Изменение физико-механических свойств полимерных композитов от степени наполнения и содержания биоцидной добавки

Как известно из многочисленных исследований и практики, долговечность и надежную эксплуатацию строительных изделий, конструкций, зданий и сооружений в условиях воздействия биологически активных сред можно обеспечить только при соблюдении мер по защите материалов конструкций и изделий от коррозии путем снижения или полного исключения агрессивного биологическое воздействия [1–5].

Непрерывное развитие строительства в условиях современного индустриального общества сопровождается постоянными поисками более совершенных композиционных материалов, превосходящих по своим прочностным, упруго-деформационным и другим свойствам традиционные строительные материалы. К таким материалам относятся материалы на полимерных связующих, которые находят широкое применение в строительстве. Повышения их физико-механических и эксплуатационных свойств можно добиться путем регулирования состава [6–12].

Для предотвращения возникновения негативного воздействия биодеструктеров существует ряд мер, наиболее эффективными из которых является введение в состав 1

материала на стадии его изготовления фунгицидных добавок. Одним из видов биоцидных химических препаратов являются добавки на основе гуанидина [13–18].

Как известно, для полимерных бетонов существует ряд требований по физикомеханическим и эксплуатационным свойствам. Поэтому важно добиться того, чтобы введение различных компонентов не способствовало ухудшению основных свойств материалов [19–25].

Прочностные свойства строительных композитов являются одной из их важнейших характеристик, поэтому были определены зависимости изменения прочности на сжатие и при изгибе образцов на основе эпоксидной смолы, аминофенольного отвердителя и отсева дробления гранитного щебня – отходом, применение которого целесообразно в строительстве.

Было исследовано совместное влияние на физико-механические и эксплуатационные показатели композитов на основе смолы ЭД-20 и отвердителя АФ-2 биоцидных препаратов на основе гуанидина и наполнителя – отсевов дробления гранитного щебня.

Нами были проведены испытания образцов содержащих 25, 50, 100, 200 и 300 мас. ч. отсевов дробления гранитного щебня на 100 мас. ч. смолы, а также их сравнительные испытания с ненаполненными образцами. Также сравнительным испытаниям подвергались бездобавочные материалы и составы, содержащие биоцидный препарат в концентрациях 5 и 10 массовых частей на 100 массовых частей смолы (см. рис. 1, 2).

При проведении эксперимента было установлено повышение прочности на сжатие исследованных композитов при введении отсевов дробления гранитного щебня в количестве от 100 до 200 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы. При повышении степени наполнения до максимальной (300 мас. ч.) прочностные показатели снизились из-за повышенного содержания наполнителя и оказались ниже, чем у ненаполненных составов. При испытании на изгиб повышение прочностных показателей наблюдалось при всех исследованных степенях наполнения отсевом дробления гранитного щебня до 300 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы. Максимальные прочностные показатели при сжатии и при изгибе были отмечены у составов, наполненных отсевом дробления гранитного щебня в количестве 100 и 300 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы. Данные составы оказались прочнее контрольных ненаполненных контрольных образцов на величину до 18 и 22% соответственно (см. рис. 1, 2).

При исследовании средней плотности композитов установлено, что более плотная структура получена при повышении содержании отсевов дробления гранитного щебня (200300 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы) (см. рис. 3).

s

s

Рис. 1. Зависимость изменения предела прочности при сжатии полимерных композитов на основе эпоксидной смолы и аминофенольного отвердителя, наполненных отсевом дробления гранитного щебня, от степени наполнения и содержания добавки «Тефлекс».

100    ₂₀₀

Содержание добавки, мас. ч

Содержание наполнителя, мас. ч.

Рис. 2. Зависимость изменения предела прочности при изгибе полимерных композитов на основе эпоксидной смолы и аминофенольного отвердителя, наполненных отсевом дробления гранитного щебня, от степени наполнения и содержания добавки «Тефлекс».

Рис. 3. Зависимость изменения средней плотности полимерных композитов на основе эпоксидной смолы и аминофенольного отвердителя, наполненных отсевом дробления гранитного щебня от степени наполнения и содержания добавки «Тефлекс».

Содержание наполнителя, мас. ч.

Рис. 4. Зависимость изменения водопоглощения по массе полимерных композитов на основе эпоксидной смолы и аминофенольного отвердителя, наполненных отсевом дробления гранитного щебня от степени наполнения и содержания добавки «Тефлекс».

На рис. 4 приведены зависимости изменения водопоглощения наполненных и ненаполненных составов. В ряде случаев введение биоцидной добавки способствует снижению водопоглощения и повышению водостойкости составов.

Таким образом в ходе экспериментов нами были изготовлены полимерные композиты, содержащие модифицирующие добавки на основе гуанидина и наполненные отсевом дробления гранитного щебня, которые обладают улучшенными физикомеханическими и эксплуатационными свойствами, а также стойкостью к воздействию агрессивных сред.