Разработки конструкционных бетонов на основе жидких каучуков
Разработки конструкционных бетонов на основе жидких
каучуков (каутонов) впервые были начаты в Воронежском
государственном архитектурно-строительном университете
под руководством проф. Потапова Ю.Б..
Первые исследования каутонов были проведены на составах,
в которых в качестве связующего был использован
отечественный стереорегулярный полибутадиеновый
каучук марки СКДН-Н. В ходе исследований запроектировано
количественное содержание компонентов вулканизирующей
системы для матрицы композиционного материала, найдено
оптимальное содержание вулканизатора, ускорителя
и активатора. На уровне каучукового связующего выявлено
качественное влияние вида наполнителя на свойства
каучукового бетона, а также установлены границы
количества наполнителя в составе каутона СКДН-Н
и его влияние на физико-механические характеристики
каучукового связующего.
Доказана возможность применения в качестве наполнителя
для каучукового связующего крупнотоннажных техногенных
отходов, таких как зола-унос ТЭЦ, при этом отмечено
улучшение физико-механических и химических свойств
композита. Были проведены исследования химической
стойкости, которые показали, что каутон обладает
практически универсальной сопротивляемостью к разным
агрессивным средам. Определены основные технологические
параметры, режимы изготовления изделий и конструкций
из каутона.
При
изучении химической стойкости каутона использовали
20 %-ный раствор серной кислоты, 10 %-ный раствор
молочной кислоты, 20 %-ный раствор едкого калия
и воду. Коэффициенты химической стойкости, определенные
по соотношению показателей прочности при сжатии
экспонированных образцов к показателям контрольных
образцов на 270 сутки испытания, составили соответственно:
0,97; 0,96; 0,98 и 0,99. Кроме этого, спрогнозировано
изменение коэффициента химической стойкости через
10 лет эксплуатации посредством вычисления величины
коэффициента износа. Дальнейшие исследования
каутона на основе каучука марки СКДН-Н произведены
в работах [15, 69, 70, 71, 72, 88, 102]. В них определено
влияние наполнителей различной природы, в том числе
техногенных отходов, на структуру и свойства каутона.
В качестве наполнителей применяли: золу-унос ТЭЦ,
бой кинескопного стекла, молотый кварцевый песок,
андезитовую муку, молотый гранитный щебень, туф
вулканический, пиритные огарки, фосфогипс, каолин.
Установлено, что минимальный расход каучука составляет
7% по массе от общего количества смеси. Для исследованных
составов получены значения прочности при сжатии
- 93 МПа, прочности на растяжение при изгибе - 22
МПа, модуль упругости - 19200 МПа, коэффициент Пуассона
- 0,2...0,3. Установлено, что при длительном действии
сжимающей нагрузки при уровне за- гружения 72...76%
от кратковременной прочности разрушение не наступает,
то есть каутон на основе каучука марки СКДН-Н обладает
затухающей ползучестью и может использоваться как
конструкционный материал.
Также
автором были проведены исследования химического
сопротивления каутона на основе каучука марки СКДН-Н.
Были приняты агрессивные жидкости различной природы:
20 %-ный раствор серной кислоты, 3 %-ный раствор
азотной кислоты, 10 %-ный раствор лимонной кислоты,
10 %-ный раствор едкого калия, 20 %-ный раствор
едкого натрия, насыщенный раствор хлористого натрия,
дизельное топливо, вода. Результаты экспериментов
представлены в таблице 1.3, из которой видно, что
наиболее стоек каучуковый бетон в воде (водопоглощение
0,05 % по массе) и дизельном топливе. Малое изменение
массы объясняется высокой гидрофобностью композита
и закрытым характером пористости образцов.
|