaganda State Technical University Kazakhstan, the city of Karaganda Saltanat Zh. Aidarbekova Graduate student of department Building materials and technology Karaganda State Technical University Kazakhstan, the city of Karaganda
Abstract: The arguments in the article and the issues discussed regarding polymer concrete for road pavements and the construction of its optimal composition confirms the fact that both the coating itself and its elements are complex systems. The experimental approach to the study of compositions and their comparative analysis make it possible to determine the characteristic of each constituent polymer concrete. By identifying the correspondence of polyester resins with fillers, based on its deformation shrinkage, it makes it possible to determine the limits of applicability. A careful analysis of fillers in the composition of polyester resins was carried out. Depending on the degree of filling of various fillers in polyester resins, volumetric and linear shrinkage was determined, optimal fillers for polymer concrete were identified. The applied approach makes it possible to diagnose changes in the functional state of polymer concrete coatings.
Keywords: polymer concrete, polyester resins, fillers, leaking additives, volumetric shrinkage.
В нaстoящee врeмя всe бoльшee внимaниe удeляeтся прoблeмe пoвышeния дoлгoвeчнoсти стрoитeльныx мaтeриaлoв и кoнструкций, эксплуaтирующиxся в дoрoжныx пoкрытияx с aгрeссивными срeдaми и рeзкими пeрexoдaми климaтичeскиx услoвий. Большое значение имеет ширoкoмaсштaбное испoльзoвaниe нoвeйшиx эффeктивныx тexнoлoгий и мaтeриaлoв с ^лью увeличeния нaдeжнoсти и срoкoв службы дoрoжныx сooружeний, рoстa тexничeскoгo урoвня и трaнспoртнo-эксплуaтaциoннoгo сoстoяния aвтoмoбильныx дoрoг, снижeния стoимoсти, пoвышeния экoлoгичeскoй бeзoпaснoсти та aвтoмoбильныx дoрoгax. Дoрoги, туннeли и мoсты являются вaжнeйшим элeмeнтoм в кaждoм гoрoдe, пoстoяннo испытывaeт эксплуaтaциoнныe нaгрузки и вoздeйствия oт прирoднo-климaтичeскиx фaктoрoв. Стaрeниe пoкрытия и ero изнoс привoдит к измeнeнию нaпряжeннo-дeфoрмирoвaннoгo сoстoяния пoкрытия.
87
В услoвияx oгрaничeния срeдств та стрoитeльствo нoвыx пoкрытий, aктуaльным стaнoвится мoдeрнизaция сущeствующиx. В этoй связи, приoритeтными нaпрaвлeниями являются: рaзрaбoткa спoсoбoв и мeтoдoв пoвышeния нeсущeй спoсoбнoсти пoкрытий, испoльзoвaниe эффeктивныx мaтeриaлoв, рaциoнaльнoe испoльзoвaниe имeющeйся мaтeриaльнoй бaзы. Нaряду с другими стрoитeльными мaтeриaлaми в дoрoжнoм стрoитeльствe примeняются мaтeриaлы нa oснoвe пoлимeрныx вяжущиx. Бoльшиe рaбoты прoвoдятся пo исслeдoвaнию спoсoбoв укрeплeния грунтов с испoльзoвaниeм рaзличныx пoлимeрныx мaтeриaлoв. Широкому применению полимерных материалов в строительстве способствуют не только высокая химическая стойкость, хорошие декоративные свойства многих из них, но и сравнительная простота применения, технологичность и другие свойства [1].
Предлагается провести исследования оптимального состава для полимербетонов, используемых в транспортном строительстве. Физико-механические свойства и химическая стойкость полимербетонов напрямую зависят от синтетического связующего. В связи с необходимостью повышенной износостойкости, удобоукладываемости и высокоэффективности в качестве полимеров используются полиэфирные смолы. Известно, что максимально высокие показатели физико-механических и химических свойств полимерных композиций на основе термореактивных смол могут быть получены только при полной степени полимеризации синтетического связующего или полимеризации, близкой к теоретической [2]. Неполная степень полимеризации резко ухудшает практически все физико-механические и химические свойства как синтетических смол, так и композиции на их основе. Степень полимерицазии синтетических смол зависит от количества отвердителя и ускорителей, вида и количества наполнителей и режимов отверждения.
Полимербетоны на полиэфирных смолах обладают достаточно высокой стойкостью в кислых и окисленных средах и в среде хлора, но более деформативны по сравнению с другими смолами. Для улучшения качеств полимербетонов на основе полиэфиров используются отвердители, а именно гидроперекись изопропилбензола (ГП). В качестве ускорителя твердения полиэфирных смол используется нафтенат кобальта (НК) [3].
Материалы для изготовления полимербетонов составлены согласно строительным нормам СН 525 (таблица 1).
Таблица 1
№ Составляющие Размер Расход Расход
п.п. фракций, составляющих, в составляющих,
мм процентах по массе кг/м3
1 Гранитный щебень 20-40 50-52 1200-1250
2 Гранитный щебень 10-20 4-4,5 96-108
3 Песок кварцевый 0,15-5 22-24 530-570
4 Наполнитель Менее 0,15 11-12 264-288
5 Полиэфирная смола ПН-1 - 8-8,5 192-204
6 Гидроперекись изопропилбензола ГП - 0,33-0,35 8-8,5
7 Нафтенат кобальта НК - 0,66-0,7 16-18
8 Пластификатор - 0,5-1% от массы смолы 1-2
В полимербетонах наполнители выполняют огромную роль, которые служат также в качестве отощающих добавок; ограничивают температурные и усадочные деформации; регулируют плотность, прочность, твердость, физико-механические свойства изделий.
Влияние минеральных наполнителей на те или иные свойства полимерной композиции напрямую зависит от дисперсности и формы частиц, химического состава, состояния поверхности и других факторов. Наполнителями для полимербетонов можно использовать андезитовую муку, кварцевую муку, графитовый порошок, маршалит и диабазовую муку. Большинство наполнителей, применяемых для изготовления полимербетонов активно, по отношению к полиэфирным смолам и вступают с ними в специфическое взаимодействие. В полимербетонах на основе ненасыщенных полиэфирных смол с поверхностью частиц наполнителя способны взаимодействовать карбонильные и гидроксильные группы полиэфира с образованием ковалентных или водородных связей, а так же более прочных, чем в объеме полимера надмолекулярных структур [4].
Ненаполненные термореактивные смолы в процессе отверждения обладают большой объемной и линейной усадкой. Развитие объемной усадки полиэфирной смолы определяют в процессе отверждения при температуре 20°С. Результаты определения объемной усадки с помощью экспериментов показало, что усадка полиэфирной смолы ПН-1 выше нормы (рисунок 1).
10
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Время отверждения, ч
Рисунок 1. Развитие объемной усадки полиэфирной смолы в процессе отверждения Для снижения объемной усадки в смолы вводят наполнители. Введение минеральных наполнителей приводит к значительному снижению объемной усадки [4]. В полиэфирные смолы были добавлены наполнители: кварцевая мука, андезитовая мука, диабазовая мука. Отверждение осуществлялось на стеклянных призмах при температуре 20°С. Степень наполнения наполнителями были выбраны при 50, 100, 150 и 200% соотношениях. Усадочные напряжение определялись поляризационно-оптическим методом. Наполнители взаимодействуют с поверхностью наполнителя и образовывают водородные и химические ионные связи. В наполненном связующем усадочные напряжения составили около 3 Мпа. В наполненных покрытиях в начале отвержения - через 2-4 ч - усадочное напряжение меньше, чем в не наполненных покрытиях, составляют около 1 МПа. При последующем отверждении напряжение резко нарастает, особенно в содержащих 200% наполнителей (таблица 2).
Таблица 2
Вид наполнителя Вид связующего Степень наполнения,% Объемная усадка,%
Кварцевая мука ПН-1 50 8
100 5,6
150 4,2
200 3,4
Андезитовая мука ПН-1 50 8,5
100 6,2
150 5
200 4,5
Диабазовая мука ПН-1 50 9
100 7,5
150 6
200 5,1
Такое взаимодействие сопровождается замедлением скорости протекания релаксационных процессов и нарастанием усадочных напряжений (рисунок 2).
12
10
ев «
Ч ев О
<и из ю
о
■ кварцевая мука+ПН1
■ андезитовая мука+ПН1
■ диабазовая мука+ПН1
0 50 100 150 200
Количество наполнителя, % к массе смолы
Рисунок 2. Зависимость объемной усадки о количества и вида наполнителя
Влияние на усадочные напряжения оказывает температура отверждения. В процессе отверждения составляющих до 80°С и охлаждения до 20°С усадочные деформации и напряжения имеют сложный характер, чем при отверждении при нормальной температуре. Усадочные напряжения составляющих с использованием разных наполнителей показывают разные результаты. В этих условиях определяем линейную усадку. Отверждение проходило при постоянной температуре 80°С, регулируемой при помощи автотрансформатора и потенциометра с термопарой. За счет повышения температуры первые 10 минут нагрева происходит расширение, затем начинается процесс полимеризации и деформации. В течение часа усадка в основном заканчивается, при последующем охлаждении до температуры 20°С происходит дальнейшая усадка (рисунок 3).
8
6
4
2
0
0,5 ^ 0,4
ев ' «
4
8 0,3
^
s
5 0,2 «
§ 0,1
80°С 1 2 0°С
■ кварцевая мука+ПН1
■ андезитовая мука+ПН1 ■диабазовая мука+ПН1
0 20 40 60 80 100 240 480 720 960 Время нагрева и охлаждения, ч
Рисунок 3. Изменение линейной усадки при нагреве и последующем охлаждений
полиэфирных составляющих
0
По результатом исследования можно сказать, что увеличение температуры отверждения во всех случаях приводит к значительному увеличению усадочных напряжений. С началом процесса охлаждения температурные деформации и напряжения уменьшаются, а усадочные напряжения резко нарастают. Сравнительный анализ исследований показывает, что кварцевая мука по сравнению с андезитовой и диабазовой мукой более высокоактивна и способна специфически взаимодействовать со связующим, ускоряя процессы полимеризации, вызывая значительное снижение усадочных напряжений после 240 часов.
Список литературы:
1. Рахимов М.А., Рахимова Г.М., Иманов Е.К., Проблемы утилизации полимерных отходов // Технические науки. 2014. №8. С. 331-334.
2. Сулейменов А.М. Актуальные задачи в прогнозировании долговечности полимерных строительных материалов // Строительные материалы. 2015. № 5. С.10-13.
3. Деревянко В. Н. Влияние дисперсности наполнителя на характеристики компонентов связующих полимербетонов. / Деревянко В. Н., Приходько А .П., Райлян С. А. - Зб. наук. пр. Луган. нац. аграр. ун-ту. Серiя: Техшчш науки. - Луганськ, Вид. ЛНАУ, 2007. - № 71.
4. Wang C., Pan Z., Zhang L., Yang D., Li W. Synergistically modified unsaturated polyester resin with polyester urethane and montmorillonite: microstructure and properties // Polymers for Advanced Technologies. 2006. Т. 17. № 7-8. С. 528-533.
