CC BY
37
ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
УДК 691.175.8-036.6
В.Т. Ерофеев, С.В. Казначеев, Е.В. Волгина, А.Д. Богатов
ЕРОФЕЕВ ВЛАДИМИР ТРОФИМОВИЧ - доктор технических наук, профессор, член-корреспондент РААСН, заведующий кафедрой строительных материалов и технологий (Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва, Саранск). E-mail: [email protected]
КАЗНАЧЕЕВ СЕРГЕЙ ВАЛЕРЬЕВИЧ - кандидат технических наук, доцент кафедры строительных материалов и технологий (Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва, Саранск). E-mail: [email protected] ВОЛГИНА ЕЛЕНА ВИКТОРОВНА - преподаватель кафедры экономики и управления в строительстве (Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва, Саранск). E-mail: [email protected]
БОГАТОВ АНДРЕЙ ДМИТРИЕВИЧ - кандидат технических наук, советник РААСН, доцент кафедры строительных материалов и технологий (Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва, Саранск). E-mail: [email protected]
Новые полимербетоны на основе винилэфирной смолы
Рассмотрен вопрос оптимизации компонентов в винилэфирных композитах, наполненных каолином и литопоном. Составлен комплексный симметричный трехуровневый план второго порядка. Выявлены составы строительных композитов на основе винилэфирной смолы с высокими показателями прочности при изгибе и прочности при сжатии и с достаточными показателями деформативности.
Ключевые слова: винилэфирные композиты, план эксперимента, уравнение регрессии, отверждающая система, наполнитель, прочность, деформативность.
В настоящее время в различных отраслях промышленного производства, в том числе строительного, наблюдается рост применения полимерных материалов. В строительной отрасли такие материалы применяются в качестве отделочных, защитных и других материалов и изделий различного назначения. Полимербетоны, используемые для изготовления защитных покрытий или химически стойких изделий, должны обладать высокими прочностными свойствами, малой проницаемостью и высокой стойкостью в химических и биологических агрессивных средах [1, 5, 7, 8, 12]. Известно, что улучшение физико-механических показателей материалов может достигаться за счет оптимизации их составов и введения модифицирующих добавок [5, 6, 9, 10]
© Ерофеев В.Т., Казначеев С.В., Волгина Е.В., Богатов А.Д., 2014
Печатается при поддержке гранта РФФИ 13-08-97171 «Исследования в области создания новых полимербетонов, каркасных фибробетонов, бетонов различного фракционного состава с биоцидными добавками для организации промышленного производства строительных изделий с повышенной долговечностью, биологической и климатической стойкостью на предприятиях Республики Мордовия».
Среди различных синтетических смол для применения в составе полимерных материалов перспективными представляются винилэфирные смолы [2, 3, 7]. Отечественная промышленность осуществляет выпуск винилэфирной смолы марки РП 14С, которая представляет собой низковязкую жидкость средней реактивности на основе метакрилированных эпоксидов. На сегодняшний день свойства полимерных композитов на их основе изучены недостаточно.
Цель нашей статьи - представить исследование влияния состава отверждающей системы, вида наполнителя и степени наполнения на основные упругопрочностные свойства винилэфирных композитов.
Для этого в Мордовском государственном университете нами были проведены экспериментальные исследования свойств композиционных материалов. В качестве полимерного вяжущего в них использовалась эпоксивинилэфирная смола РП-14С (ТУ 2226085-05015213-01). Отвержденная смола характеризуется следующими физико-механическими показателями (в МПа): разрушающее напряжение при сжатии - 130, изгибающее напряжение при разрушении - 90, ударная вязкость - 2,5 кДж/м2; теплостойкость по Мартенсу - 95 оС, водопоглощение за 24 ч при 20 °С - 0,1%, объемная усадка - 8%. Инициирующая система состоит из следующих групп веществ: инициаторов и ускорителей. Инициаторы - вещества, способные под влиянием внешних факторов (температура, свет, УФ-излучение, металлы переменной валентности) разлагаться с образованием активных радикалов, вызывающих отверждение полиэфирных ненасыщенных смол. Ускорители же применяются в составе инициирующих систем отверждения смол для перехода вязкожидкого раствора смолы в твердое неплавкое и нерастворимое состояние. Данные исследования проведены в период с июля 2012 по сентябрь 2013 г.
Нами выполнены исследования влияния количественного соотношения компонентов отверждающей системы, а также вида и содержания наполнителя на свойства композитов на основе винилэфирной смолы марки РП-14С. Отверждающая система состояла из 10% раствора диметиланилина в стироле (ДМА), взятой в количестве 1 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы, а также пероксида циклогексанона (ПЦОН-2) и октоата кобальта (ОК-1), содержание которых варьировалось в пределах эксперимента в соотношении 0,5-2,5 и 1-5 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы соответственно. В качестве наполнителя использовались каолин и литопон. Данные наполнители выбраны по той причине, что они из-за своей цветовой окраски могут улучшить декоративные свойства полимербетонов. Каолин - осадочная порода, состоящая из глинистого минерала каолинита - Al2Si2O5(OH)4. Этот наполнитель имеет светлую структуру и позволяет получать покрытия и изделия различной цветовой окраски. Литопон -неорганический синтетический пигмент, представляющий собой смесь сульфида цинка и сульфита бария. Он белого цвета, обладает высокой дисперсностью, химической инертностью, имеет светлую структуру и позволяет получать покрытия и изделия различной цветовой окраски. Содержание данных наполнителей варьировалось в соотношении от 30 до 100 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы.
Исследования проведены с применением методов математического планирования эксперимента. В качестве матрицы планирования был использован комплексный симметричный трехуровневый план второго порядка с количеством опытов, равным 13. Варьируемыми факторами служили: Х1 - содержание пероксида циклогексанона; Х2 -содержание октоата кобальта; Х3 - содержание наполнителя (каолина или литопона).
Матрица планирования и рабочая матрица приведены в табл. 1, показатели прочности и деформативности составов - в табл. 2.
Таблица 1
Матрица планирования и рабочая матрица, показатели прочности и деформативности составов, наполненных каолином и литопоном_
№ опыта Матрица планирования Рабочая матрица
Х1 Х2 Х3 содержание ОК-1, мас. ч. содержание ПЦОН-2, мас. ч. содержание наполнителя (каолина или литопона), мас. ч.
1 0 +1 +1 3 2,5 100
2 +1 0 +1 5 2 100
3 - 1 0 +1 1 2 100
4 0 - 1 +1 3 1,5 100
5 +1 +1 0 5 2,5 100
6 - 1 +1 0 1 2,5 65
7 0 0 0 3 2 65
8 +1 - 1 0 5 1,5 65
9 - 1 - 1 0 1 1,5 65
10 0 +1 - 1 3 2,5 30
11 +1 0 - 1 5 2 30
12 - 1 0 - 1 1 2 30
13 0 - 1 - 1 3 1,5 30
Таблица 2
Показатели прочности и деформативности составов, наполненных каолином и литопоном*
№ состава Составы, наполненные каолином Составы, наполненные литопоном
Проч М ность, Па Модуль упругости, МПа Модуль деформации, МПа Прочность, МПа Модуль упругости, МПа Модуль деформации, МПа
на изгиб на сжатие на изгиб на сжатие
1 54,46 115,81 3784,5 2421,8 72,53 108,15 2286,7 1296,4
2 46,45 108,52 2932,1 1984,3 65,12 102,93 2294,8 1174,9
3 47,56 106,67 3945,5 2432,6 76,69 108,87 2421,9 1164,5
4 39,74 99,43 3211,8 1943,2 71,08 103,69 2417,0 1083,7
5 66,34 101,13 2509,7 1617,4 109,54 119,23 2687,7 1543,4
6 56,56 109,63 2245,7 1439,9 128,34 133,52 3734,6 1173,0
7 59,57 107,57 2528,9 1464,3 99,08 127,07 3681,1 1609,8
8 53,28 111,12 2358,4 1177,8 61,43 124,31 5482,0 2183,2
9 61,69 105,12 2984,6 1697,8 96,61 131,01 3010,9 1543,9
10 67,65 123,75 5274,7 2249,3 112,39 116,45 2550,6 1543,0
11 75,23 122,64 2835,5 1845,4 92,72 116,14 2713,9 1474,9
12 65,03 121,05 4738,5 1917,9 103,97 119,74 2801,4 1504,4
13 73,47 120,53 2346,8 1493,7 83,78 118,38 2789,4 1487,4
*См. табл. 1.
В результате статистической обработки экспериментальных данных были получены уравнения регрессии прочности при изгибе (Еизг), прочности при сжатии (Есж), модуля упругости (Е) и модуля деформации (Е) составов полимербетонов, наполненных каолином:
Яизг = 59,570 + 1,308 Х1 + 2,104 Х2 - 11,646 X3 - 0,183-Х^ +
+ 4,547^X1X2 + 2,828^X1X3 + 0,080 Х22 + 5,135^Х2Хз - 0,820 Х32; (1)
Ясж = 107,570 + 0,117 X1 + 1,765 X2 - 7,192X3 - 0,490^2 -
- 3,625^X1X2 + 0,065^Х1Хз + 0,330-Х22 + 3,290^Х2Хз + 7,640 Х32; (2) Е = 2528,940 - 409,836 X1 + 364,131 X2 - 165,208 X3 - 22,909 Х12 +
+ 222,558 X1X2 + 222,380 X1X3 + 18,631^22 - 588,795 X2X3 + 1106,92 ^32; (3)
Е1 = 1464,390 - 107,912 X1 + 177,005 X2 + 159,452 X3 + 18,465^2 +
+ 174,380 X1X2 - 93,945 ^1X3 + 0,410^22 - 69,245 ^2X3 + 562,255 (4)
и литопоном:
Яизг = 99,080 - 9,600 X1 + 13,738 X2 - 13,430 X3 - 0,210^ +
+ 4,095 X1X2 - 0,080X1X3 + 0,110^ - 6,790X2X3 - 14,245^32; (5)
ЯСж = 127,070 - 3,816 X1 - 0,005 X2 - 5,884 X3 + 0,100^ -
- 1,898X1X2 - 0,585 X1X3 - 0,152^2 + 1,598X2X3 - 15,250^32; (6)
Е = 3681,110 + 151,191 X1 - 304,961 X2 - 179,362 X3 + 47,391^2 -
- 879,518 X1X2 - 9,900X1X3+ 0,351^22 + 27,130 X2X3 - 1170,476 X3^ (7)
Е' = 1609,850 + 123,808 X1 - 92,786 X2 - 161,274 X3 - 10,939^12 -
- 67,205 X1X2 + 9,970 X1X3 + 12,009^22 + 39,273 X2X3 - 269,176^32. (8)
По полученным уравнениям регрессии построены графические зависимости, показывающие влияние содержания компонентов отверждающей системы и наполнителя на прочностные и деформативные характеристики винилэфирных полимербетонов, наполненных каолином (см. рисунки 1, 2) и литопоном (см. рисунки 3, 4).
Из анализа графиков, приведенных на рис. 1, следует, что максимальное значение предела прочности при изгибе винилэфирных композитов, наполненных каолином, равное 79,4 МПа, достигается при содержании наполнителя, октоата кобальта и пероксида циклогексанона в количествах 30, 1 и 1,5 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы соответственно. При малой концентрации наполнителя (30 мас. ч.) наибольшие значения показателя прочности выявлены при минимальном содержании ОК-1 и ПЦОН-2 (1 и 1,5 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы соответственно). И наоборот: при увеличении содержания каолина (65-100 мас ч.) максимальные показатели прочности при изгибе зафиксированы при одновременном увеличении концентрации обоих компонентов отверждающей системы. Среди полученных результатов минимальное значение предела прочности при изгибе, равное 39,35 МПа, выявлено в случае максимального наполнения каолином и использовании отверждающей системы с концентрацией ее компонентов (ОК-1 и ПЦОН-2) в количествах 1 и 1,5 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы соответственно. При этом следует отметить, что при уменьшении количества каолина более низкая прочность при изгибе характерна для образцов с более высоким содержанием пероксида циклогексанона и октоата кобальта. То есть при увеличении степени наполнения содержание компонентов отверждающей системы тоже целесообразно увеличивать. Из анализа графиков также следует, что значения предела прочности на сжатие исследованных винилэфирных композитов находятся в пределах от 99 до 127 МПа, т.е. изменения данного параметра несколько менее существенно, чем у предела прочности при изгибе аналогичных составов.
X
Х
X
о я ¡г о а ч
Хх
б
X,
Х
X,
0,4
г 120,0
й
115,0 ^ 110,0
о о
105,0 ® О
л
100,0 §
ч и
95,0 ^
Х
в
Рис. 1. Влияние содержания компонентов винилэфирных композитов на пределы прочности на сжатие и при изгибе при содержании каолина: 30 мас. ч. (Х3 = - 1) (а), 65 мас. ч. (Х3 = 0) (б), 100 мас. ч. (Х3 = + 1) (в) на 100. мас. ч. Смолы Х1 - содержание ОК-1 (1-5 мас. ч.); Х2 - содержание ПЦОН-2 (1,5-2,5 мас. ч.)
й 3500,0
£ 3000,0
о
о
2500,0
&
1-Н ?у
ё 2000,0
Е? о 1500,0
2
X,
к к я
•е
и
и
л
£
Э
1800,0
1500,0
1200,0
900,0
X,
Х,
Х,
с
в
0
1 &
£ нО
I
о
г-р 4200,0 3900,0 3600,0 3300,0
■Г
$§£¿¿--3000,0 ^¿^-0,5 0
0,5
Х1
к к я
&
о
-е-
£ §
3000,0
2700,0
2400,0
2100,0
X,
X,
Х1
Рис. 2. Влияние содержания компонентов винилэфирных композитов на модули упругости и деформации при содержании каолина: 30 мас. ч. (Х3 = - 1) (а), 65 мас. ч. (Х3 = 0) (б), 100 мас. ч. (Х3 = + 1) (в) на 100. мас. ч. Смолы Х1 - содержание ОК-1 (1-5 мас. ч.); Х2 - содержание ПЦОН-2 (1,5-2,5 мас. ч.)
б
в
Максимальное его значение - 127 МПа достигается при малом содержании каолина (30 мас. ч.) и отверждающей системе, включающей ОК-1 и ПЦОН-2 в количестве 5 и 1,5 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы РП 14С. При увеличении степени наполнения происходит незначительное уменьшение прочностных показателей. Так, максимальная прочность составов снижается на 11 и 8% при увеличении содержания каолина до 65 и 100 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы соответственно. При этом отмечено, что при увеличении степени наполнения
концентрацию пероксида циклогексанона также целесообразно увеличивать, а при уменьшении количества каолина содержание данного компонента отверждающей системы следует снижать. Анализ графиков (рис. 2) свидетельствует, что максимальное значение модуля упругости винилэфирных композитов, наполненных каолином, равное 5 157 МПа, достигается при содержании наполнителя, октоата кобальта и пероксида циклогексанона, в количествах 30, 1 и 2,5 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы соответственно.
При меньших концентрациях наполнителя (30-65 мас. ч.) наибольшие значения данного показателя зафиксированы при содержании минимального содержания ОК-1 и максимального количества ПЦОН-2 (соответственно 1 и 2,5 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы), а наименьшие значения отмечены, наоборот, при минимальном количестве пероксида циклогексанона и максимальном содержании октоата кобальта (1,5 и 5 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы соответственно). При увеличении содержания каолина до 100 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы повышение показателя модуля упругости характерно при одновременном снижении концентрации ОК-1 и ПЦОН-2. Минимальное значение модуля упругости, равное 1 528 МПа, зафиксировано при наполнении каолином в количестве 65 мас. ч. и использовании отверждающей системы с содержанием ОК-1 и ПЦОН-2 в количестве 5 и 1,5 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы соответственно. Следует отметить, что при наименьшей степени наполнения достигается наибольшая динамика изменения модуля упругости в зависимости от изменения концентрации компонентов отверждающей системы (максимальное значение превышает минимальный показатель более чем в 2,5 раза). При увеличении степени наполнения концентрация компонентов отверждающей системы оказывает уже не такое значительное влияние на модуль упругости. Так, при содержании каолина в количестве 100 мас. ч. максимальные и минимальные показатели модуля упругости равны 4 100 и 3 200 МПа, т.е. разница между ними составляет менее 30%.
Из анализа графиков (рис. 2) следует, что значения модуля деформации исследованных винилэфирных композитов находятся в пределах от 1 000 до 3 000 МПа, т.е. изменения данного параметра столь же существенно, как и у модуля упругости аналогичных композитов. Максимальные значения данного показателя порядка 2 700-3 000 МПа достигаются, как при наивысшей степени наполнения каолином (100 мас. ч.) и повышенном содержании октоата кобальта и пероксида циклогексанона в количествах 3-5 и 2-2,5 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы соответственно. При степени наполнения 65 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы происходит уменьшение модуля деформации до 1000-1 700 МПа, т.е. его максимальные и минимальные значения снижаются почти в 2 раза. Минимальные значения модуля деформации при всех исследованных степенях наполнения каолином характерны для отверждающих систем с максимальной концентрацией октоата кобальта и минимальной -пероксида циклогексанона (5 и 1,5 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы соответственно).
Из анализа графиков, приведенных на рис. 3, следует, что максимальное значение предела прочности при изгибе винилэфирных композитов, наполненных литопоном, равное 118,2 МПа, достигается при содержании литопона, октоата кобальта и пероксида циклогексанона в количествах 65, 1 и 2,5 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы соответственно. При всех концентрациях наполнителя наибольшие значения данного показателя также зафиксированы при минимальной концентрации ОК-1 и максимальном содержании ПЦОН-2 (в количестве 1 и 2,5 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы соответственно). При увеличении содержания литопона до 100 мас. ч. показатели прочности при изгибе снижаются (максимальные и минимальные значения меньше аналогичных параметров для составов с наполнением в количестве 30-65 мас. ч. на 20 и 40% соответственно). Минимальные значения предела прочности при изгибе зафиксированы при максимальной степени наполнения (литопон в количестве 100 мас. ч.), а также при максимальной концентрации ОК-1 и минимальном содержании ПЦОН-2 (в количестве 5 и 1,5 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы соответственно). При остальных концентрациях наполнителя наименьшие значения данного показателя также зафиксированы при максимальной концентрации ОК-1 и минимальном содержании ПЦОН-2 (в количестве 5
и 1,5 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы соответственно). При максимальном наполнении литопоном (100 мас. ч.) изменение состава отверждающей системы приводит к увеличению разницы между максимальными и минимальными значениями прочности при изгибе с 1,6 до 2,2 раза. Из анализа графиков следует, что значения предела прочности на сжатие винилэфирных композитов, наполненных литопоном, находятся в пределах от 101 до 132 МПа, т.е. изменение данного показателя менее существенно, чем предела прочности при изгибе.
При всех концентрациях наполнителя наибольшие значения данного показателя также зафиксированы при минимальной концентрации ОК-1 и максимальном содержании ПЦОН-2 (в количестве 1 и 2,5 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы соответственно), а минимальные - при наивысшей концентрации исследованных компонентов отверждающей системы (ОК-1 и ПЦОН-2 содержатся в количестве 5 и 2,5 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы соответственно).
Рис. 3. Влияние содержания компонентов винилэфирных композитов на пределы прочности на сжатие и при изгибе при содержании литопона:30 мас. ч. (Х3 = - 1) (а), 65 мас. ч. (Х3 = 0) (б), 100 мас. ч. (Х3 = + 1) (в) на 100. мас. ч. смолы; Х1 - содержание ОК-1 (1-5 мас. ч.); Х2 - содержание ПЦОН-2 (1,5-2,5 мас. ч.)
«
н о о
и
^
&
«
н о о
и
Л
ч
«
н о о
и
Л
ч
л о
1)
ТТ-рг 1600,0
1400,0
1200,0
1000,0
X,
а
5500.'
5000.1 я 4500.1 ~ Ч 4000.С 1
I
3500.С 3000.0 «
Х1
-2500.0
о
2000,0
1800,0
1600,0
-11400,0
X,
Х
5000,0 4500.1 я 4000,0 3500.С
I
1-4 зооо.с
2500.0 « л
2000.0 |> о
-0.4
1800,0
1600,0
1400,0
11200,0
X,
Х1
Рис. 4. Влияние содержания компонентов винилэфирных композитов на модули упругости и деформации при содержании литопона: 30 мас. ч. (Х3 = - 1) (а), 65 мас. ч. Х3 = 0) (б), 100 мас. ч. (Х3 = + 1) (в) на 100. мас. ч. смолы; Х1 - содержание ОК-1 (1-5 мас. ч.); Х2 - содержание ПЦОН-2 (1,5-2,5 мас. ч.)
б
в
При этом следует отметить, что максимальная прочность на сжатие, равная 132,7 МПа, зафиксирована при содержании литопона в количестве 65 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы, а
минимальная - 101,2 МПа при максимальной степени наполнения (100 мас. ч. литопона). Зафиксировано, что при повышении количества наполнителя изменяется степень влияния ПЦОН-2 на прочностные характеристики винилэфирных композитов. Анализ графиков на рис. 4 позволяет сделать вывод, что максимальное значение модуля упругости винилэфирных композитов, наполненных литопоном, равное 5 160 МПа достигается при минимальном содержании наполнителя (30 мас. ч.), а также при содержании октоата кобальта и пероксида циклогексанона в количестве 5 и 1,5 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы соответственно. Минимальный модуль упругости - 2 410 МПа установлен, наоборот, при максимальном содержании наполнителя и пероксида циклогексанона (100 и 2,5 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы соответственно) и при наименьшем содержании ОК-1 (в количестве 1 мас. ч.). При всех степенях наполнения наибольшие значения данного показателя также зафиксированы при минимальной концентрации ПЦОН-2 и максимальном содержании ОК-1 (в количестве 1,5 и 5 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы соответственно), а минимальные - при наивысшей концентрации исследованных компонентов отверждающей системы (октоат кобальта и пероксид циклогексанона содержатся в количестве 5 и 2,5 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы соответственно). Следует отметить, что при увеличении наполнения происходит некоторое снижение данного показателя (например, максимальные и минимальные значения уменьшаются на 9-13 %).
Кроме того, анализ графиков (рис. 4) свидетельствует, что значения модуля деформации винилэфирных композитов, наполненных литопоном, находятся в пределах от 1 000 до 1 890 МПа. Его максимальное значение, равное 1 890 МПа, достигается при содержании наполнителя в количестве 65 мас. ч. и при содержании октоата кобальта и пероксида циклогексанона в количестве 5 и 1,5 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы соответственно. Минимальный модуль деформации - 1 000 МПа - установлен при минимальном содержании наполнителя и октоата кобальта (30 и 1 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы соответственно) и при наибольшем содержании пероксида циклогексанона (в количестве 2,5 мас. ч.). При всех степенях наполнения наибольшие значения данного показателя зафиксированы при минимальной концентрации ПЦОН-2 и максимальном содержании ОК-1 (в количестве 1,5 и 5 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы соответственно), а концентрации данных компонентов отверждающей системы - в количестве 2,5 и 1 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы соответственно). Следует отметить, что при увеличении содержания литопона с 30 до 65 мас. Ч. наполнения происходит повышение модуля деформации, а дальнейшее его увеличение до 100 мас. ч., наоборот, приводит к некоторому снижению исследуемого показателя.
Заключение
Таким образом, с помощью методов математического планирования эксперимента проведена оптимизация степени наполнения каолином или литопоном, а также содержания компонентов отверждающей системы - пероксида циклогексанона и октоата кобальта по показателям прочности при изгибе, прочности при сжатии, модуля упругости и модуля деформации композитов на основе винилэфирной смолы. Получены составы полимербетонов повышенной прочности и требуемой деформативности.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Богатова С.Н., Богатов А.Д., Ерофеев В.Т. и др. Исследование биологической стойкости эпоксидных покрытий // Лакокрасочные материалы и их применение. 2011. № 3. С. 42-45.
2. Волгина Е.В., Казначеев С.В., Ерофеев В.Т., Кретова В.М. Деформативность винилэфирных композитов // Известия Юго-Западного государственного университета. 2012. № 6. С. 82-90.
3. Ерофеев В.Т., Волгина Е.В., Ерыкалина И.В., Казначеев С.В. Оптимизация содержания отверждающих компонентов в винилэфирных композитах // Известия Юго-Западного государственного университета. 2011. № 5/2. С. 427-433.
4. Ерофеев В.Т., Волгина Е.В., Казначеев С.В. и др. Оптимизация содержания компонентов винилэфирных композитов // Региональная архитектура и строительство. 2012. № 1. С. 22-31.
5. Ерофеев В.Т., Казначеев С.В., Кретова В.М. и др. Оптимизация содержания диоктилфталата в качестве пластификатора в эпоксидных композитах // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия Техника и технологии. 2012. № 2-3. С. 253-257.
6. Ерофеев В.Т., Лазарев А.В., Богатов А.Д. и др. Оптимизация составов биостойких эпоксидных композитов, отверждаемых аминофенольным отвердителем // Изв. Казанского гос. архитектурно-строительного университета. 2013. № 4 . С. 218-227.
7. Ерофеев В.Т., Смирнов В.Ф., Кондакова И.Э. и др. Биостойкость эпоксидных полимербетонов, модифицированных каменноугольной смолой // Изв. Тульского гос. ун-та. Технические науки. 2013. № 7/2. С. 310-325.
8. Касимкина М.М., Светлов Д.А., Казначеев С.В. и др. Эпоксидные лакокрасочные материалы с биоцидной добавкой «Тефлекс» // Лакокрасочные материалы и их применение. 2008. № 1/2. С. 77-79.
9. Лазарев А.В., Казначеев С.В., Ерофеев В.Т. и др. Оптимизация составов наполненных эпоксидных композитов по прочностным показателям // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия Техника и технологии. 2012. № 2-3. С. 235-239.
10. Лазарев А.В., Худяков В.А., Казначеев С.В. и др. Влияние вида наполнителя на деформативность эпоксидных композитов // Известия Юго-Западного государственного университета. 2013. № 3. С. 176-179.
11.Пат. 2461533 Российская Федерация, МПК С04В41/68 С1, С1. Композиция для пропитки бетонных и железобетонных изделий / В.Т. Ерофеев, А.В. Дергунова, В.А. Спирин [и др.] / Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева. № 2011116017/03; заявл. 22.04.11; опубл. 20.09.2012, Бюл. № 26.
12. Пат. 2462488 Российская Федерация, МПК CT8L63/00 (С08К5/13), С1. Полимерная композиция / В.Т. Ерофеев, А.В. Дергунова, В.А. Спирин [и др.] / Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева. № 2011112285/05 ; заявл. 30.03.11; опубл. 27.09.2012, Бюл. № 27.
BUILDING MATERIALS TECHNOLOGY
Erofeev V.T., Kaznacheev S.V., Volgina E.V., Bogatov A.D.
VLADIMIR T. YEROFEYEV, Doctor of Technical Sciences, Professor, Head, Department Construction Materials and Products, e-mail: [email protected]; SERGEY V. KAZNACHEEV, PhD, Docent, Department Construction Materials and Products, e-mail: [email protected]; ELENA V. VOLGINA, Teacher, Department of Economy and Management in Construction, e-mail: [email protected]; ANDREY D. BOGATOV, PhD, Docent, Department of Construction Materials and Products, e-mail: [email protected]; N.P. Ogarev Mordovia State University, Saransk, Russia.
New polymeric concrete on the basis of vinyl ester
The article deals with the optimisation of components in the vinyl ester composites filled with kaolin and lithopone. It presents a complex symmetric three-tiered plan of the second order and the structure of construction composites on the basis of vinyl ester having high flexural durability and compressive durability and reasonable deformability.
Key words: vinyl ester composites, experiment plan, regression equation, curing system, filler, durability, deformability.
REFERENCES
1. Bogatova S.N., Bogatov A.D., Yerofeyev V.T. et al, Research of biological firmness of epoxy coverings, Paintwork materials and their application. 2011;3:42-45. (in Russ). [Bogatova S.N., Bogatov A.D., Erofeev V.T. i dr. Issledovanie biologicheskoj stojkosti jepoksidnyh pokrytij // Lakokrasochnye materialy i ih primenenie. 2011. № 3. S. 42-45].
2. Volgina E.V., Kaznacheev S.V., Yerofeyev V.T., Kretova V.M., Deformability vinilester of composites, News of Southwest State University. 2012;6:82-90. (in Russ). [Volgina E.V., Kaznacheev S.V., Erofeev V.T., Kretova V.M. Deformativnost' viniljefirnyh kompozitov // Izvestija Jugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. 2012. № 6. S. 82-90].
3. Yerofeyev V.T., Volgina E.V., Erykalina I.V., Kaznacheev S.V., Optimization of the maintenance of curing components in the vinilester composites, News of Southwest State University. 2011;5-2:427-433. (in Russ). [Erofeev V.T., Volgina E.V., Erykalina I.V., Kaznacheev S.V. Optimizacija soderzhanija otverzhdajushhih komponentov v vinilefirnykh kompozitah // Izvestija Jugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. 2011. № 5/2. S. 427-433].
4. Yerofeyev V.T., Volgina E.V., Kaznacheev S.V. at al., Optimization of the maintenance of components vinilester of composites, Regional architecture and construction. 2012;1:22-31. (in Russ). [Erofeev V.T., Volgina E.V., Kaznacheev S.V. i dr. Optimizacija soderzhanija komponentov viniljefirnyh kompozitov // Regional'naja arhitektura i stroitel'stvo. 2012. № 1. S. 22-31].
5. Yerofeyev V.T. Kaznacheev S.V., Kretova V.M., et al., Contents optimization of dioctyl as softener in epoxy composites, News of Southwest State University. Series Equipment and Technologies. 2012;2-3:253-257. (in Russ). [Erofeev V.T., Kaznacheev S.V., Kretova V.M. i dr. Optimizacija soderzhanija dioktilftalata v kachestve plastifikatora v jepoksidnyh kompozitah // Izvestija Jugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Serija Tehnika i tehnologii. 2012. № 2-3. S. 253-257].
6. Yerofeyev V.T., Lazarev A.V., Bogatov A.D. et al., Optimization of structures of the bioresistant epoxy composites cured by an aminofenolny hardener, Izv. The Kazan State. Architectural and Construction University. 2013;4:218-227. (in Russ). [Erofeev V.T., Lazarev A.V., Bogatov A.D. i dr. Optimizacija sostavov biostojkih jepoksidnyh kompozitov, otverzhdaemyh aminofenol'nym otverditelem // Izv. Kazanskogo gos. arhitekturno-stroitel'nogo universiteta. 2013. № 4 . S. 218-227].
7. Yerofeyev V.T., Smirnov V.F., Kondakova I.E. et al., Bioproofness epoxy polymer concretes, modified by coal tar, Izv. the Tula State. Univ. Technical science. 2013;7-2:310-325. (in Russ). [Erofeev V.T., Smirnov V.F., Kondakova I.Je. i dr. Biostojkost' jepoksidnyh polimerbetonov, modificirovannyh kamennougol'noj smoloj // Izv. Tul'skogo gos. un-ta. Tehnicheskie nauki. 2013. № 7/2. S. 310-325].
8. Kasimkina M.M., Svetlov D.A., Kaznacheev S.V. et al., Epoxy paintwork materials with a biocidal additive of "Tefleks", Paintwork materials and their application. 2008;1/2:77-79. (in Russ). [Kasimkina M.M., Svetlov D.A., Kaznacheev S.V. i dr. Jepoksidnye lakokrasochnye materialy s biocidnoj dobavkoj «Tefleks» // Lakokrasochnye materialy i ih primenenie. 2008. № 1/2. S. 77-79].
9. Lazarev A.V., Kaznacheev S.V., Yerofeyev V.T. et al, Optimization of structures of the filled epoxy composites on strength indicators, News of Southwest State University, Series Equipment and Technologies. 2012;2-3:235-239. (in Russ). [Lazarev A.V., Kaznacheev S.V., Erofeev V.T. i dr. Optimizacija sostavov napolnennyh jepoksidnyh kompozitov po prochnostnym pokazateljam // Izvestija Jugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Serija Tehnika i tehnologii. 2012. № 2-3. S. 235-239].
10. Lazarev A.V., Khudyakov V.A., Kaznacheev S.V. et al., Influence of a type of a filler on a deformability of epoxy composites, News of Southwest State University. 2013;3:176-179. (in Russ). [Lazarev A.V., Hudjakov V.A., Kaznacheev S.V. i dr. Vlijanie vida napolnitelja na deformativnost' jepoksidnyh kompozitov // Izvestija Jugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. 2013. № 3. S. 176-179].
11. Patent. 2461533 Russian Federation, MPK S04V41/68 C1, S1. Composition for impregnation of concrete and ferroconcrete products, V.T. Yerofeyev, A.V. Dergunova, V.A. Spirin et al., N.P. Ogarev Mordovia State University. N. 2011116017/03; declared 22.04.11; published 20.09.2012, Bulletin No. 26. [Pat. 2461533 Rossijskaja Federacija, MPK S04V41/68 S1, S1. Kompozicija dlja propitki betonnyh i zhelezobetonnyh izdelij / V.T. Erofeev, A.V. Dergunova, V.A. Spirin [i dr.] / Mordovskij gosudarstvennyj universitet im. N.P. Ogareva. № 2011116017/03; zajavl. 22.04.11; opubl. 20.09.2012, Bjul. № 26].
12. Patent. 2462488 Russian Federation, MPK S08L63/00 (C08K5/13), C1. Polymeric composition, V.T. Yerofeyev, A.V. Dergunova, V.A. Spirin et al., N.P. Ogarev Mordovia State University, N. 2011112285/05; declared 30.03.11; published 27.09.2012, Bulletin N 27. [Pat. 2462488 Rossijskaja Federacija, MPK S08L63/00 (S08K5/13), S1. Polimernaja kompozicija / V.T. Erofeev, A.V. Dergunova, V.A. Spirin [i dr.] / Mordovskij gosudarstvennyj universitet im. N.P. Ogareva. № 2011112285/05 ; zajavl. 30.03.11; opubl. 27.09.2012, Bjul. № 27].
