Введение к работе
Актуальность работы. Строительство является одной из самых обширных областей по ассортименту и объемам использования полимерных композиционных материалов. Исходя из концепции энерго- и ресурсосбережения правительства России исследования по разработке новых строительных материалов на основе крупнотоннажных и труднореализуемых промышленных отходов полимерных и минеральных, несомненно, актуальны.
Оптимальное решение проблемы состоит в разработке и внедрении в производство малоотходных технологий. Такая организация производства предусматривает минимальное количество отходов и их дальнейшую утилизацию. В российских регионах имеются различные промышленные предприятия, многие из которых уникальны. Такие отрасли как нефтеперерабатывающая, угольная, металлургическая, машиностроительная, химическая, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная, производя свою продукцию, имеют отходы, многие из которых можно в дальнейшем использовать. Разнообразие вторичных сырьевых ресурсов (ВСР), а по химическому и минералогическому составу подчас не уступающих добываемому сырью, позволяет сделать вывод о целесообразности использования ВСР для производства новых материалов и изделий D строительных композитов.
Цивилизованный и профессиональный подход к решению данной проблемы позволяет предприятиям-производителям устранить расходы на транспортировку отходов к свалкам или площадкам для их захоронения, улучшить экологическую обстановку окружающей среды, производить продукцию, востребованную на рынке, создать дополнительные рабочие места, получить прибыли от деятельности новых предприятий.
В настоящей работе:
рассматриваются полимерные отходы в виде эпоксидсодержащего порошкового материала, резиновой крошки, а также различные минеральные отходы, состав и свойства которых позволяют определить область их использования;
решаются задачи разработки и оптимизации новых составов полимерных композитов с использованием полимерных отходов местного производства и предприятий металлургической и машиностроительной отрасли;
решаются задачи разработки технологии производства строительного композита методом теплого прессования.
Актуальность настоящей работы заключается в том, что проводимые в ней исследования и испытания показывают, что использование полимерных отходов (резиновая крошка) в качестве наполнителя и полимерных отходов эпоксидсодержащего порошкового материала в качестве матрицы, позволяет создать новый строительный композит с по-
вышенной сопротивляемостью воздействию агрессивных сред, расширить сырьевую базу производства строительных материалов.
Цель работы - разработка оптимальных составов и технологии производства строительных полимерных композитов на базе исследования свойств полимерных отходов, исследование и оценка сопротивления разработанной полимерной композиции действию различных агрессивных сред.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
изучить структуру и физико-химические свойства полимерных отходов, провести анализ возможности их использования в качестве сырья для производства нового полимерного композита;
разработать новые составы полимерной (полимеррастворной) композиции, обладающие повышенной химической стойкостью в различных агрессивных средах; произвести оптимизацию этих составов при помощи метода математического планирования эксперимента;
на основе анализа моделей оценки стойкости полимерной (полимеррастворной) композиции на основе полимерных отходов определить его долговечности в различных агрессивных средах;
экспериментально исследовать коррозионную стойкость полимерной (полимеррастворной) композиции в различных агрессивных средах;
оценить технико-экономический эффект результатов работы;
разработать технологию производства полимерной (полимеррастворной) композиции на основе полимерных отходов, а также технологические параметры производства изделий строительного назначения из нее и определить область их применения.
Научная новизна работы:
теоретически обоснована и практически подтверждена возможность и целесообразность использования отходов эпоксидсодержащего порошкового материала для производства полимерной (полимеррастворной) композиции и использования ее в качестве сырья для производства напольной плитки и покрытий, стойких к воздействию различных агрессивных сред;
развиты методы аналитической оценки и доказана возможность прогнозирования коррозионной стойкости и изделий на его основе в любой момент времени и при различных условиях эксплуатации;
развиты существующие представления о закономерностях формирования макро-и микроструктуры полимерного композита, в единой макроструктуре которого выделены взаимозависимые отдельные подструктуры, «прорастающие» одна в другую, что позволя-
ет объяснить стойкость полимерного покрытия, упрочнение материалов с учетом его значительной неоднородности;
- разработан новый состав полимерного композита, и технология изготовления су
хой смеси на основе отходов эпоксидсодержащего порошкового материала с различны
ми наполнителями.
Практическая ценность работы:
расширена сырьевая база стройиндустрии Волгоградской области при производстве строительных материалов.
разработан состав полимерного композита на основе отходов эпоксидсодержащего порошкового материала, а также технология изготовления сухой смеси на его основе;
установлена целесообразность применения сухой полимерной смеси в качестве сырья для изготовления напольной плитки и покрытий методом теплого прессования;
прогнозирование сопротивления полимерной (нолимерраствора) композиции действию различных агрессивных сред позволяет проводить оценку его долговечности на любой период времени. Полученные данные необходимы для проектирования строительных изделий, работающих в условиях воздействия агрессивных сред.
Апробация работы. Основные результаты работы были доложены и обсуждены на IV Международной научно-технической конференции «Надежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов» (г. Волгоград, 2005 г.); III Всероссийской научно-технической конференции «Социально-экономические и технологические проблемы развития строительного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства региона» (г.Волгоград— Михайловка, 2006 г.); Международной научно-технической конференции «Новые энерго- и ресурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов» (г. Пенза, 2006 г.); Международной научно-технической конференции «Щлифабразив-2006» (г. Волжский, 2006 г.); V Международной научно-технической конференции «Материалы и технологии XXI века» (г. Пенза, 2007г.); Международной научно-технической конференции «XVIII Научные чтения. Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в строй-индустрии» (г. Белгород, 2007 г.); Всероссийское совещание материаловедов (г. Волгоград - Волжский, 2007); Внутривузовская научно-практическая конференция «Инженерные проблемы современного материаловедения» ВолгГАСУ (г. Волгоград, 2009).
Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 10 печатных работ, в том числе 1 работа в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. На защиту выносятся:
- результаты исследования стойкости полимерного композита на основе отходов
эпоксидсодержащего порошкового материала с полимерным наполнителем в различных агрессивных средах;
аналитические модели оценки стойкости полимерной (полимерраствора) композиции на основе полимерных отходов и его долговечности в различных агрессивных средах;
новый состав сухой смеси на основе отходов эпоксидсодержащего порошкового материала и полимерного наполнителя;
технология производства изделий из сухой смеси методом теплого прессования и предполагаемые области их применения. .
Достоверность исследований и выводов по работе обеспечена:
методически обоснованным комплексом исследований с применением стандартных средств измерений стандартными и современными методами исследования;
соблюдением принципов математического и физического моделирования, применением современных математических методов обработки экспериментальных данных в среде MathCAD;
опытными испытаниями и их положительными экспериментальными результатами, совпадающими с результатами расчетов и согласующимися с выводами известных положений;
адекватностью расчетных и экспериментальных данных.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, основных выводов, списка используемой литературы и приложения. Работа изложена на 181 странице машинописного текста, содержит 37 таблиц, 56 рисунков, 184 наименования используемой литературы.
