Исследование свойств полимерных композитов, наполненных портландцементом и содержащих биоцидную добавку

Повышение долговечности строительных материалов, изделий и конструкций, а также технологического оборудования на промышленных предприятиях приобретает особую актуальность в современных условиях развития экономических отношений. Там, где традиционные строительные материалы не удовлетворяют требованиям долговечности, наиболее целесообразным является использование материалов, изделий и конструкций.

Композиционные материалы на основе различных полимеров не редко обладают универсальной стойкостью к растворам кислот, щелочей и солей, однако могут быть подвержены воздействию микробиологических агрессивных сред. Биологически активные среды могут привести к деструкции и разрушению полимерных материалов, а также изделий и конструкций на их основе[1–5].

В настоящие время большее применение находят материалы, изделия и конструкции на эпоксидных связующих. Они используются для ремонта строительных и инженерных конструкций и сооружений, изготовления защитных покрытий, полимербетонных изделий и т.д. С помощью регулирования состава можно добиться требуемых физико-механических и эксплуатационных свойств [6–15].

Отечественная и зарубежная практика строительства доказала, что введение в состав полимерных композитов биоцидных химических веществ является перспективным. Одним из видов биоцидных химических препаратов являются добавки на основе гуанидина [16–21].

Однако важно добиться того, чтобы введение любого нового компонента, в частности химического биоцидного препарата, не способствовало ухудшению других свойств [22–25].

Одной из важнейших характеристик строительных композитов, используемых для изготовления защитных покрытий или других химически стойких изделий, является их прочностные свойства, поэтому были определены зависимости изменения прочности на основе смолы ЭД-20, отвердителя АФ-2 и портландцемента, являющегося одним из наиболее традиционных наполнителей для полимербетонов.

На первой стадии эксперимента было исследовано совместное влияние наполнителя-портландцемента и биоцидной добавки на прочностные характеристики композитов.

Были изготовлены и испытаны наполненные составы и образцы, содержащие 25, 50, 100, 200 и 300 мас. ч. портландцемента на 100 мас. ч. смолы. Кроме того, сравнительным испытаниям подвергались бездобавочные материалы и составы, содержащие биоцидные добавки в концентрациях 5 и 10 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы (см. табл. 1, 2).

При испытании на сжатие было установлено повышение прочности исследованных композитов при введении наполнителя в количестве от 25 до 200 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы. При повышении степени наполнения портландцементом до 300 мас. ч. прочностные показатели оказывались ниже, чем у ненаполненных составов. При испытании на изгиб повышение прочностных показателей наблюдается при степенях наполнения от 25 до 200 мас. ч. на 100 массовых частей.

Максимальные прочностные показатели при сжатии и при изгибе при отмечены у составов, наполненных кварцевым песком в количестве 25 и 50 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы. Данные составы оказались прочнее контрольных ненаполненных образцов на величину около 18 и 21% соответственно (см. табл. 1, 2).

Состав, содержащий 25-100 мас. ч. портландцемента и 5 мас. ч. добавки при испытании на сжатие оказался прочнее контрольного состава и т. д.

При исследовании средней плотности композитов установлено, что более плотная структура полимерных композитов получена при повышении содержания наполнителя-портландцемента (см. табл. 3).

Зависимость изменения предела прочности при сжатии полимерных композитов на основе эпоксидной смолы и аминофенольного отвердителя, наполненных портландцементом, от степени наполнения и содержания добавки

Таблица 2

Зависимость изменения предела прочности при изгибе полимерных композитов на основе эпоксидной смолы и аминофенольного отвердителя, наполненных портландцементом, от степени наполнения и содержания добавки

Зависимость изменения средней плотности полимерных композитов на основе эпоксидной смолы и аминофенольного отвердителя, наполненных портландцементом, от степени наполнения и содержания добавки

Средняя               Содержание наполнителя, мас. ч., на 100 мас. ч. смолы

Таблица 4

Зависимость изменения предела водопоглощения полимерных композитов на основе эпоксидной смолы и аминофенольного отвердителя, наполненных портландцементом, от степени наполнения и содержания добавки

При исследовании коррозионной стойкости композитов была применена вода. В табл. 4 приведены зависимости изменения водопоглощения наполненных и ненаполненных составов эпоксидных композитов. В ряде случаев введение биоцидной добавки «Тефлекс Антиплесень» способствует снижению водопоглощения и повышению водостойкости составов с портландцементом.

Таким образом, нами были изготовлены полимерные композиты, наполненные портландцементом и содержащие биоцидную добавку. Были получены составы, обладающие улучшенными физико-механическими и эксплуатационными свойствами, а также долговечностью в условиях воздействия агрессивных сред.