CC BY
43
УДК 678.7
С.А. Струлев
ассистент,
кафедра «Конструкции зданий и сооружений», ФГБОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет»
А.В. Соломатина
магистрант,
кафедра «Конструкции здании и сооружений», ФГБОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет»
К ВОПРОСУ О ВОДОПОГЛОЩЕНИИ ПОЛИМЕРБЕТОНА НА ОСНОВЕ ПОЛИЭФИРНОЙ СМОЛЫ С ДОБАВЛЕНИЕМ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА
Аннотация. Работа посвящена исследованию водопоглощения полимербетонов на полиэфирном связующем с добавлением асбофрикционных отходов, в том числе рассмотрено прогнозирование начальной скорости водопоглощения с активационных позиций.
Ключевые слова: водопоглощение, полимербетоны, прогнозирование, отходы.
S.A. Strulev, Tambov State Technical University
A.V. Solomatina, Tambov State Technical University
TO THE QUESTION OF POLIMERBETON'S WATER ABSORPTION ON THE BASIS OF POLYESTER
PITCH WITH ADDITION OF PRODUCTION WASTES
Abstract. Work is devoted to water absorption research полимербетонов on polyester binding with addition of asbofriktsionny waste, including forecasting of initial speed of water absorption from activation positions is considered.
Keywords: water absorption, полимербетоны, forecasting, waste.
При оценке качества строительных материалов важную роль играет исследование физических свойств, в том числе водопоглощения. Последнее напрямую влияет на морозостойкость, теплопроводность и ряд других эксплуатационных характеристик рассматриваемых материалов.
В работе [1] была разработана методика утилизации асбофрикционных отходов (АФО) путем их введения в состав полимербетонов на основе полиэфирных смол. Были проведены исследования по подбору оптимальных составов и выявлению основных физико-механических свойств рассматриваемых полимербетонов [2]. Однако недостаточное внимание уделялось оценке водопоглощения этих составов.
w, %
0.4
0.3
0.2
0.1
► 0.37
1^028
го ,15
О 20 40 60 80
(. С
Рисунок 1 - Зависимость водопоглощения через два часа экспонирования от температуры среды
Для оценки водопоглощения полимербетонов были изготовлены образцы по технологии, приведенной в работе [2]. Исследования проводили при различной температуре: 20°С, 40°С, 60°С. Для обеспечения достоверности результатов и снижения погрешности при построении кривых испытывали по шесть образцов на каждую точку; искомое значение определяли как среднее арифметическое. В течение трех часов, через каждые тридцать минут, образцы извлекали из емкости с водой и определяли их массу. По полученным данным были построены зависимость водопоглощения полимербетона на полиэфирном связующем с добавлением АФО от температуры (рис. 1) и кинетические кривые водопоглощения (рис. 2).
Как видно из рисунка 1, повышение температуры с 20° до 60С приводит к росту водопоглощения почти втрое, что объясняется снижением жесткости полимерной матрицы материала и повышением скорости фильтрации жидкости. Несмотря на это, водопоглощение полимербетонов не превышает 0,4%, что свидетельствует о высоком качестве структуры материала и отсутствии крупных открытых пор.
Рисунок 2 - Зависимость водопоглощения полиэфирбетона от времени экспонирования при различной температуре
Из рисунка 2 видно, что скорость водопоглощения во времени снижается. Основное количество влаги поступает в материал в первые два часа экспонирования в не зависимости от температуры среды.
Часто на практике необходимо оценить скорость набора влаги материалом и спрогнозировать его водопоглощение через некоторое время экспонирования в жидкости определенной температуры. Так как процесс набора влаги образцом носит активационный характер [3], то начальную скорость водопоглощения можно определить по следующей формуле:
__Е_
V0 - V0 • РХП кт * щ - * Щт ехр ,
где V- начальная скорость водопоглощения, Т - температура в Кельвинах, К - постоянная Больцмана, Е - эффективная энергия активации процесса водопоглощения, - начальная
скорость водопоглощения материала без учета воздействия температур.
Для определения эмпирических констант, входящих в уравнение, были построены кинетические кривые водопоглощения, которые приведены на рисунке 2. Обработку результатов проводили методом графо-аналитического дифференцирования с помощью программы GraffApprox.exe. Полученные значения констант приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Эмпирические константы уравнения скорости водопоглощения
Материал V0w, %/сек Е, кДж
Полиэфирбетон с содержанием АФО 3% 310-5 135
В целом, по данной работе можно сделать вывод о том, что полимербетоны на основе полиэфирных смол обладают малым водопоглощением W2чaCa=0,1 - 0,4%. Повышение температуры приводит к росту скорости поступления влаги в материал. Показано, что водопоглоще-ние носит термо-активационный характер, причем, определены эмпирические константы, входящие в уравнение по определению скорости миграции жидкости, что позволяет определять водопоглощение для различного времени экспонирования в широком диапазоне эксплуатационных температур.
Список литературы:
1. Струлев, С.А. Полимербетон на основе эпоксидной и полиэфирной смол с использованием асбофрикционных отходов / С.А. Струлев, В.П. Ярцев // Академия. Строительство и архитектура. - М., 2011. - Вып. 3. - С. 109-111.
2. Струлев, С.А. Влияние наполнителей из промышленных отходов на эксплуатационные свойства полимербетонов на основе эпоксидных и полиэфирных смол / С.А. Струлев, В.П. Ярцев // Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. - Воронеж, 2013. -Вып. 2 (30). - С. 42-48.
3. Ярцев, В.П. Физико-механические свойства и долговечность полимербетона на основе полиэфирного вяжущего / В.П. Ярцев, Г.Ю. Улыбышев, С.А. Струлев // Композиционные строительные материалы: теория и практика: сб. статей VII Международной научно-технической конференции. - Пенза, 2010. - С. 186-189.
