CC BY
40
средственно в рабочий раствор ванны [4], для достижения положительных результатов требуется в два раза меньше количества «Флуралита».
Библиографический список
1. Krylova I.A., Sazonova S.V., Morozova N.I. Composite coatings from aqueos polimer-oHgomeric dispersions by electrodeposition// Progr. In Organic Coat.- 1992. v.21.- Р. 1 -15.
2. Krylova I.A. Painting by electrodeposition on the eve of the 21st century // Progress in Organic Coating. -2001. Vol.42.- Р.119-131.
3. М. Ю. Квасников, И. А. Крылова, Д.С. Золотарев, М.Р. Киселёв и др. Новые гибридные покрытия с полифениленсульфидом, получаемые электроосаждением на катоде // Лакокрасочные материалы и их применение. - 2012. -№1-2. - С.40-42.
4. М.Ю.Квасников, А.В. Камедчиков, И.Ф.Уткина, Ю.В.Герасимов, И.А.Крылова, М.Р.Киселёв, В.С.Точилкина. Новые лакокрасочные композиции для электроосаждения// Лакокрасочные материалы и их применение. -2010. - №8. - С.39-43.
5. М.Ю.Квасников, В.С.Точилкина, Л.А.Рудковская, И.А.Крылова, С.Е.Павлихин. Современное состояние и перспективы развития метода окраски электроосаждения водоразбавляемым ЛКМ// Промышленная окраска. -2008. - №4. - С.6-11.
6. О.Я.Урюпина, С.А.Соснина. Методы испытания ЛКМ//Лакокрасочные материалы и их применение.- 2009.- №11.- С.41-45.
УДК 691.342:661.742.241
П.Б. Дьяченко, А.И. Никитюк, В.П. Рыбалко, Е.И. Писаренко,
А.С. Корчмарек
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
СОВРЕМЕННЫЕ ВЫСОКОПРОЧНЫЕ БЫСТРОТВЕРДЕЮЩИЕ КОМПОЗИТЫ ДЛЯ ОПЕРАТИВНОЙ ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ ПРИРОДНОГО И ТЕХНОГЕННОГО ХАРАКТЕРА
Рассмотрены современные конструкционные материалы для ремонтновосстановительных работ. Показана высокая перспективность использования композитов на основе акрилового связующего для оперативной ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера.
The modern construction materials for the repair work. The high prospects of the use of composites based on acrylic binder for liquidation of consequences of natural and man-made disasters.
Эксплуатация объектов промышленного, гражданского и военного назначения сопряжена со все более возрастающими рисками возникновения чрезвычайных ситуаций природного (землетрясения, оползни, ливни, наводнения, падение метеоритов и др.) и техногенного (аварии на атомных и электростанциях, системах транспорта и коммуникаций и др.) характера, вызывающих сбои в работе, частичное или полное разрушение указанных объектов.
Ликвидация последствий техногенных катастроф, как правило, проходит в экстремальных условиях (неблагоприятные погодные условия, ограниченное время для быстрого восстановления конструкционных свойств и несущей способности, в т.ч. частично поврежденных зданий для размещения пострадавших и лишившихся крова людей, специализированных и медицинских формирований; и др.). Проведение работ зачастую характеризуется отклонениями (а в ряде случаев и невозможностью соблюдения) технологий использования ремонтных материалов, что приводит к значительному их эксплуатационных характеристик и долговечности и снижению эффективности ремонта в целом.
Разнообразие географических и климатических условий в сочетании с высоким уровнем сейсмических рисков на значительной части (до 25%) территории России, а также специфика проведения ремонтных работ (отличная от условий «обычных» строительных работ) создают дополнительные трудности и требуют использования современных конструкционных материалов с улучшенными технологическими и эксплуатационными свойствами.
Такие материалы, с точки зрения эксплуатационных характеристик, должны обладать высокими скоростью твердения и физикомеханическими свойствами, антикоррозионной и радиационной стойкостью, долговечностью, адгезией к другим материалам с сохранением комплекса характеристик отвержденного композита в течение всего срока эксплуатации. С учетом того, что природные и техногенные катастрофы имеют тенденцию к повторению с высокой разрушающей силой через короткий промежуток времени после первого воздействия, ремонтные материалы должны обеспечивать высокие прочностные свойства, стойкость к ударным нагрузкам и адгезию уже на ранних стадиях применения.
С точки зрения технологии ремонтные материалы должны быть адаптированы к современному оборудованию и гарантированно обеспечивать высокие эксплуатационные свойства даже при отклонениях технологии проведе-
ния работ (при невозможности полноценной подготовки ремонтируемой поверхности, выпадении осадков во время работ и др.).
Конструкционные ремонтные композиты можно разделить на две группы: составы на толщину от 30 мм (бетонные заливочные композиты) и от 2-3 мм (шпаклевочные составы).
В настоящее время на российском рынке присутствует более 30 отечественных и импортных конструкционных композитов заливочного типа для ремонтно-восстановительных работ (например, отечественные марок «Барс», «Эмако», ЦМИД, РМ-26, бетоны с добавками-ускорителями твердения и др. или импортные марок FX-26 Polymer concrete, Silical R-17, De-gadur R-17 Polymer concrete и др.) [1, 2].
Анализ документации разработчиков данных материалов показывает, что они не в полной мере отвечают ужесточающимся технологическим и эксплуатационным требованиям. Композиты характеризуются ограниченной возможностью применения при низких положительных и отрицательных температурах, невысокими скоростями набора прочности (что не позволяет обеспечить восстановление конструкционной способности за короткого времени), а также ухудшением эксплуатационных показателей (прежде всего адгезионных) при отклонениях технологии проведения работ.
Выбор шпаклевок конструкционного назначения значительно ограничен (например, отечественные марок «САС-Фаст», «Боларс», «Бирс» и др. или импортные марок Seresit, Mapegrout, Ivsil и др.) [3]. Для этих материалов в целом характерны те же недостатки, что и для литьевых композитов: ограниченный температурный интервал применения и невысокие скорость отверждения, прочность (не выше 25 МПа через 24 часа), химическая и морозостойкость (не более 100 циклов) и адгезия (0,8-1,5 МПа). Нанесение осуществляют на подложку с проектной несущей способностью или возрастом не менее 28 (для цементнопесчаных) или 90 (для цементнобетонных) суток.
Для улучшения адгезии проводят тщательную подготовку поверхности (очистку от грязи, пыли, следов цементного молочка, удаление слабых и мягких оснований); грунтование или обильное смачивание водой. Для ряда шпаклевок на основе органических связующих (например, полиуретановых) необходимым условием является обеспечение остаточной влажности бетонной подложки не более 4% (а во избежание капиллярного подъема грунтовых вод - устройство гидроизоляции).
В последние годы авторами проведены исследования в области высо-конаполненных композитов на основе акрилового связующего для ремонт-
но-восстановительных работ. Для литьевых композитов впервые комплексно изучено влияние состава композита и условий отверждения (прежде всего, температуры) на свойства литьевой массы, кинетику набора прочности и физико-химические свойства [4, 5]. Установлены возможности направленного регулирования скорости отверждения, прочностных свойств и достижения необходимых эксплуатационных параметров в сжатые сроки в широком температурном интервале (от -30 до +30°С). Для низких положительных и отрицательных температур отверждения выявлены эффективные пути повышения скорости набора прочности. Для шпаклевочных составов различных толщин нанесения выявлены дополнительные резервы повышения адгезии в условиях отсутствия качественной подготовки поверхности, а также в условиях проведения работ при пониженных температурах.
По результатам исследований разработаны рецептуры конструкционных композитов на основе акрилового связующего заливочного и шпаклевочного типа для ремонтно-восстановительных работ в различных природно-климатических условиях [6]. Высокие физико-механические свойства, морозо- и коррозионная стойкость, адгезия (в т.ч. к подложке со следами загрязнений и влаги) обусловлены подбором высокопрочных химически стойких наполнителей, а также связующего; сформировавшаяся в отвержденном материале полимерная матрица представлена в виде тонкого слоя на границе раздела «полимерная матрица-наполнитель», что обеспечивает совокупность оптимальных эксплуатационных свойств.
По скорости твердения (особенно при низких положительных и отрицательных температурах) данные материалы не имеют аналогов среди известных композитов конструкционного назначения: они набирают прочность, близкую к максимальной (60-70 МПа), за короткое время (1,5-2 часа) при любых температурах [7]. Данное уникальное свойство (сохраняющееся и при отрицательных температурах) с химической точки зрения объясняется низкой (близкой к нулю) энергией активации процесса радикальной полимеризации акрилового связующего в присутствии бинарных окислительно-восстановительных инициирующих систем.
Отечественные и импортные аналоги на основе цементных и органических связующих обладают более низкими скоростями набора прочности (особенно при пониженных температурах). Так, при температурах до +10° С минимально необходимая для конструкционных композитов прочность (40 МПа) достигается за 5-6 часов, а при отрицательных - за 24 часа и более. Время достижения максимальной прочности (до 50-60 МПа) при низ-
ких положительных температурах - свыше 48 часов, при отрицательных -72 часа и более. Дополнительно отметим, что более высокая по сравнению с аналогами адгезия разработанных композитов (> 2,8 МПа) сохраняется даже при укладке на поверхность со следами грязи и влаги и при отрицательных температурах проведения работ.
Разработанные материалы предназначены для ремонта всех типов бетонных и железобетонных конструкций, в т.ч. эксплуатирующихся в условиях действия агрессивных сред (стены, фундаменты, полы зданий и сооружений, мосты, эстакады, путепроводы, тоннели, плотины, дамбы, объекты речной и морской портовой инфраструктуры и др.). В ряде случаев (скоростной ремонт дорожного полотна и взлетно-посадочных полос, оперативное восстановление несущей способности, работы в экстремальных погодных условиях и др.) применение данных композитов является единственно возможным техническим решением [8].
Разработанные конструкционные композиты на основе акрилового связующего отвечают отечественной (СНиП 2.01.51-90, 2.06.15-85 и 2.01.15-90) и зарубежной (европейский стандарт EN 1504, в котором впервые установлены требования к композитной системе «ремонтируемая поверхность-контактный слой-ремонтный материал») нормативной документации для материалов и систем для защиты и ремонта бетонных конструкций.
Использование данных материалов позволит проводить работы по оперативной ликвидации последствий природных и техногенных катастроф круглогодично в сжатые сроки в различных природно-климатических регионах России. При этом будет обеспечено достижение высокого уровня физикомеханических свойств и адгезии к защищаемой подложке за короткий период; а также улучшаются эксплуатационные характеристики отремонтированных объектов благодаря повышенной долговечности ремонтных материалов.
Библиографический список
1. http://www.consolit.ru; http://www.np-cmid.ru; http://www.rm-26.ru;
http://www.foxind.com; http://www.silical.ru; http://www.bшldmg-systems-
two.stroysist.ru
2. Тойхерт Л., Ледина М.В. Материалы концерна «BASF» для проведения аварийно-восстановительных и ремонтных работ в сжатые сроки, в том числе при отрицательных температурах // Ремонт бетонных и железобетонных конструкций транспортных сооружений: докл. Всерос. конф. (Москва, 17-19 окт.2009 г.)
3. http://www.birss.ru; http://www.ceresit.ru; http://www.mapei.com; http://www.bolars.ru; http://www.sas-company.ru; http://www.strd.ru
4. Корчмарек А.С., Никитюк А.И., Пидручный Г.И., Рыбалко В.П., Дьяченко Б.И., Писаренко Е.И., Киреев В.В. Влияние инициирующей системы на прочность полимерных композитов на основе метилметакрилата // Пластические массы. 2007. №8. С.43-46.
5. Никитюк А.И., Пидручный Г.И., Писаренко Е.И., Рыбалко В.П., Дьяченко Б.И., Киреев В.В. Влияние состава акрилатного связующего на прочность полимерных композитов на его основе // Пластические массы. 2008. №4. С.14-17.
6. Рыбалко В.П., Никитюк А.И., Писаренко Е.И., Дьяченко П.Б., Киреев В.В. Конструкционные композиты на основе акрилового связующего для строительных и ремонтных работ // Химическая промышленность сегодня. 2013. №6. С.41-44.
7. Рыбалко В.П., Никитюк А.И., Писаренко Е.И., Дьяченко П.Б., Киреев
В.В. Некоторые закономерности набора прочности конструкционными композиционными материалами на основе акрилового связующего // Химическая промышленность сегодня (принято в печать).
8. Rybalko V.P., Nikitsiuk А.1., Pisarenko E.I., Dyachenko P.B., Rireev V.V. Structural composites based on methylmethacrylate. Тез. докл. Russian-French Symposium on Composite Materials. Saint Petersburg. 2012. Р.155-156.
УДК 541.64
А. С. Жильцов, А. А. Берлякова, В. В. Казакова, Ю. М. Будницкий, О.А. Серенко
Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН, Москва, Россия Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
СВОЙСТВА КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИЛАКТИДА И НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ КРЕМНЕЗЕМА
Исследовано влияние размера гибридных наноразмерных частиц и химической структуры их органической оболочки на свойства композитов на основе полилактида
Influence of the size of hybrid nanoparticles and the chemical structure of their organic shell on properties of composites based on polylactide was investigated.
В последние годы возрос интерес к композиционным полимерным материалам, в которых в качестве наполнителя применяются различного типа наноразмерные частицы. Получение нанокомпозитов сопровождается необходимостью решения сложной задачи - обеспечения равномерного распределе-
