Дослідження впливу вмісту піску та модифікуючих добавок на властивості полімербетонних композицій

Abstract

Мета роботи – встановлення впливу вмісту піску та модифікуючих добавок на твердість, межу міцності при стисканні та ударну в’язкість полімербетонних композицій. Дослідженню підлягали полімербетонні композиції у вигляді круглих млинців, паличок та брусків на основі поліефірної смоли марки CHROMOPLAST GP 2000, затверджувача (органічний пероксид для холодного затвердіння) марки Luperox K1, стеарату кобальту (кобальтова сіль стеаринової кислоти), стиролу та річкового піску. Зразки полімербетонних композитів отримували у дві стадії: 1) перемішування смоли з піском; 2) додавання затверджувача, стиролу та стеарату кобальту. Для одержання затверділої поліефірної композиції використовували металеві форми з відігнутими бортами; керамічні човники (не емальовані); металеві форми висотою 2 см. Приготування композиції проводили в наступній послідовності: спершу змішували смолу з піском, потім додавали затверджувач, стеарат кобальту та стирол. Також мала місце наступна послідовність приготування композиції: спершу змішували смолу і затверджувач, лише потім додавали пісок, змішаний зі стиролом та стеаратом кобальту. Форми завантажували у термошафу і нагрівали до температури 100 °С протягом 30-40 хв. Після охолодження у формі вироби виймали. Твердість, межу міцності при стисканні та ударну в’язкість розроблених композицій досліджували за стандартними методиками. Встановлено, що збільшення вмісту піску від 0 до 90 % мас. в полімербетонній композиції призводить до збільшення показника твердості на ~ 466 %, а також зменшення межі міцності при стисканні на ~ 62 % та ударної в’язкості на ~ 50 %. Встановлено збільшення показника твердості і зменшення межі міцності при стисканні та ударної в’язкості полімербетонних композицій при підвищенні вмісту піску до 90% мас. Це пояснюється тим, що пісок має вищу твердість, ніж поліефірна смола, і відповідно збільшення його вмісту призводить до підвищення твердості композиції. Зниження межі міцності при стисканні та ударної в’язкості обумовлено зменшенням кількості зв’язуючого, за рахунок чого композиція стає більш крихкою. Розроблені полімербетонні композиції можуть бути використані в будівництві, а також для ремонту пошкоджених бетонних поверхонь і усунення тріщин.

Цель работы – установление влияния содержания песка и модифицирующих добавок на твердость, предел прочности при сжатии и ударную вязкость полимербетонных композиций. Исследованию подлежали полимербетонные композиции в виде круглых блинов, палочек и брусков на основе полиэфирной смолы марки CHROMOPLAST GP 2000, отвердителя (органический пероксид для холодного отверждения) марки Luperox K1, стеарата кобальта (кобальтовая соль стеариновой кислоты), стирола и речного песка. Образцы полимербетонных композитов получали в две стадии: 1) перемешивания смолы с песком 2) добавление отвердителя, стирола и стеарата кобальта. Для получения затвердевшей полиэфирной композиции использовали металлические формы с отогнутыми бортами; керамические лодочки (не эмалированные) металлические формы высотой 2 см. Приготовление композиции проводили в следующей последовательности: сначала смешивали смолу с песком, затем добавляли отвердитель, стеарат кобальта и стирол. Также имела место следующая последовательность приготовления композиции: сначала смешивали смолу и отвердитель, только потом добавляли песок, смешанный со стиролом и стеаратом кобальта. Формы загружали в термошкаф и нагревали до температуры 100 °С в течение 30-40 мин. После охлаждения в форме изделия вынимали. Твердисть, предел прочности при сжатии и ударную вязкость разработанных композиций исследовали по стандартным методикам. Установлено, что увеличение содержания песка от 0 до 90% масс. в полимербетонных композициях приводит к увеличению показателя твердости на ~ 466%, а также уменьшение предела прочности при сжатии на ~ 62% и ударной вязкости на ~ 50%. Установлено увеличение показателя твердости и уменьшение предела прочности при сжатии и ударной вязкости полимербетонных композиций при повышении содержания песка до 90 % масс. Это объясняется тем, что песок имеет высокую твердость, чем полиэфирная смола, и, соответственно, увеличение его содержания приводит к повышению твердости композиции. Снижение предела прочности при сжатии и ударной вязкости обусловлено уменьшением количества связующего, за счет чего композиция становится более хрупкой. Разработанные полимербетонные композиции могут быть использованы в строительстве, а также для ремонта поврежденных бетонных поверхностей и устранения трещин.

Establishment of the influence of the content of sand and modifying additives on the hardness, compressive strength, and impact strength of polymer concrete compositions. Polymer concrete compositions in the form of round pancakes, sticks and bars based on polyester resin of the CHROMOPLAST GP 2000 brand, hardener (organic peroxide for cold curing) of the Luperox K1 brand, cobalt stearate (cobalt salt of stearic acid), styrene and river sand were subject of investigation. Samples of polymer concrete composites were obtained in two stages: 1) mixing the resin with sand 2) the addition of hardener, styrene and cobalt stearate. To obtain a hardened polyester composition, metal forms with bent sides were used; ceramic boats (not enameled) metal molds 2 cm high. Preparation of the composition was carried out in the following sequence: first, resin was mixed with sand, then hardener, cobalt stearate and styrene were added. The following sequence of preparation of the composition also took place: first the resin and hardener were mixed, only then sand mixed with styrene and cobalt stearate was added. The forms were loaded into a heating cabinet and heated to a temperature of 100 °C for 30-40 minutes. After cooling in the form of the product was removed. The hardness, compressive strength and toughness of the developed compositions were investigated by standard methods. It was found that an increase in sand content from 0 to 90% of the mass. in polymer concrete compositions leads to an increase in hardness by ~ 466%, as well as a decrease in compressive strength by ~ 62% and impact strength by ~ 50%. An increase in the hardness index and a decrease in the compressive strength and toughness of polymer concrete compositions with an increase in the sand content to 90 % of the mass was established. This is because the sand has a higher hardness than the polyester resin, and accordingly, an increase in its content leads to an increase in the hardness of the composition. The decrease in compressive strength and toughness is due to a decrease in the amount of binder, due to which the composition becomes more fragile. The developed polymer concrete compositions can be used in construction, as well as for repairing damaged concrete surfaces and eliminating cracks.