Полимерминеральный раствор для пропитки каркаса из минерального заполнителя

Полимерминеральный раствор для пропитки каркаса из минерального заполнителя

Реферат

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при изготовлении биостойких строительных материалов и изделий, например, в качестве матрицы при изготовлении полимербетонных полов каркасной структуры.

Известен полимерминеральный раствор, включающий полиэфирное связующее, отверждающую систему, минеральный наполнитель и заполнитель (Соломатов В.И. «Полимерцементные бетоны и пластбетоны». - М.: Стройиздат, 1967, с.86-88).

Однако полимербетоны из известных смесей не пригодны для использования в качестве матричных композиций каркасных полимербетонных покрытий, так как характеризуются высокой вязкостью, содержат крупные заполнители, к тому же они обладают низкими показателями биостойкости.

Наиболее близким техническим решением является полимерминеральный раствор, содержащий вяжущее - ненасыщенную полиэфирную смолу ПН-1, на основе продукта поликонденсации диэтиленгликоля с малеиновым и фталевым ангидридами, отверждающую систему - нафтенат кобальта, гипериз, в качестве наполнителя портландцемент и графит (SU №966074, МПК C04B 25/02, опубл. 15.10.1982).

Известный состав полиминерального раствора пригоден для изготовления каркасных полимербетонных покрытий, но обладает недостаточной биостойкостью.

Технический результат заключается в улучшении физико-механических свойств, повышении биологической стойкости полимерминерального раствора.

Сущность изобретения заключается в том, что полимерминеральный раствор, включающий вяжущее, отверждающую систему и наполнитель, содержит в качестве вяжущего ненасыщенную полиэфирную смолу на основе терефталевой кислоты, в качестве отверждающей системы пероксид циклогексанона и нафтенат кобальта, в качестве наполнителя молотый базальт, а также дополнительно раствор «Биоцик-Т» - четвертичное аммониевое соединение на основе смоляных кислот в стироле с соотношением по массе 1:1, при следующем соотношении компонентов (мас.%):

Ненасыщенная полиэфирная смола на терефталевой
основе	30-40
Пероксид циклогесанона	0,57-0,76
Нафтенат кобальта	1,14-1,52
Молотый базальт	49,72-66,29
Раствор четвертичного аммониевого соединения
на основе смоляных кислот в стироле
с соотношением по массе 1:1	2-8

Ненасыщенная полиэфирная смола марки ПН-19 на терефталевой основе (ТУ 2226-085-05015213-01) представляет собой жидкость с небольшой опалесценцией от светло-желтого до светло-коричневого цвета. Условная вязкость по вискозиметру В3-246 19-26 с. Плотность при 20°С составляет 1,09-1,13 г/см³.

Пероксид циклогексанона - (ТУ 2417-031-05015213-95) представляет собой бесцветную или желтоватую прозрачную маслянистую жидкость. Физико-химические показатели следующие: плотность при 20°С - 1,05-1,08 г/см³; показатель преломления при 20°С - 1,463-1,464; массовая доля активного О₂, %, не менее - 4,6; массовая доля H₂O, %, не более - 4,2; водородный показатель pH - 3,1-6,7.

Нафтенат кобальта - ускоритель отверждения марки УНК-2 (ТУ 6-05-1075-76) - низкомолекулярная жидкость от розового до темно-фиолетового цвета без комков.

Молотый базальт - порошок с крупностью не более 0,315 мм.

Четвертичное аммониевое соединение на основе смоляных кислот (Биоцик-Т) растворим в воде, а также в некоторых органических растворителях (спирт, диоксан, ацетонитрил). Стабилен на воздухе, обладает четко выраженной бактерицидной и фунгицидной активностью. При этом бактериицидная активность проявляется при концентрации в воде 0,05-0,1%, а фунгицидная - 0,1-1%.

Изготовление каркасных полимербетонных образцов осуществляют следующим образом: сначала укладывают в стальные формы каркасную смесь следующего состава, мас.%: полиэфирная смола на терефталевой основе - 6,0; пероксид циклогесанона - 0,12; нафтенат кобальта - 0,24; базальтовый щебень фракции 5-8 мм - 93,64. После отверждения каркаса его пустоты заполняют полиминеральным раствором. Указанную полимерную композицию готовят при следующей последовательности операций: микронаполнитель высушивают при температуре 100°С в течение 5 часов, после чего охлаждают до комнатной температуры. В работающий смеситель постепенно вводят взвешенное необходимое количество ненасыщенной полиэфирной смолы марки на терефталевой основе, пероксида циклогексанона, нафтената кобальта, раствора четвертичного аммониевого соединения на основе смоляных кислот в стироле и тщательно перемешивают смесь. В полученную смесь вводят необходимое количество молотого базальта и тщательно перемешивают до получения массы, однородной по цвету. Приготовленной смесью проводят пропитку каркаса. Через сутки готовые образцы извлекают из форм и термообрабатывают при температуре 80°С в течение 10 часов.

В таблицах 1 и 2 приведены составы матричных и каркасных композиций и их физико-технические показатели.

Испытания матричных композитов и полимербетонов каркасной структуры проводят соответственно на образцах размером 1×1×3 см и 4×4×16 см составов, приведенных в табл.1.

Таблица 1
	Содержание составляющих в составах, мас.%
	Предлагаемые полимерминеральные растворы	Известный (прототип)	каркас
Составляющие	1	2	3	4	5	6
Ненасыщенная полиэфирная смола на основе терефталевой кислоты	27	30	33	36	40	43	-	6,0
Ненасыщенная полиэфирная смола на основе ортофталевого ангидрида	-	-	-	-	-	-	35	-
Перекись циклогесанона	0,52	0,57	0,63	0,68	0,76	0,82	-	0,12
Молотый базальт	71,44	66,29	61,11	55,96	49,72	44,54	-	-
Раствор четвертичного аммониевого соединения на основе смоляных кислот в стироле с соотношением по массе 1:1	0	2	4	6	8	10	-	-
Нафтенат кобальта	1,04	1,14	1,26	1,36	1,52	1,64	3,0	0,24
Гипериз	-	-	-	-	-	-	1,5	-
Портландцемент	-	-	-	-	-	-	38	-
Графит	-	-	-	-	-	-	22,5	-
Базальтовый щебень фракции 5-10 мм	-	-	-	-	-	-	-	93,64

Результаты испытаний матриц приведены в табл.2, а каркасных полимербетонов - в табл.3.

Таблица 2
Свойства матричных составов	Показатели
Предлагаемые полимерминеральные растворы	Известный (прототип)
1	2	3	4	5	6
Предел прочности при сжатии, МПа	114	118	120	119	117	113	111
Предел прочности при изгибе, МПа	21,5	22	24	23	22,7	20	19
Модуль упругости, МПа	10000	11000	12000	11500	11300	10500	9300

Таблица 3
Свойства каркасных полимебетонов	Показатели
Предлагаемые полимерминеральные растворы	Известный (прототип)
1	2	3	4	5	6
Предел прочности при сжатии, МПа	48	51	55	53	52	50	45
Предел прочности при изгибе, МПа	16	18	20	19	18,5	17	16
Модуль упругости, МПа	20000	21000	23000	22000	21700	20500	20000

Испытания на биостойкость проводят в соответствии с ГОСТ 0.049-91 по методам 1 и 3. В качество тест-организмов используют следующие виды микромицетов: Aspergillus oryzae (Ahlburg) Cohn; Aspergillus niger vgn Tieghem; Aspergillus terreus Thorn; Chaetomiurn globosum Kunze; Paecilomyces varioti Bainier; Penicillium cyclopium Westling; Penicillium fimiculoswn Thorn; Penicillium chrysogenum Thorn; Trichoderrna viride. Полученные результаты представлены в табл.4.

Таблица 4
Составы	Оценка роста грибов, баллы	Характеристика по ГОСТу
Метод 1	Метод 3
1	2	4	Не грибостойкий
2	1	1	Грибостойкий
3	0	0	Фунгицидный
4	0	0	Фунгицидный
5	0	0	Фунгицидный
6	0	0	Фунгицидный
Известный по прототипу	2	1	Не грибостойкий

Из сравнения показателей пропиточных композиций и полимербетонов каркасной структуры, составленных на предлагаемых и известных пропиточных композициях, следует, что предлагаемый состав полимерной композиции является эффективнее: увеличиваются физико-механические показатели (прочность на сжатие, изгиб и ударная вязкость в 1,2 раза); повышается биологическая стойкость (составы становятся фунгицидными).

Полимерминеральный раствор для пропитки каркаса из минерального заполнителя, включающий вяжущее, отверждающую систему и наполнитель, отличающийся тем, что он содержит в качестве вяжущего ненасыщенную полиэфирную смолу на основе терефталевой кислоты, в качестве отверждающей системы - пероксид циклогексанона и нафтенат кобальта, в качестве наполнителя - молотый базальт, а также дополнительно раствор «Биоцик-Т» - четвертичное аммониевое соединение на основе смоляных кислот в стироле с соотношением по массе 1:1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Ненасыщенная полиэфирная смола
на основе терефталевой кислоты	30-40
Пероксид циклогексанона	0,57-0,76
Нафтенат кобальта	1,14-1,52
Молотый базальт	49,72-66,29
Раствор четвертичного аммониевого соединения на основе смоляных кислот в стироле с соотношением по массе 1:1	2-8