Наповнені епоксиполімерні матеріали низькотемпературного твердіння з поліпшеними технологічними та експлуатаційними характеристиками

Abstract

UA: Дисертація присвячена розробці наповнених епоксиполімерних матеріалів з вітчизняної сировини, що твердіють при знижених температурах, з поліпшеними технологічними та експлуатаційними характеристиками для використання їх в якості будівельних матеріалів. У дисертаційній роботі розглянуто основні напрямки розробки епоксиполімерів низькотемпературного твердіння та особливості модифікації полімерних композиційних матеріалів дисперсними мінеральними наповнювачами. Вивчено кислотно-основні властивості поверхні деяких дисперсних мінеральних наповнювачів та проведено оцінку їх хімічного та мінерального складу. Досліджено реологічні властивості олігомерної системи на основі ЕД-20, ПАР і дисперсних мінеральних наповнювачів. Досліджено вплив дисперсних мінеральних наповнювачів на кінетику процесу твердіння, структуру, термомеханічні та адгезійно-міцнісні властивості епоксиполімерів. Показано вплив дисперсних мінеральних наповнювачів на експлуатаційні властивості епоксиполімерів. Розроблено склад наповнених полімерних композицій низькотемпературного твердіння для ін'єктування кам'яних конструкцій, а також для захисту бетонних поверхонь. Наведено експериментальні дані щодо методу оцінки ефективності та застосування наповнених епоксиполімерів як ін'єкційних складів. Проведено автоматизацію процесу ін'єктування. Наведено результати дослідження антикорозійних наповнених епоксиполімерних покриттів, що розроблені для захисту бетону та залізобетонних конструкцій. RU: Диссертация посвящена разработке наполненных эпоксиполимерных материалов из отечественного сырья, отверждающихся при низких температурах, с улучшенными технологическими и эксплуатационными характеристиками и технологии их использования для усиления и восстановления строительных конструкций и кирпичной кладки. В работе представлено новое решение научно-практической задачи – создание эффективных инъекционных эпоксидных составов для восстановления строительных конструкций, которые отверждаются при низких температурах, на основе модифицированного неионогенным ПАВ олигоэпоксиаминного связующего и дисперсных минеральных наполнителей. Выбор наполнителей обусловлен наличием на их поверхности кислотно-основных адсорбционных центров, которые влияют на реологические свойства, процессы отверждения и формирования структуры эпоксиполимерного композиционного материала. Установлено, что в направлении уменьшения концентрации кислотных и основных центров адсорбции минеральные наполнители располагаются в следующей последовательности: ОЖАН >ОЖАО > маршаллит > ГНМО > диабазовый порошок > органобентонит. Установлено, что в присутствии наполнителей с высокой концентрацией активных центров (ОЖАН, маршаллит) композиции имеют псевдопластический характер текучести, а при введении наполнителей с низкой концентрацией поверхностных активных центров, таких как диабазовый порошок, ГНМО и органобентонит системы переходят в дилатантный и дальше в ньютоновський режим текучести при относительно низких значениях эффективной вязкости в широком диапазоне напряжений сдвига. Показано, что выявленные эффекты дилатансии для наполненных олигоэпоксидных систем имеют важное влияние на процесс твердения, формирование структуры и макроскопических свойств отверждающихся наполненных материалов. Показано, что скорость отверждения эпоксиаминных композиций при 273 К увеличивается в присутствии диабазового порошка в 1,3 раза и ГНМО в 2,3 раза в сравнении с композицией, наполненной традиционным маршаллитом. Установлено, что наполненные диабазовым порошком и ГНМО олигоэпоксидные системы, которые проявляют дилатантные свойства, имеют низкие значения эффективной вязкости, дают возможность получать эпоксиполимеры с однородной и плотной структурой. Они имеют повышенную водо- и химстойкость, износостойкость, а также высокий уровень адгезионно-прочностных свойств и низкую водопроницаемость. Предложена технология усиления и восстановления строительных конструкций и кирпичной кладки с использованием разработанных композиций, отверждающихся при отрицательных температурах. Показано, что применение разработанной композиции ЭПАКОНТ-Д позволяет не только полностью восстановить несущую способность объекта, но увеличить ее в 2,4 раза. Создан комплекс автоматизации с программным обеспечением, который позволяет сэкономить время и затраты материалов в процессе инъектирования. Предложена технология изготовления и нанесения многофункционального покрытия «ВИАТРОН-5» для защиты бетона и железобетона от агрессивных сред, которое может обеспечивать эффективную защиту бетонных поверхностей сроком до 10 лет. Разработаны рекомендации и техническая документация для производства и применения наполненных эпоксиполимерных композиций строительного назначения. Разработанные эпоксидные композиции нашли практическое применение в качестве герметизирующих мастик и защитных покрытий на предприятиях г. Харькова: «Харьковкомуночиствод», ООО « ВИА-ТЕЛОС», а также вошли в проект предложений для ООО «АКВАХИМ» и были использованы при восстановлении методом инъектирования кирпичных стен Успенского собора. EN: The dissertation is devoted to the elaboration of filled epoxy polymer materials made from domestic raw materials, which are hardening at negative temperatures, and due to improved technological and field-performance data can be used as building materials. It is examined the main approaches of epoxy polymeric materials design by low temperature hardening, and peculiarities of its modification process using the disperse mineral fillers. The acid-base properties of some mineral fillers and its chemical and phase composition have been studied, It has been researched the rheological properties of oligomer composition based on ED-20, SAC and fine mineral fillers. It has been studied the influence of fine mineral fillers on structure, kinetics of hardening process, thermo mechanical and adherent properties of designed epoxy polymeric materials. It is shown the influence of fine mineral fillers on the service properties of epoxy polymeric materials. It has been designed the phase composition of the filled polymeric compositions by low-temperature hardening for building construction recovery by injection method. The all-round automation of injection process has been carried out.