Будівництво та все що з ним пов'язане

Визначення оптимальної товщини плівки сполучного, обумовлює максимальну міцність, проводилося нами на смолі ФАМ в'язкістю 20 з по ВЗ-4, яка була прийнята еталонної. При постійному витраті сполучного змінювалося кількість наповнювача, що має однакову питому поверхню. З приготовленої мастики формували литі циліндричні бездефектні зразки та стандартні лопатки і визначали межа міцності при розриві. Результати випробування показали, що зі збільшенням кількості наповнювача міцність на розрив підвищується, досягає свого максимуму, а потім падає. Оптимальна товщина плівки сполучного навколо зерен наповнювача відповідає максимальної міцності мастики.

Узагальнена залежність міцності полімерної мастики ог дисперсності наповнювача характеризувалася максимальним значенням в інтервалі 2000-3000 см2 / м.

Зі збільшенням до певної межі ступеня наповнення екстремально змінюються середня щільність, пористість і міцність при стиску і вигині. При цьому експериментальні значення цих характеристик розподіляються в досить вузькій області.

Отже, оптимальному вмісту в системі наповнювача відповідає певна структура і комплекс оптимальних фізико-механічних езойств, названий нами правилом експериментальних значень. З цього правила випливає, що якщо у правильно підібраного складу матеріалу два-три певні характеристики оптимальні, то можна з достатньою впевненістю припустити, що і низка інших характеристик буде мати оптимальні значення.

Таким чином, можна зробити дуже важливі висновки, для кожного виду термореактивною синтетичної смоли і мінерального наповнювача існує строго певний ступінь наповнення, що забезпечує максимальну міцність мастики; зменшення або збільшення ступеня наповнення призводить до значного падіння міцності системи; оптимальну кількість наповнювача визначається не тільки природою синтетичної смоли та наповнювача, але і дисперсністю останнього.

Знаючи закономірність зміни міцності залежно від ступеня наповнення, в'язкість синтетичної смоли і питому поверхню наповнювача, можна обчислити математичну залежність цих величин і дати розрахункову формулу для визначення мінімально необхідної кількості сполучного при складанні рецептури тієї чи іншої мастики.

Розрахунки показують, що для оптимальних складів поліефірних, фуранові та інших мастик приведена товщина плівки сполучного навколо кожного зерна наповнювача складає 1,5-2 мкм, а загальна товщина плівки між зернами в монолітній композиції коливається в межах 3-4 мкм.

Існують два принципово різних способи підбору гранулометричного складу щільних сумішей багатокомпонентних систем: з переривчастою і безперервного гранулометрія. Перший спосіб не знайшов достатнього поширення при підборі складів цементних бетонів зважаючи на деякій складності визначення уривчастості фракцій і додаткових витрат, пов'язаних з розсіву щебеню та піску. Крім того, як показали дослідження Б. Г. Скрамтаева, К. Г. Зеленова, В. В. Кураєва та інших авторів, при використанні сумішей з переривчастою гранулометрія не було отримано переваг, що виправдовують ці додаткові витрати. Тому що навіть незначне зниження витрати полімерного сполучного, яке може дати надщільний підбір складів заповнювачів, призводить до значного зниження вартості полімер бетону, то в цьому випадку економічно доцільно піти на підбір складів з використанням переривчастою гранулометрія. Якщо розглянути найбільш щільну упаковку зерен заповнювачів на геометричних моделях, що складаються з однорідних куль, то виявляється, що мінімальним кількість куль в одиниці об'єму буде в тому випадку, коли центри їх збігаються з вузлами кубічної решітки, і максимальним - при ромбоедріческой укладанні.

Акад. Н. В. Бєлов вважає, що при укладанні кубічної куль однакового діаметра утворюються октаедріче-ські пусготи, а при ромбоедріческой - тетраедричних за типом геометричних фігур, утворених кулями навколо відповідної «дірки». Для випадку нескінченної укладання куль можна розрахувати кількість порожнеч кожного сорту, що припадають в середньому на один шар.

Якщо при щільній упаковці порожнечі заповнити відповідними їм за діаметром кулями, то неважко підрахувати, що куля, найбільш щільно заповнює октаедр іческую порожнечу, має діаметр, рівний 0,414 діаметра основного кулі, а діаметр кулі для тетраедричних порожнечі складе 0,225 діаметра основного кулі.

Для куль однакового діаметра найбільш ймовірна і стійка форма укладання - ромбоедріческая. Інша картина спостерігається при укладанні куль різного діаметру. Наприклад, коефіцієнт заповнення довільного обсягу гранулами полістиролу випадкового гранулометричного складу коливається в межах 0,58-0,62. Це говорить про те, що укладання гранул полістиролу, які є майже ідеальними кулями, більш близька до кубічної. Крім того, як вказує акад. Н. В. Белов, значна частина існуючих в природі мінералів теж має кубічну упаковку. Отже, з достатньою підставою можна припустити, що укладання зерен заповнювача також повинна мати кубічну упаковку.

Видно, що третя фракція щебеню збільшує ступінь заповнення приблизно на 1%. Тому для полімер бетону з максимальною щебеню розміром до 30 мм можна рекомендувати одну фракцію щебеню, а для полімербетон з розміром щебеню 35-50 мм - дві фракції.

Таким чином, для одержання щільного полімер бетону з двома фракціями щебеню 1 год по масі мастики і приблизно 1,12 ч. по масі піску повинні заповнити 44% порожнеч, утворених щебенем, тобто 21% мастики і 23% піску.

При розгляді реальних систем неправильна геометрична форма зерен заповнювачів, їх шорсткість, освіта в процесі укладання склепінь або сот значно спотворюють картину і впливають на щільність упаковки. До цього необхідно додати вплив крайового ефекту, тому що на відміну від геометричної моделі з нескінченної укладанням куль реальні конструкції мають цілком визначені розміри. У цьому випадку навколо основних зерен заповнювача, що межують з площиною опалубки або оснащення, групується менше число зерен, еквівалентних відповідним пустотам, або розміри цих порожнеч відрізняються від розмірів пустот в обсязі вироби. Всі ці відхилення практично не піддаються математичній обробці. Тому закономірності, справедливі для ідеальних систем, були прийняті нами як вихідні. При підборі оптимальних складів полімербетон всі величини експериментально уточнювалися.

Фракціонований підбір наповнювачів проводиться в спеціальному приладі, призначеному для цих цілей.

Прилад являє собою знімний циліндр, укріплений на підставі з внутрішнім діаметром циліндра 160 і висотою 400 мм. У направляючої втулці, змонтованої на двох стійках, вільно переміщається шток з наглухо укріпленим диском. Шток має метричну шкалу з ціною поділки 1 мм; 10 мм по штока відповідають 200 см3 циліндра. Весь прилад струбцинами кріпиться до плити лабораторного вібростоли. За різниці між сумою обсягів до змішування і обсягів, отриманих після змішування і віброуплотпепія, будувати графи зміни щільності сухої суміші, який показує, що максимальна щільність суміші виходить при певному співвідношенні великої та дрібної фракції заповнювача. За постійне значення беруть масу суміші двох раніше узятих фракцій і до неї додають масу щебеню наступного більш дрібної фракції.

Таким чином, можна послідовно здійснити щільний підбір сухого складу заповнювачів з будь-якою кількістю фракцій. При цьому необхідно мати на увазі, що на приладі з внутрішнім діаметром циліндра 160 мм максимальний розмір щебеню не повинен перевищувати 40 мм.

Як показали проведені дослідження, при отриманні складів з переривчастою гранулометрія основна трудомісткість падає на розпорошу дрібнодисперсних фракцій і визначення їх оптимальної кількості в суміші. При цьому різниця в розмірах наступних і попередніх зерен не виходить за межі розмірів стандартного набору сит, а ефект ущільнення в порівнянні з ефектом ущільнення нерассеянних складів стає настільки незначним, що втрачається сенс у такому фракціонування. Тому нами було прийнято спосіб підбору щільних складів полімер бетонів з використанням «полупреривістой гранулометрія», який передбачає фракціонування одного лише щебеню і вибір відповідного модуля крупності піску. Тонкомолоті добавки мають безперервну гранулометрія, тобто вони використовуються без розсіву. Цим способом були підібрані щільні склади полімербетон з витратою синтетичної смоли від 7,5 до 8,5% (165-185 кг/м3) за масою наповнювачів і заповнювачів при раніше прийнятому витраті сполучного від 220 до 240 кг/м3, а в деяких випадках і до 320 кг/м3.

Проведені дослідження дозволили розробити експериментально-теоретичний метод підбору оптимальних складів полімер бетону, який має такі особливості. Суміші полімербетон проектують в три стадії: спочатку експериментально визначають оптимальний склад клеїть мастики, потім теоретично обчислюють розміри щебеню для складу бетону з «полупреривістой гранулометрія», кількість фракцій і їх співвідношення між собою, після цього складу заповнювачів уточнюється на приладі для підбору сухої суміші.