Бетонполимер өндіру технологиясы
КІРІСПЕ
1 Бетонполимер . жалпы анықтамасы
1.1 Бетонполимер ерекшілігі, артықшылығы және кемшілігі
1.2 Бетонполимерлер классификациясы
1.3 Бетон . негізгі компонент ретінде
1.4 Қанықтыруға арналған материалдар
2 Бетонполимер технологиясы
2.1 Құрама темірбетон элементтерін сіңдіру әдісімен гидроизояциялау
2.2 Ішкі ваккумдау
3 Бетонполимер бұйымдарының өндірісінің технологиялық схемасы
3.1 Қарапайым темірбетонполимер бұйымдарының өндірісі және сипаттамасы
4 Еңбек қорғау және өндірістегі қауіпсіздік
ҚОРЫТЫНДЫ
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
1 Бетонполимер . жалпы анықтамасы
1.1 Бетонполимер ерекшілігі, артықшылығы және кемшілігі
1.2 Бетонполимерлер классификациясы
1.3 Бетон . негізгі компонент ретінде
1.4 Қанықтыруға арналған материалдар
2 Бетонполимер технологиясы
2.1 Құрама темірбетон элементтерін сіңдіру әдісімен гидроизояциялау
2.2 Ішкі ваккумдау
3 Бетонполимер бұйымдарының өндірісінің технологиялық схемасы
3.1 Қарапайым темірбетонполимер бұйымдарының өндірісі және сипаттамасы
4 Еңбек қорғау және өндірістегі қауіпсіздік
ҚОРЫТЫНДЫ
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
Конструкциялық материалдардың ұзақ мерзімді жұмыс істеуі олардың толық эксплуатациялық жағдайына байланысты. Ғимараттарды салғанда немесе инженерлік құрастырмаларда материалға әсер ететін агрессивтік факторлардың бірі - су болып табылады. Су ол материалдың көбінесе беріктігінің азаюына, металдар мен бетондарда процестердің дамуына, ағаштың шіруіне, сызаттың пайда болуына және қабырғаның жарылуына, ыза тебуіне және де беткі сылақтың күйреуіне әкеп соғады. Сондықтан, егер конструкцияның ылғал ортамен ұзақ және жиі қайталанатын қатынасы болса онда конструкцияның гидроизоляциялық қорғанысын ескеру қажет. Судың тез жоюлуы және оның енуінен сақтануда, сонымен қатар басқа да шаралар қолданылады, мысалға конструкция бетін сылау және бояу кезінде, бұйымға белгілі бір қалып пен түр бергенде, материалдың беріктілігі мен тығыздығының жоғарылауы кезінде және т.б. ең тиімдісі арнайы гидроизоляциялық материалдарды қолдану болып табылады.
Судың әсерінен жерасты құрылымдардың (қазаншұңқұрлар, іргетастар, үйінді астындағы құбырлар, жинағыштар, тоннелдер, ор ақпарлары және т.б.) сыртқы және ішкі қорғанысы үшін; грунттық су әсерінен; бөгендер, су қоймаларды, бассейндерді изоляциялау кезінде; көпір қорғанысы үшін (конструкциялық жолдың бөлігі,тірек және т.б. ); гидротехникалық құрылыста нығайту қаптамаларда экрандық қарсыфильтрациялық қондырғылар үшін; иррагациялық құрылыста каналдардың түбімен құламаларын изоляциялау үшін; бос тау жыныстарымен кеуектерді негізге толтыру үшін; өндірістік орындар мен сантехникалық тораптардың қабатаралық аражабындардың қорғанысы кезінде; жазық және жазық және ықшам шатыр жабынқышын қондыру кезінде; функционалдық шатыр жабындысын қолдануда; іріпанелді құрылыста ..... герметизациялау және бітеу үшін, ғимараттарда құбыржол жүргізу кезінде, тесік саңылауларды бітеп тастау үшін және т.б. жағдайларда гидроизоляциялық материалдар (ГИМ) талап етіледі. Гидроизоляция қорғанып отырған бетті судан қорғап қана қоймай, буизоляциясымен газизоляциясын жақсартады, конструкциялық материалдың коррозияға қарсыласу қабілетін жоғарлатады.
Судың әсерінен жерасты құрылымдардың (қазаншұңқұрлар, іргетастар, үйінді астындағы құбырлар, жинағыштар, тоннелдер, ор ақпарлары және т.б.) сыртқы және ішкі қорғанысы үшін; грунттық су әсерінен; бөгендер, су қоймаларды, бассейндерді изоляциялау кезінде; көпір қорғанысы үшін (конструкциялық жолдың бөлігі,тірек және т.б. ); гидротехникалық құрылыста нығайту қаптамаларда экрандық қарсыфильтрациялық қондырғылар үшін; иррагациялық құрылыста каналдардың түбімен құламаларын изоляциялау үшін; бос тау жыныстарымен кеуектерді негізге толтыру үшін; өндірістік орындар мен сантехникалық тораптардың қабатаралық аражабындардың қорғанысы кезінде; жазық және жазық және ықшам шатыр жабынқышын қондыру кезінде; функционалдық шатыр жабындысын қолдануда; іріпанелді құрылыста ..... герметизациялау және бітеу үшін, ғимараттарда құбыржол жүргізу кезінде, тесік саңылауларды бітеп тастау үшін және т.б. жағдайларда гидроизоляциялық материалдар (ГИМ) талап етіледі. Гидроизоляция қорғанып отырған бетті судан қорғап қана қоймай, буизоляциясымен газизоляциясын жақсартады, конструкциялық материалдың коррозияға қарсыласу қабілетін жоғарлатады.
1. Монфред Ю.Б. Организация и планирование производства строительных конструкций. М.: Высшая школа, 2011 – 322 с.
2. Дикман Л.Г. Организация, планирование и управление строительным производством. Учебник для строительных вузов. М., Высшая школа2008
3. Технологический регламент на процесс производства цементно-песчаной черепицы БРААС. ТР – 41546053–1–1–2005
4. Технические условия на производство цементно-песчанной черепицы ТУ 5756 – 002 – 41546053 – 03 (взамен ТУ 5756 – 001 – 41546053 – 98)
5. Дикман Л.Г. Организация строительного производства / Учебник для строительных Вузов / – М.: Издательство АСВ, 2003. – 512 стр.
2. Дикман Л.Г. Организация, планирование и управление строительным производством. Учебник для строительных вузов. М., Высшая школа2008
3. Технологический регламент на процесс производства цементно-песчаной черепицы БРААС. ТР – 41546053–1–1–2005
4. Технические условия на производство цементно-песчанной черепицы ТУ 5756 – 002 – 41546053 – 03 (взамен ТУ 5756 – 001 – 41546053 – 98)
5. Дикман Л.Г. Организация строительного производства / Учебник для строительных Вузов / – М.: Издательство АСВ, 2003. – 512 стр.
КІРІСПЕ
Конструкциялық материалдардың ұзақ мерзімді жұмыс істеуі олардың толық эксплуатациялық жағдайына байланысты. Ғимараттарды салғанда немесе инженерлік құрастырмаларда материалға әсер ететін агрессивтік факторлардың бірі - су болып табылады. Су ол материалдың көбінесе беріктігінің азаюына, металдар мен бетондарда процестердің дамуына, ағаштың шіруіне, сызаттың пайда болуына және қабырғаның жарылуына, ыза тебуіне және де беткі сылақтың күйреуіне әкеп соғады. Сондықтан, егер конструкцияның ылғал ортамен ұзақ және жиі қайталанатын қатынасы болса онда конструкцияның гидроизоляциялық қорғанысын ескеру қажет. Судың тез жоюлуы және оның енуінен сақтануда, сонымен қатар басқа да шаралар қолданылады, мысалға конструкция бетін сылау және бояу кезінде, бұйымға белгілі бір қалып пен түр бергенде, материалдың беріктілігі мен тығыздығының жоғарылауы кезінде және т.б. ең тиімдісі арнайы гидроизоляциялық материалдарды қолдану болып табылады.
Судың әсерінен жерасты құрылымдардың (қазаншұңқұрлар, іргетастар, үйінді астындағы құбырлар, жинағыштар, тоннелдер, ор ақпарлары және т.б.) сыртқы және ішкі қорғанысы үшін; грунттық су әсерінен; бөгендер, су қоймаларды, бассейндерді изоляциялау кезінде; көпір қорғанысы үшін (конструкциялық жолдың бөлігі,тірек және т.б. ); гидротехникалық құрылыста нығайту қаптамаларда экрандық қарсыфильтрациялық қондырғылар үшін; иррагациялық құрылыста каналдардың түбімен құламаларын изоляциялау үшін; бос тау жыныстарымен кеуектерді негізге толтыру үшін; өндірістік орындар мен сантехникалық тораптардың қабатаралық аражабындардың қорғанысы кезінде; жазық және жазық және ықшам шатыр жабынқышын қондыру кезінде; функционалдық шатыр жабындысын қолдануда; іріпанелді құрылыста ... . герметизациялау және бітеу үшін, ғимараттарда құбыржол жүргізу кезінде, тесік саңылауларды бітеп тастау үшін және т.б. жағдайларда гидроизоляциялық материалдар (ГИМ) талап етіледі. Гидроизоляция қорғанып отырған бетті судан қорғап қана қоймай, буизоляциясымен газизоляциясын жақсартады, конструкциялық материалдың коррозияға қарсыласу қабілетін жоғарлатады.
Қарапайым бетонда болатын ақаулар мен кеуектер оның беріктігі және агрессивті әсерлерге төзімділігін төмендетеді. Бетонның агрессивті ортаға ашық болмауы үшін, оның кеуектері мен капиллярларын басқа заттармен сіңдірген кезде, бұл оның қасиеттерін жақсартады. Берілген технология кеуекті материалдардық қасиеттерін түрлендіру бұрыннан белгілі. Сіңдіргіш ретінде битум, шайыр және және өзге де арнайым құрамдар қолданылған. Алайда бетон беріктігі айтарлықтай жақсарған жоқ, себебі сіңдіргіштің аз тереңдігінде және сіңдірілетін композиттің аз беріктігінде. Қазіргі кезде бетонның қаситетерін өзгертетін құрамдар ойлап табылған. Бұл ретте дайын бетон және темірбетон бұйымдарын арнайы өңдеуден өткізеді.
1 Бетонполимер - жалпы анықтамасы
Қарапайым бетондардың елеулі кемшіліктеріне кеуектердің тармақталған желісінің болуы, капилярлардың, темірбетон бұйымдарын қалыптау және олардың қатаюы кезінде және эксплуатациялау процессінде әртүрлі микро ақаулардың пайда болуы жатады. Ақаулар мен қуыстар бетонның беріктігін, оған қоса оның ұзақ мерзімділігі мен агрессивті ортаға тұрақтылығы төмендейді. Бетонның қасиеттерін өзгертуге болады, егер қуыстар мен капилярларды басқа бір затпен толтырған жағдайда. Бұл үшін темірбетон конструкциялары арнайы өңдеуге ұшырайды, яғни ол бұйымдарды кептіру, ваккумдау, арнайы қоспаны сіңдіру және егер сіңдіретін заттар мономер болған жағдайда полимеризация процессі жүреді.
Егер бетонның ішіне қарай судың және агрессивті сұйықтардың және газдардың енуінің болдырмау мақсатында петролатум, сұйылтылған шайырлар және битумдар, модификацияланған синтетикалық шайырлармен сіңдіреледі.
Сіңдірудің тереңдігі көбінесе сіңдірілетін құрамның тұтқырлығына байланысты. Битум немесе петролатум сияқты тұтқыр заттармен бетонды 1-3 см тереңдікте сіңдіріледі. Сұйық мономер, стирол немесе метилметакриллат сияқты заттар аз уақыттың 10-20см тереңдікте сіңдіріледі, сіңдіру неғұрлым тереңірек болған сайын, соғұрлым оның орындалуына көп уақыт керек.
Бетонды сіңдіретін мономер мөлшері және сапасы бетонның кеуектілігіне байланысты. Тығыз бетонды толығымен сіңдіру үшін массасы бойынша 2-5% мономер керек, қарапайым бетонға қарағанда ерітіндіге 30-70% мономер керек, ал жеңіл тығыз бетондар 30-60% мономер сіңдіре алады.
Сұйық мономер қолданған жағдайда оны тікелей бетонның өзінде полимеризация процессін жүргізу қажет. Полемеризация термокатилитикалық жіне радиациялық әдіспен іске асырылады. Термокаталиткалық әдіс негізінде мономерді сіңдіруге қолданар алдында оған арнайы қосымшалар енгізіледі, олар полимеразауия инициторлары болып табылады. Бетонды сіңдіруден өткізгенннен кейін оны полимеризациялау үшін оған арнайы инициаторлар қосады. Бетонды сіңіруден өткізгеннен кейін оны 100-1200 С темперадура қыздырады және бірнеше сағаттан сұйық мономер қатты полимерге айналып, бетонның ақаулары мен барлық кеуектерін толтырады және желімдейді. Полимеризацияны радиациялық өңдеу кезінде қалыпты температурада өтеді.
Өңдеу нәтижесінде егер бетонды кейінгі полимеризация процессінде тұтқыр құрамдылармен сіңдіру, мысалы битум бетонның ұзақмерзімділігінің артуына немесе өткізбегіштігіне жетеді, егер де бетонды мономермен сіңдірген жағдайда онда оның қасиеттері қарапайым бетонмен салыстырғанда әлдеқайда жоғары болады. Бұндай материалдар бетонполимер атауына ие болды. Бетонполимер қасиеттері бетонның және полимерлердің қаситтеріне және оларды өңдеу технологиясына байланысты. Сіңдіруге арналған полимердің беріктігі және бетонполимердегі мөлшері неғұрлым жоғары болған сайын және соғұрлым бетонполимердің жоғары болады.
1.1 Бетонполимер ерекшілігі, артықшылығы және кемшілігі
Бетонның сіңдірілетін технологияларының бір ерекшіліктері бар, себебі әр-түрлі полимерлер мен құрамдармен сіңдірілген материал - бетонполимер деп аталады.
Полимер материалдардың кемшілігі олардың қымбыттылығы, тозуға икем және жылжымалығы екені белгелі. Бұл олардың негізінде көтергіш элементтерді жасау қиынға соқтырады. Сондықтан бетонполимерлер көптеген полимер материалдардың орнына пайдалану тиімді болып саналады:
oo Бетонды өте аз полимермен сіңдірген жағдайда оның беріктігі мен басқа да қасиеттері лезде көтеріледі;
oo Бетонполимер айтарлықтай жылжығыштық көрсетпейді, себебі үшөлшемді полимерлі тор бетонның қатты қаңқасымен үйлесімді, сол соңғысы жүктеме астында аз деформативтігімен сипатталады;
oo Полимер материалдың ішінде орналасады және оны көптеген әсерлерден күн радиациясы, ауа оттегі және басқа да полимерлі факторлардан қорғап, оның ұзақ мерзімділігін айтарлықтай жақсартады;
Бетонполимерлердің ең үлкен кемшілігі олардың шектеулі жылутұрақтылығы.
Бетонполимерлердің негізгі массасы - бетон (90-92%). Ұялы бетондар үшін бұл масса 50-80% құрайды.
Таңдау жағдайында мына шарттарды ескеру керек:
oo Бетонполимер бұйымдарынынң өндіріс тұрғысынан бетон технологиясы;
oo Бетонполимер құрылымының соңғы қасиеттерін ерекше қасиеті.
Кейбір жағдайларда бетон және темірбетон бұйымдарының технологиясын қысқартуға болады. Мысалы, дірілдетусіз құйма технологиясын қолдану. Дағдылы жағдайларда қолдануға болмайтын материалдар мен бетондарды кеңінен қолдануға болады: бетонның құрамындағы көп мөлшерде кальций хлоридінің болуы, сілтіге төзімсіз талшықтармен дисперсті арматуралануы, оның мономермен қанықтырылған кезінде және әрмен полимеризациялануы оның көптеген ақауларын алдын-алуы, оның құрылымы тұрақталады, көптеген зиянды әсерлерге тұрақтылығы артады. Бағытталған бетонның кеуектілігі әдетте бетонның көп қасиетіне кері әсерін жиі тигізеді, оған қоса ұзақмерзімділігіне. Бірақ ол полимермен қанықтыру кезінде әлдеқайда қажет болуы мүмкін.
Қарапайым бетондарда ең тиімсіз байланысы цемент тасы болып табылады, себебі оның кеуектері және ақаулары. Қанықтыру кезінде ең алдымен цемент тасының құрылымның және толтырғашпен байланысу зонасының тығыздалуы жүреді. Нәтижесінде материалдың тығыздығы, өткізбегіштігі және басқа да қасиеттері артады. Егер қарапайым аыр бетонда толтырғыштың ррөлі қосымша болса, онда бетонполимерлерде ол артады: дәл сол толтырғыштың әсерінен бетополимерлердің бұзылуы жүреді.
Айта кететіні дұрыс, полимербетон және бетон полимер екуі мүлдем басқа материалдар. Полимер бетон - құрамында түйіршіктілігі жоғары толтырғыш, ірі және ұсақ толтырғыштар, бутүзгіштер, илемдегіштер, еріткіштер және қатырғыштар бар, синтетикалық полимер (әдетте термореактивті шайыр) байланыстырғыш қызметін атқаратын бетон.
Бетонополимер бейорганикалық байланыстырғыштан портландцементті арнайы қоспалармен сіңіртіп алады. Бетонда полимеризацияланатын, сіңіретін қоспаларға битум, битумдыполмерлі компоненттер, полимерлер - (эпоксидтті және полиэфирлі) сүйық мономерлер - (стирол, метилмета - крилат, винилацетат) жатады. Бетонның кеуектілігі өскен сайын арнайы қоспалардың шығыны - тығыз бетон үшін массаға байланысты 6 %, ерітіндіге байланысты 9 %, өседі. Көбінесе гидроизоляциялық қабат тұзу үшін бетон қоспаны тек қана 4 ... .5мм қалыңдыққа дейін сіңіруі жеткілікті.
Бетоднполимерді жасағанда міндетті түрде өнім кептіріліп, камерада вакуумделуі тиіс, егер бетон мономерлермен сіңірілсе, өнім камерада термиялық өңдеуден өті, суытылуы қажет.
Қазіргі кезде бетонның қасиеттерін полимерлер арқылы жақсартудың көптеген жолдары бар:
oo Бетон қоспасына аздаған полимерлі қоспаларды қосу (цементті-полимерлі бетон, қоспа ретінде суперпластификаторлар)
oo Полимерлі байланыстырғыш қолдану (полимербетон)
oo Бетонды полимерлі талшықтармен армирлеу
oo Бетонда жеңіл полимерлі толтырғыштар қолдану немесе полимерлермен түрлендірілген толтырғыштар,
oo Бетонға полимерлі миктолтырғыштар қосу арқылы;
Әрбір бағыттың өзінің артықшылықтары мен рационалды қолданылатын аумағы бар.
Ең көп қолданыс тапқандар олар меломинді шайыр, нафталисульфатқышқылдар және лигносульфаттар негізіндегі суперпластификаторлар суперпластификаторлар.
1.2 Бетонполимерлер классификациясы
Жақсы байлатан бетон қасиеттерінің бірі, оны арнайы құрамдағы қанықтырғыштармен сіңдіру, негізінде бұл жаңа материалдарға жатады және де белгілі бір рационалды қолдану аумағы бар, өз технологиясымен, құрамымен, есептеу әдістерімен ерекшеленетінжаңа материал. Бетон және темірбетон бұйымдарын өңдеуге кептіру, арнай құрамдармен қанықтыру және көбінесе термокристалды әдіспен полимеризациялау, кейде радияциялы әдіспен.
oo Ауыр бетонполимерлер - ауыр бетон негізінде алады, орташа тығыздығы1800 кгм3 жоғары;
oo Жеңіл бетонполимерлер - әртүрлі жеңіл бетон түрлері негізінде алады, 1800 кгм3 кем.
Қанықтырғыш материалдың түріне байланысты бетонполимерлер:
1) жасанды шыны тәрізді заттар негізіндегі бетонополимерлер (стирол, метилметакрилат және т.б.)
2) тұтқыр органикалық байланыстырғыш негізіндегі бетонполимерлер битум, парафин және т.б.;
3) күкіртпен қанықтырылған бетонполимерлер;
4)сұйық шынымен және басқа да арнайы құрамдармен қанықтырылған бетонполимерлер (күкірт және сұйық шыныны полимерлі материалдарға жатқызуға болмадйы).
Алайда күкірт және сұйық шыныны полимерлі материалдарға жатқызуға болмайды, бірақ қанықтырлыған бетондардың өзінің белгілі бір алған қасиеттеріне байланысты, белгілі бір қанықтырғыш материалдың қасиетіне тәуелсіз, себебі барлығын бір материал бетонполимер байланыстырады.
Полимеризация сипаттмасына байланысты бетонполимерлер келесі түрге бөлінеді:
oo термокаталистикалы
oo радиациялы полимеризация.
Бетондағы кеуектердің толтырылу дәрежесіне байланысты бетонполимер:
oo барлық көлем бойынша толық сіңірілген бетонополимерлер (сіңдірілу тереңдігі 20см);
oo зоналы өңделген бетонполимер (жеке зоналары мен беткі қабатын өңдейді, сіңдірілуі тереңдігі 2см дейін). Бұл жағдайда мономердің аздаған шығынында (1,5-3 кгм3 беті бойынша) бұйымдардың және конструкциялардың, темірбетон және монолитті бетонның аязға төзімділігі, каррозияға тұрақтылығы және басқа да қасиеттері (1,5- 2 есе) айтарлықтай көтеріледі;
бетонполимерлерге деген үлкен қызығушылық оларды арнайы полимерлермен қанықтырып өңдеуден өткізгеннен кейін бетонның беріктігі біршама көтеріледі, ұзақмерзімділігі лезде жоғарылайды және агрессивті ортадағы бірнеше қатарының әртүрлі әсеріне тұрақты болады, бір сөзбен бетонполимер қасиеттері қарапайым бетонның қасиеттерімен салыстырғанда біршама жоғары болады.
Расында қанықтырылатын бетон құрамын құрамын , қанықтырғыш материалдың және технологиясын өзгерте отырып, құрылыс бұйымдары мен конструкцияларныа қажетті әртүрлі қасиеттегі бетонполимер алуға болады. Атап айтқанда ұзақмерзімді жеңіл бетонполимерлер және электротехникалық бетондар және басқа да ерекше материалдар алуға болады. Жоғары беріктікті және ұзақмерзімділігі жоғары бетон, оған қоса басқа да қасиеттері жақсартылған бетондар жаңа жоғары ұзақмерзімді материалдар перспективалардың пайда болуына бірден бір септігін тигізеді.
Бетонда полимерлердің қолдану тиімділігін арттыру мақсатында беткі немесе зоналы қанықтырғыштарға аса көп көңіл бөлінеді (1.5-3кгм2 бетоннан).
Бетон полимерлер полимерлі материалдарды пайдаланудың ең тиімді жолы болып табылады, олардың қазіргі кездегі құны жоғары.Тозуы мен сіңіруге бейімділігі, бұл жүктеме элементтерін шығаруды қиындатады, ал кейбір жағдайларда атмосфералық факторлардың әсерінен жедел тозуы да байқалады.
Бетонды өте аз мөлшерде сіңдіру кезінде бетонның беріктігі мен басқа да қасиеттерінің күрт өсуіне қол жеткізуге болады: мысалы, 1 м3 бетонға 1 кг полимер 10 МПа (яғни 1 кг полимер шамамен 10 кг цементті ауыстырады). Осылайша, төмен полимерлік шығындарда үлкен техникалық әсерге қол жеткізуге болады.
Бетон полимерлер іс жүзінде айтарлықтай жылжығыштық қасиетке ие емес, өйткені полимер торы жүктелу кезінде кішкене деформаттылыққа ие қатаң қаңқамен біріктіріледі. Бетон полимерлерде полимер материалдың ішінде орналасқан, ол күн сәулесінің әсерінен, ауа оттегімен және басқа атмосфералық факторлардан жеткілікті қорғалған, бұл оның ұзақмерзімділігіне ықпал етеді.
Бетон полимерлерден жасалған бұйымдар мен конструкциялардың белгілі бір артықшылығы оларды сіңіру және дәнекерлеу мүмкіндігін жоғарыылығы. Бұл құрылыстың тиімді құрылымын жасау үшін жиынтық жинақты пайдалануға мүмкіндік береді. Асбестцементке негізделген және басқа да ұсақ түйіршіктерге негізделген кейбір арнайыбетонполимерлерді қайта өңдеуге болады, бұл кейбір арнайы қосымшалар үшін маңызды.
Бетон полимерлердің кемшіліктері олардың шектеулі термиялық тұрақтылығы. Ыстыққа төзімді полимерлерді пайдалану бетон полимерінің жылу тұрақтылығын біршама көбеютуі мүмкін, бірақ бұл материалдар жылуға төзімділігі арнайы талаптарға ие емес конструкциялар үшін қолданылуы керек.
Бетонның ыстыққа төзімді композицияларға, мысалы, сұйық металдарға немесе басқа жоғары температуралық балқытуға сіңдіруі ыстыққа төзімді материалдарды алуды қамтамасыз етеді.
1.3 Бетон - негізгі компонент ретінде
Бетон бетонполимердің массасынан 90-97% құрайды, және тек қана кеуекті бетондарды қолданған жағдайларда, толық қанықтыру экономикалық тұрғыдан орынсыз, бетонның қатысты массасы 50-80% дейін төмендейді.
Бетонполимер үшін бетон екі жағдайды ескере кету керек: бетонполимер өндірісі тұрғысынан бетоннның технологиялығы және екіншіден жаңа композициялық материалдың- бетонполимердің соңғы қасиеттерін анықтайтын бетон құрылымың ерекшіліктері. Қанықтыруды бетонның барлық түрі бойынша жүргізуге болады, алайда кез-келген бетон түрі әртүрлі өңдеуді талап етеді. Мономермен сіңдіріп, кейіннен полимеризация процессінен бетонның барлық ақаулары полимермен желімденеді және онфң құрылымы біркелкіленіп және қарапайым бетонның беріктігіне және ұзақмерзімділігіне кері әсерін тигізетін жағдайларға қарсы тұратындай тұрақталады және материалдың барлық қасиеттерінің талаптарына сәйкес.
1м3 бетон құрамын жобалау
Бастапқы мәліметтер:
oo талап етілетін бетон маркасы М300, Rб=30 МПа; бетон классы В-22,5, аязға төзімділігі-F200, су сіңіргіштігі-W6;
oo конустың шөгуі - 4 см; П1 (сирек орналасқан арматурасы бар, массивті арматураланбаған)
oo модуль крупности песка, Мк=2,3;
oo қиыршық тастың ең үлкен ірілігі, Дмах=20мм;
oo Құмның шынайы тығыздығы ρип=2600 кгм3;
oo Гранитті қиыршық тастың шынайы тығыздығы ρищ=2700 кгм3;
oo құмның төгілмелі тығыздығы ρнп=1450кгм3;
oo Граниті қиыршық тастың төгілмелі тығыздығы ρнщ=1400 кгм3;
oo ρц - цемент активтілігі М400: Rц=40 МПа;
oo ρн - цементтің төгілмелі тығыздығы: ρн[ц] =1,15 кгм[3];
oo ρи - цементтің шынайы тығыздығы: ρи[ц] =3,1 кгм[3];
oo пигмент: Темір оксиді ТУ МХП (қызыл түс) -2% (цемент массасынан)
oo қоспа ОП-7 - құрғақ қоспа цемент массасынан 3%
Қиыршық тастың қуыстылығы мына формуламен анықталады 2.
Vп= 1- ρн[щ] ρ[щ] , (2)
Vп= 1-(14002700)=0,48
СЦ мына формуламен анықталады (3,4).
Rб=А·Rц·( СЦ - 0,5), В=30 үшін (3)
Rб=А·Rц·( СЦ + 0,5), В=30 (4)
мұндағы А- толтырғыштың қасиетін анықтайтын формула, А=0,6(бетон толтырғышының сапалық көрсеткіші орташа);
Rц - цемент активтілігі, МПа;
Rб - талап етілетін бетон қаттылығы, МПа.
Егер бетон маркасы цемент маркасынан аз немесе тең болса, есептеу мынада формула бойынша жүргізіледі.(3)
Егер бетон маркасы цемент маркасынан көп болса, есептеу (4) формуламен анықталады.
СЦ қатынасы 4 формуламен анықталады.
СЦ = A*Rц(Rб + 0,5 A Rц), (4)
СЦ=0,6*40(30+0,5*0,6*40)=2442=0, 6
Су шығыны 5[2] кестемен анықталады:
Конустың түсуі, ОК, см
Қаттылық көрсеткіштері, с
Неғұрлым іріліктгеі 1м3 бетонға кететін судың мөлшері,кг
Қиыршық тас, мм
10
20
40
-
40...50
160
150
135
-
25...30
170
160
145
-
15...20
175
165
155
-
10...15
185
175
170
2...4
200
190
180
5...8
210
200
185
С=190 л.
Цемент шығыны 5 формуламен есептеледі.
Ц=В(СЦ), л. (5)
Ц=1900,6=316кгм[3].
Қиыршық тас (6) формуламен анықталады.
Т=1000[(Vп·Кр) ρнщ +1 ρищ] , кг. (6)
мұндағы Кр - Қиыршық тастың жылшығыштық коэфиценті
1-Кесте- Ірі толтырғыштардың жылжу коэфиценті
1 м3 бетон араласпасына кететін цемент шығыны
СЦ
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
250
-
-
-
1,26
1,32
1,38
300
-
-
1,30
1,36
1,42
-
350
-
1,32
1,38
1,44
-
-
400
1,31
1,40
1,46
-
-
-
500
1,44
1,52
1,56
-
-
-
550
1,52
1,56
-
-
-
-
Интерполяция бойынша Кр=1,3856
Т=1000[(0,48·1,3856)1,4+12,7] = 1190 кг.
Құм шығыны (7) формуламен анықталады.
Қ=[1000 - (Ц ρи[ц] +С+Щ ρи[щ])]· ρи[п], кг. (7)
Қ=[1000 - (3163,1+190+11902,7)]·2,6=694кг.
Осы мәліметтерге сәйкес бетон құрамын құрғақ қоспамен бірге есептеу:
мономер цемент массасының 3%. Құрғақ қоспаның мөлшерін мына формуламен анықтайды:
Ққұрғақ = 3%*Ц,
Қ = 0.03*316= 9,48
Қоспа судың мөшерін 15% төмендетеді, сондықтан судың мөлшері:
С = 190 - 190*0,15 = 161,5
C\Ц қатынасы өзгермейді, осыдан цемент мөлшері:
Ц =316*0,6 = 190
Толтырғыштың жылжу коэфиценті өзгермейді:
Т=1000[(0,48·1,4)1,3826+12,7]= 1190 кг.
Құмның мөлшерін анықтаймыз:
Қ=[1000 - (3163,1+190+11902,7)]·2,6=694кг.
30 % цемент массасы бойынша мономер: 190·30%=57кг
1.4 Қанықтыруға арналған материалдар
Бетонға әр түрлі сіңдіретін материал қолданылады. Бетонды сұйық материалдармен өңдеу кезінде сіңдіру тереңдігі олардың тұтқырлығына байланысты, сіңдіргіш материалдардың тұтқырлығы неғұрлым жоғары болған сайын, соғұрлым оның басқа да бірдей жағдайларда және бетонға біршама тереңдікте сіңеді.
Кейінгі ұстап тұру, суыту және қыздыру (қолданылатын сіңдіретілетін құрамына тәуелсіз) бетонның капилярларына және кеуектеріне сіңдірілетін материал қоюланып және қату керек, себебі бетонның құрылымы мен өзара байланысуы және бетоннан булануы мен ағуының алдын алуын жақсартады. Қатайту кезінде сіңдірелетін материал әр түрлі қаситеқе ие болады. Бірінші материал беріктігі 80 МПа және одан да жоғары, басқалары орташа беріктіктер, ал үшінісі өте төмен беріктікте болады (0,2-1 МПа). Бірініші материалдардың негізінде жоғары беріктікті бетонполимерлер алынады. Әлсіз материалдарды бетонды консервациялау үшін керек, яғни оның өткізбегіштігін, ұзақ мерзімділігін және каррозиялық төзімдігін арттыру үшін бетіне сіңдіреді.
Сіңдіргіш материалдардың табиғатына байланысты органикалық және бейорганикалық болып бөлінеді. Бейорганикалық материалдарға күкірт, сұйық шыны және басқа да арнайы еріткіштер жатады.
Органикалық заттарға бетон мен бірге құрылыс материалдарын түрлендіретін модификаторлардың негізінде мономер және полимерлер, әр түрлі эмульсиялар, шайырлар, битум, гудрон, кейбір жоғары молекулалы көмірсутектер мен спирттер және әртүрлі ұйқастырылатын еріткіштер.
Жолдық жабындарды жақсарту үшін құрамында каучук бар битумды композициялар (пат. Голландия №144645 от 16.07.75 г.; пат. Япония № 17317 и 4581306), поливиниластиролмен льонды май (пат. США № 3912669), этилды мономердегі гудрон және изнициат, полиэфирмен қаныққан ерітінділер және битум эпоксидті құрамдар( пат. Франция №1498617).
Арнайы кеуекті бетондарды өңдеу үшін фурилды және фурилды спирттер, жоғары молекулалы карболды қышқалды көмірсутекті араласпалар, және де кремнийорганикалық сұйықтар.
Бетонды бұйымдарды тікелей полимерлермен (сополимер), поливинилбутераль, полиэтилен, хлорсульфироватты полиэтилен, полипропилен қоспасында каучукпен бірге, поливинилацетет және поливинилхлорид, полиизиционаттар, полиметакрилатполиглицидина, полиметилметакрилат және т.б. түрлендіреді. Метилакрилат және акрил мономер негізінде сополимерлер қолданылады.
Метилакриллатпен бірге қоса стирол және оның негізіндегі материалдар кең таралған. Стирол метилакриллаттан екі есе арзан және көп көлемде жүргізіледі. Оның кемшілігі - полимеризация кезіндегі өте үлкен температура, соңғы кездері оны бұл процесстерде өңдеу үшін арнайы компоненттермен араластырылып жасалады.
Қатайтқыштар ретінде органикалық байланыстырғыш пайдаланады бірқатар отверждающих агенттердің қойылатын негізгі талап олар қамтамасыз ету болып табылады жоғары физика-механикалық қасиеттерін дайын өнімдерді салыстырмалы қысқа уақыт полимерлеу.
Акрилді және метаакрилді мономерлердің тізбегін жоғары температуралы каталитикалық полимеризациялау әртүрлі органикалық тотықтармен жүзеге асырылады, олардың ішінде кеңінен қолданыс тапқандар: лаурил, бензол, порофор тотықтары. Алайда өздігінен қатаятын бетонполимерлер үшін полимеризхация инициирлеуші қоспалар арқылы суық тоңазтқыштарда органикалық инициаторлармен (үшінші реттік амин тотықтары, мысалы диметиланилин) көп қолданыста. Ең жоғарғы нәтижелерді порофор+гипериз және ПБ+ДМА.
2 Бетонполимер технологиясы
2.1 Құрама темірбетон элементтерін сіңдіру әдісімен гидроизояциялау
Ашық ванналарда сіңдіру. Бұндай сіңдіру атсомфералық қысымда өте қарапайым - органикалық сұйықтар бетонның кеуектріне тек қана капилярлардың күштері әсерінен ғана жүреді. Осының нәтижесінде екі физико-механикалық процесстердің үйлесуі жүреді: сіңдірілетін сұйықтықтардың ең беткі-активті компоненттерінің екі өлшемді миграциясы және капилярлы күштер әсерінен бетонның кеуектрі бойымен тұтқыр ағуы.
Өз кезегінде академик П.А. Ребиндер сіңдірелетін сұйықтықтардың бастапқы қозғалысының адсорбциялық табиғаты дәлелденген болатын. Кейінгі зерттеулер бойынша бетонды битуммен сіңдіру кезінде адсорбция битумның ең беткі-активті заттарын таңдай - асфалтендер, яғни екі өлшемді миграциясы нәтижесінде битумды бірнеше рет озып өтеді, ол бетонның капилярларын толтырып, адсорбциялық сулану зонасын құрып, ол жерде асфальтендердің мөлшері, қарапайым көлемді битумға қарағанда 5 -- 6 % жоғары. Бұл өте маңызды, себебі бетонның беткі қабатында гидрофобизация түзіп, және оның капилярларын битуммен сулап, капилярлы тартылыс қысымын пайда болуына әкеліп соқтырады.
Ойыс шеміршектің әсерінен пайда болатын капилярлы қысым және кеуек-капилярға сіңетін сұйықтықтар Пуазейль заңы бойынша көрсетуге болады:
, (8)
мұндағы σ -- сұйықтықтың сыртқы тартылысы;
θ -- бетонның кеуектерінің шеткі суландыру бұрышы;
Онда lпр сіңдіру тереңдігі уақыт байланысты t формуласын былай көрсетуге болады:
(9)
Мұндағы η - сіңдірілетін сұйықтық тұтқырлығы;
R - капилярдағы кеуектердің радиусы;
а-ашық ванналарды сіңдіру; б - автоклавта қысыммен сіңдіру; 1- кірпішті БН 9030 битуммен сіңдіру; 2 - сол сияқты, тас-көмірлі пекпен; 3 - гипсті сіңдіру БН 9030, 4 - борды сұйық битуммен сіңдіру ( с=40%); 5 - сол сияқты парафинмен; 6 - сол сияқты, тас-көмірлі пекпен; 7 - бетонды сіңдіру БН5; 8 - сол сияқты озокритпен; 9 - сол сияқты петролатуммен; 10 - сол сияқты сұйық битуммен; 11 - сол сияқты эпоксидті-метилметакрилатты компаундпен; 12 - сол сияқты жұмсақ БН 180130, 13 - таскөмірлі пекпен; 14 - сол сияқты БН 13080 битуммен; 15 - БН 9030, 16 - эпоксидно-стиролды компаундом; 17 - асбестцементті эпоксидті компаундпен; 18- кеуекті бетонды БНД 4060 битуммен сіңдіру; 19 - сол сияқты бірақ маркасы 300 тығыз бетон.
Сурет 1 - ұялы бетондарды органикалық байланыстырғыштармен сіңдіру кинетикасы (Н.С.Покровский және Е.П.Федотова тәжірбиелері бойынша)
Сіңдірілетін сұйықтықтың жылдамдығы аз және ол оның тұтқырлығына байланысты, осыған сәйкес 2 - кестеде жылдамдықтың уақытқа тәуелділігі квадраттық парабола бойынша аппроксимирленген. Майдакеуекті бетонды сіңдіру өте баяу жүреді, сондықтан оның технологиясы сіңдірту температурасын жоғарлату арқылы іске асады, себебі қосымша қысымды түсіру үшін.
Кесте ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Конструкциялық материалдардың ұзақ мерзімді жұмыс істеуі олардың толық эксплуатациялық жағдайына байланысты. Ғимараттарды салғанда немесе инженерлік құрастырмаларда материалға әсер ететін агрессивтік факторлардың бірі - су болып табылады. Су ол материалдың көбінесе беріктігінің азаюына, металдар мен бетондарда процестердің дамуына, ағаштың шіруіне, сызаттың пайда болуына және қабырғаның жарылуына, ыза тебуіне және де беткі сылақтың күйреуіне әкеп соғады. Сондықтан, егер конструкцияның ылғал ортамен ұзақ және жиі қайталанатын қатынасы болса онда конструкцияның гидроизоляциялық қорғанысын ескеру қажет. Судың тез жоюлуы және оның енуінен сақтануда, сонымен қатар басқа да шаралар қолданылады, мысалға конструкция бетін сылау және бояу кезінде, бұйымға белгілі бір қалып пен түр бергенде, материалдың беріктілігі мен тығыздығының жоғарылауы кезінде және т.б. ең тиімдісі арнайы гидроизоляциялық материалдарды қолдану болып табылады.
Судың әсерінен жерасты құрылымдардың (қазаншұңқұрлар, іргетастар, үйінді астындағы құбырлар, жинағыштар, тоннелдер, ор ақпарлары және т.б.) сыртқы және ішкі қорғанысы үшін; грунттық су әсерінен; бөгендер, су қоймаларды, бассейндерді изоляциялау кезінде; көпір қорғанысы үшін (конструкциялық жолдың бөлігі,тірек және т.б. ); гидротехникалық құрылыста нығайту қаптамаларда экрандық қарсыфильтрациялық қондырғылар үшін; иррагациялық құрылыста каналдардың түбімен құламаларын изоляциялау үшін; бос тау жыныстарымен кеуектерді негізге толтыру үшін; өндірістік орындар мен сантехникалық тораптардың қабатаралық аражабындардың қорғанысы кезінде; жазық және жазық және ықшам шатыр жабынқышын қондыру кезінде; функционалдық шатыр жабындысын қолдануда; іріпанелді құрылыста ... . герметизациялау және бітеу үшін, ғимараттарда құбыржол жүргізу кезінде, тесік саңылауларды бітеп тастау үшін және т.б. жағдайларда гидроизоляциялық материалдар (ГИМ) талап етіледі. Гидроизоляция қорғанып отырған бетті судан қорғап қана қоймай, буизоляциясымен газизоляциясын жақсартады, конструкциялық материалдың коррозияға қарсыласу қабілетін жоғарлатады.
Қарапайым бетонда болатын ақаулар мен кеуектер оның беріктігі және агрессивті әсерлерге төзімділігін төмендетеді. Бетонның агрессивті ортаға ашық болмауы үшін, оның кеуектері мен капиллярларын басқа заттармен сіңдірген кезде, бұл оның қасиеттерін жақсартады. Берілген технология кеуекті материалдардық қасиеттерін түрлендіру бұрыннан белгілі. Сіңдіргіш ретінде битум, шайыр және және өзге де арнайым құрамдар қолданылған. Алайда бетон беріктігі айтарлықтай жақсарған жоқ, себебі сіңдіргіштің аз тереңдігінде және сіңдірілетін композиттің аз беріктігінде. Қазіргі кезде бетонның қаситетерін өзгертетін құрамдар ойлап табылған. Бұл ретте дайын бетон және темірбетон бұйымдарын арнайы өңдеуден өткізеді.
1 Бетонполимер - жалпы анықтамасы
Қарапайым бетондардың елеулі кемшіліктеріне кеуектердің тармақталған желісінің болуы, капилярлардың, темірбетон бұйымдарын қалыптау және олардың қатаюы кезінде және эксплуатациялау процессінде әртүрлі микро ақаулардың пайда болуы жатады. Ақаулар мен қуыстар бетонның беріктігін, оған қоса оның ұзақ мерзімділігі мен агрессивті ортаға тұрақтылығы төмендейді. Бетонның қасиеттерін өзгертуге болады, егер қуыстар мен капилярларды басқа бір затпен толтырған жағдайда. Бұл үшін темірбетон конструкциялары арнайы өңдеуге ұшырайды, яғни ол бұйымдарды кептіру, ваккумдау, арнайы қоспаны сіңдіру және егер сіңдіретін заттар мономер болған жағдайда полимеризация процессі жүреді.
Егер бетонның ішіне қарай судың және агрессивті сұйықтардың және газдардың енуінің болдырмау мақсатында петролатум, сұйылтылған шайырлар және битумдар, модификацияланған синтетикалық шайырлармен сіңдіреледі.
Сіңдірудің тереңдігі көбінесе сіңдірілетін құрамның тұтқырлығына байланысты. Битум немесе петролатум сияқты тұтқыр заттармен бетонды 1-3 см тереңдікте сіңдіріледі. Сұйық мономер, стирол немесе метилметакриллат сияқты заттар аз уақыттың 10-20см тереңдікте сіңдіріледі, сіңдіру неғұрлым тереңірек болған сайын, соғұрлым оның орындалуына көп уақыт керек.
Бетонды сіңдіретін мономер мөлшері және сапасы бетонның кеуектілігіне байланысты. Тығыз бетонды толығымен сіңдіру үшін массасы бойынша 2-5% мономер керек, қарапайым бетонға қарағанда ерітіндіге 30-70% мономер керек, ал жеңіл тығыз бетондар 30-60% мономер сіңдіре алады.
Сұйық мономер қолданған жағдайда оны тікелей бетонның өзінде полимеризация процессін жүргізу қажет. Полемеризация термокатилитикалық жіне радиациялық әдіспен іске асырылады. Термокаталиткалық әдіс негізінде мономерді сіңдіруге қолданар алдында оған арнайы қосымшалар енгізіледі, олар полимеразауия инициторлары болып табылады. Бетонды сіңдіруден өткізгенннен кейін оны полимеризациялау үшін оған арнайы инициаторлар қосады. Бетонды сіңіруден өткізгеннен кейін оны 100-1200 С темперадура қыздырады және бірнеше сағаттан сұйық мономер қатты полимерге айналып, бетонның ақаулары мен барлық кеуектерін толтырады және желімдейді. Полимеризацияны радиациялық өңдеу кезінде қалыпты температурада өтеді.
Өңдеу нәтижесінде егер бетонды кейінгі полимеризация процессінде тұтқыр құрамдылармен сіңдіру, мысалы битум бетонның ұзақмерзімділігінің артуына немесе өткізбегіштігіне жетеді, егер де бетонды мономермен сіңдірген жағдайда онда оның қасиеттері қарапайым бетонмен салыстырғанда әлдеқайда жоғары болады. Бұндай материалдар бетонполимер атауына ие болды. Бетонполимер қасиеттері бетонның және полимерлердің қаситтеріне және оларды өңдеу технологиясына байланысты. Сіңдіруге арналған полимердің беріктігі және бетонполимердегі мөлшері неғұрлым жоғары болған сайын және соғұрлым бетонполимердің жоғары болады.
1.1 Бетонполимер ерекшілігі, артықшылығы және кемшілігі
Бетонның сіңдірілетін технологияларының бір ерекшіліктері бар, себебі әр-түрлі полимерлер мен құрамдармен сіңдірілген материал - бетонполимер деп аталады.
Полимер материалдардың кемшілігі олардың қымбыттылығы, тозуға икем және жылжымалығы екені белгелі. Бұл олардың негізінде көтергіш элементтерді жасау қиынға соқтырады. Сондықтан бетонполимерлер көптеген полимер материалдардың орнына пайдалану тиімді болып саналады:
oo Бетонды өте аз полимермен сіңдірген жағдайда оның беріктігі мен басқа да қасиеттері лезде көтеріледі;
oo Бетонполимер айтарлықтай жылжығыштық көрсетпейді, себебі үшөлшемді полимерлі тор бетонның қатты қаңқасымен үйлесімді, сол соңғысы жүктеме астында аз деформативтігімен сипатталады;
oo Полимер материалдың ішінде орналасады және оны көптеген әсерлерден күн радиациясы, ауа оттегі және басқа да полимерлі факторлардан қорғап, оның ұзақ мерзімділігін айтарлықтай жақсартады;
Бетонполимерлердің ең үлкен кемшілігі олардың шектеулі жылутұрақтылығы.
Бетонполимерлердің негізгі массасы - бетон (90-92%). Ұялы бетондар үшін бұл масса 50-80% құрайды.
Таңдау жағдайында мына шарттарды ескеру керек:
oo Бетонполимер бұйымдарынынң өндіріс тұрғысынан бетон технологиясы;
oo Бетонполимер құрылымының соңғы қасиеттерін ерекше қасиеті.
Кейбір жағдайларда бетон және темірбетон бұйымдарының технологиясын қысқартуға болады. Мысалы, дірілдетусіз құйма технологиясын қолдану. Дағдылы жағдайларда қолдануға болмайтын материалдар мен бетондарды кеңінен қолдануға болады: бетонның құрамындағы көп мөлшерде кальций хлоридінің болуы, сілтіге төзімсіз талшықтармен дисперсті арматуралануы, оның мономермен қанықтырылған кезінде және әрмен полимеризациялануы оның көптеген ақауларын алдын-алуы, оның құрылымы тұрақталады, көптеген зиянды әсерлерге тұрақтылығы артады. Бағытталған бетонның кеуектілігі әдетте бетонның көп қасиетіне кері әсерін жиі тигізеді, оған қоса ұзақмерзімділігіне. Бірақ ол полимермен қанықтыру кезінде әлдеқайда қажет болуы мүмкін.
Қарапайым бетондарда ең тиімсіз байланысы цемент тасы болып табылады, себебі оның кеуектері және ақаулары. Қанықтыру кезінде ең алдымен цемент тасының құрылымның және толтырғашпен байланысу зонасының тығыздалуы жүреді. Нәтижесінде материалдың тығыздығы, өткізбегіштігі және басқа да қасиеттері артады. Егер қарапайым аыр бетонда толтырғыштың ррөлі қосымша болса, онда бетонполимерлерде ол артады: дәл сол толтырғыштың әсерінен бетополимерлердің бұзылуы жүреді.
Айта кететіні дұрыс, полимербетон және бетон полимер екуі мүлдем басқа материалдар. Полимер бетон - құрамында түйіршіктілігі жоғары толтырғыш, ірі және ұсақ толтырғыштар, бутүзгіштер, илемдегіштер, еріткіштер және қатырғыштар бар, синтетикалық полимер (әдетте термореактивті шайыр) байланыстырғыш қызметін атқаратын бетон.
Бетонополимер бейорганикалық байланыстырғыштан портландцементті арнайы қоспалармен сіңіртіп алады. Бетонда полимеризацияланатын, сіңіретін қоспаларға битум, битумдыполмерлі компоненттер, полимерлер - (эпоксидтті және полиэфирлі) сүйық мономерлер - (стирол, метилмета - крилат, винилацетат) жатады. Бетонның кеуектілігі өскен сайын арнайы қоспалардың шығыны - тығыз бетон үшін массаға байланысты 6 %, ерітіндіге байланысты 9 %, өседі. Көбінесе гидроизоляциялық қабат тұзу үшін бетон қоспаны тек қана 4 ... .5мм қалыңдыққа дейін сіңіруі жеткілікті.
Бетоднполимерді жасағанда міндетті түрде өнім кептіріліп, камерада вакуумделуі тиіс, егер бетон мономерлермен сіңірілсе, өнім камерада термиялық өңдеуден өті, суытылуы қажет.
Қазіргі кезде бетонның қасиеттерін полимерлер арқылы жақсартудың көптеген жолдары бар:
oo Бетон қоспасына аздаған полимерлі қоспаларды қосу (цементті-полимерлі бетон, қоспа ретінде суперпластификаторлар)
oo Полимерлі байланыстырғыш қолдану (полимербетон)
oo Бетонды полимерлі талшықтармен армирлеу
oo Бетонда жеңіл полимерлі толтырғыштар қолдану немесе полимерлермен түрлендірілген толтырғыштар,
oo Бетонға полимерлі миктолтырғыштар қосу арқылы;
Әрбір бағыттың өзінің артықшылықтары мен рационалды қолданылатын аумағы бар.
Ең көп қолданыс тапқандар олар меломинді шайыр, нафталисульфатқышқылдар және лигносульфаттар негізіндегі суперпластификаторлар суперпластификаторлар.
1.2 Бетонполимерлер классификациясы
Жақсы байлатан бетон қасиеттерінің бірі, оны арнайы құрамдағы қанықтырғыштармен сіңдіру, негізінде бұл жаңа материалдарға жатады және де белгілі бір рационалды қолдану аумағы бар, өз технологиясымен, құрамымен, есептеу әдістерімен ерекшеленетінжаңа материал. Бетон және темірбетон бұйымдарын өңдеуге кептіру, арнай құрамдармен қанықтыру және көбінесе термокристалды әдіспен полимеризациялау, кейде радияциялы әдіспен.
oo Ауыр бетонполимерлер - ауыр бетон негізінде алады, орташа тығыздығы1800 кгм3 жоғары;
oo Жеңіл бетонполимерлер - әртүрлі жеңіл бетон түрлері негізінде алады, 1800 кгм3 кем.
Қанықтырғыш материалдың түріне байланысты бетонполимерлер:
1) жасанды шыны тәрізді заттар негізіндегі бетонополимерлер (стирол, метилметакрилат және т.б.)
2) тұтқыр органикалық байланыстырғыш негізіндегі бетонполимерлер битум, парафин және т.б.;
3) күкіртпен қанықтырылған бетонполимерлер;
4)сұйық шынымен және басқа да арнайы құрамдармен қанықтырылған бетонполимерлер (күкірт және сұйық шыныны полимерлі материалдарға жатқызуға болмадйы).
Алайда күкірт және сұйық шыныны полимерлі материалдарға жатқызуға болмайды, бірақ қанықтырлыған бетондардың өзінің белгілі бір алған қасиеттеріне байланысты, белгілі бір қанықтырғыш материалдың қасиетіне тәуелсіз, себебі барлығын бір материал бетонполимер байланыстырады.
Полимеризация сипаттмасына байланысты бетонполимерлер келесі түрге бөлінеді:
oo термокаталистикалы
oo радиациялы полимеризация.
Бетондағы кеуектердің толтырылу дәрежесіне байланысты бетонполимер:
oo барлық көлем бойынша толық сіңірілген бетонополимерлер (сіңдірілу тереңдігі 20см);
oo зоналы өңделген бетонполимер (жеке зоналары мен беткі қабатын өңдейді, сіңдірілуі тереңдігі 2см дейін). Бұл жағдайда мономердің аздаған шығынында (1,5-3 кгм3 беті бойынша) бұйымдардың және конструкциялардың, темірбетон және монолитті бетонның аязға төзімділігі, каррозияға тұрақтылығы және басқа да қасиеттері (1,5- 2 есе) айтарлықтай көтеріледі;
бетонполимерлерге деген үлкен қызығушылық оларды арнайы полимерлермен қанықтырып өңдеуден өткізгеннен кейін бетонның беріктігі біршама көтеріледі, ұзақмерзімділігі лезде жоғарылайды және агрессивті ортадағы бірнеше қатарының әртүрлі әсеріне тұрақты болады, бір сөзбен бетонполимер қасиеттері қарапайым бетонның қасиеттерімен салыстырғанда біршама жоғары болады.
Расында қанықтырылатын бетон құрамын құрамын , қанықтырғыш материалдың және технологиясын өзгерте отырып, құрылыс бұйымдары мен конструкцияларныа қажетті әртүрлі қасиеттегі бетонполимер алуға болады. Атап айтқанда ұзақмерзімді жеңіл бетонполимерлер және электротехникалық бетондар және басқа да ерекше материалдар алуға болады. Жоғары беріктікті және ұзақмерзімділігі жоғары бетон, оған қоса басқа да қасиеттері жақсартылған бетондар жаңа жоғары ұзақмерзімді материалдар перспективалардың пайда болуына бірден бір септігін тигізеді.
Бетонда полимерлердің қолдану тиімділігін арттыру мақсатында беткі немесе зоналы қанықтырғыштарға аса көп көңіл бөлінеді (1.5-3кгм2 бетоннан).
Бетон полимерлер полимерлі материалдарды пайдаланудың ең тиімді жолы болып табылады, олардың қазіргі кездегі құны жоғары.Тозуы мен сіңіруге бейімділігі, бұл жүктеме элементтерін шығаруды қиындатады, ал кейбір жағдайларда атмосфералық факторлардың әсерінен жедел тозуы да байқалады.
Бетонды өте аз мөлшерде сіңдіру кезінде бетонның беріктігі мен басқа да қасиеттерінің күрт өсуіне қол жеткізуге болады: мысалы, 1 м3 бетонға 1 кг полимер 10 МПа (яғни 1 кг полимер шамамен 10 кг цементті ауыстырады). Осылайша, төмен полимерлік шығындарда үлкен техникалық әсерге қол жеткізуге болады.
Бетон полимерлер іс жүзінде айтарлықтай жылжығыштық қасиетке ие емес, өйткені полимер торы жүктелу кезінде кішкене деформаттылыққа ие қатаң қаңқамен біріктіріледі. Бетон полимерлерде полимер материалдың ішінде орналасқан, ол күн сәулесінің әсерінен, ауа оттегімен және басқа атмосфералық факторлардан жеткілікті қорғалған, бұл оның ұзақмерзімділігіне ықпал етеді.
Бетон полимерлерден жасалған бұйымдар мен конструкциялардың белгілі бір артықшылығы оларды сіңіру және дәнекерлеу мүмкіндігін жоғарыылығы. Бұл құрылыстың тиімді құрылымын жасау үшін жиынтық жинақты пайдалануға мүмкіндік береді. Асбестцементке негізделген және басқа да ұсақ түйіршіктерге негізделген кейбір арнайыбетонполимерлерді қайта өңдеуге болады, бұл кейбір арнайы қосымшалар үшін маңызды.
Бетон полимерлердің кемшіліктері олардың шектеулі термиялық тұрақтылығы. Ыстыққа төзімді полимерлерді пайдалану бетон полимерінің жылу тұрақтылығын біршама көбеютуі мүмкін, бірақ бұл материалдар жылуға төзімділігі арнайы талаптарға ие емес конструкциялар үшін қолданылуы керек.
Бетонның ыстыққа төзімді композицияларға, мысалы, сұйық металдарға немесе басқа жоғары температуралық балқытуға сіңдіруі ыстыққа төзімді материалдарды алуды қамтамасыз етеді.
1.3 Бетон - негізгі компонент ретінде
Бетон бетонполимердің массасынан 90-97% құрайды, және тек қана кеуекті бетондарды қолданған жағдайларда, толық қанықтыру экономикалық тұрғыдан орынсыз, бетонның қатысты массасы 50-80% дейін төмендейді.
Бетонполимер үшін бетон екі жағдайды ескере кету керек: бетонполимер өндірісі тұрғысынан бетоннның технологиялығы және екіншіден жаңа композициялық материалдың- бетонполимердің соңғы қасиеттерін анықтайтын бетон құрылымың ерекшіліктері. Қанықтыруды бетонның барлық түрі бойынша жүргізуге болады, алайда кез-келген бетон түрі әртүрлі өңдеуді талап етеді. Мономермен сіңдіріп, кейіннен полимеризация процессінен бетонның барлық ақаулары полимермен желімденеді және онфң құрылымы біркелкіленіп және қарапайым бетонның беріктігіне және ұзақмерзімділігіне кері әсерін тигізетін жағдайларға қарсы тұратындай тұрақталады және материалдың барлық қасиеттерінің талаптарына сәйкес.
1м3 бетон құрамын жобалау
Бастапқы мәліметтер:
oo талап етілетін бетон маркасы М300, Rб=30 МПа; бетон классы В-22,5, аязға төзімділігі-F200, су сіңіргіштігі-W6;
oo конустың шөгуі - 4 см; П1 (сирек орналасқан арматурасы бар, массивті арматураланбаған)
oo модуль крупности песка, Мк=2,3;
oo қиыршық тастың ең үлкен ірілігі, Дмах=20мм;
oo Құмның шынайы тығыздығы ρип=2600 кгм3;
oo Гранитті қиыршық тастың шынайы тығыздығы ρищ=2700 кгм3;
oo құмның төгілмелі тығыздығы ρнп=1450кгм3;
oo Граниті қиыршық тастың төгілмелі тығыздығы ρнщ=1400 кгм3;
oo ρц - цемент активтілігі М400: Rц=40 МПа;
oo ρн - цементтің төгілмелі тығыздығы: ρн[ц] =1,15 кгм[3];
oo ρи - цементтің шынайы тығыздығы: ρи[ц] =3,1 кгм[3];
oo пигмент: Темір оксиді ТУ МХП (қызыл түс) -2% (цемент массасынан)
oo қоспа ОП-7 - құрғақ қоспа цемент массасынан 3%
Қиыршық тастың қуыстылығы мына формуламен анықталады 2.
Vп= 1- ρн[щ] ρ[щ] , (2)
Vп= 1-(14002700)=0,48
СЦ мына формуламен анықталады (3,4).
Rб=А·Rц·( СЦ - 0,5), В=30 үшін (3)
Rб=А·Rц·( СЦ + 0,5), В=30 (4)
мұндағы А- толтырғыштың қасиетін анықтайтын формула, А=0,6(бетон толтырғышының сапалық көрсеткіші орташа);
Rц - цемент активтілігі, МПа;
Rб - талап етілетін бетон қаттылығы, МПа.
Егер бетон маркасы цемент маркасынан аз немесе тең болса, есептеу мынада формула бойынша жүргізіледі.(3)
Егер бетон маркасы цемент маркасынан көп болса, есептеу (4) формуламен анықталады.
СЦ қатынасы 4 формуламен анықталады.
СЦ = A*Rц(Rб + 0,5 A Rц), (4)
СЦ=0,6*40(30+0,5*0,6*40)=2442=0, 6
Су шығыны 5[2] кестемен анықталады:
Конустың түсуі, ОК, см
Қаттылық көрсеткіштері, с
Неғұрлым іріліктгеі 1м3 бетонға кететін судың мөлшері,кг
Қиыршық тас, мм
10
20
40
-
40...50
160
150
135
-
25...30
170
160
145
-
15...20
175
165
155
-
10...15
185
175
170
2...4
200
190
180
5...8
210
200
185
С=190 л.
Цемент шығыны 5 формуламен есептеледі.
Ц=В(СЦ), л. (5)
Ц=1900,6=316кгм[3].
Қиыршық тас (6) формуламен анықталады.
Т=1000[(Vп·Кр) ρнщ +1 ρищ] , кг. (6)
мұндағы Кр - Қиыршық тастың жылшығыштық коэфиценті
1-Кесте- Ірі толтырғыштардың жылжу коэфиценті
1 м3 бетон араласпасына кететін цемент шығыны
СЦ
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
250
-
-
-
1,26
1,32
1,38
300
-
-
1,30
1,36
1,42
-
350
-
1,32
1,38
1,44
-
-
400
1,31
1,40
1,46
-
-
-
500
1,44
1,52
1,56
-
-
-
550
1,52
1,56
-
-
-
-
Интерполяция бойынша Кр=1,3856
Т=1000[(0,48·1,3856)1,4+12,7] = 1190 кг.
Құм шығыны (7) формуламен анықталады.
Қ=[1000 - (Ц ρи[ц] +С+Щ ρи[щ])]· ρи[п], кг. (7)
Қ=[1000 - (3163,1+190+11902,7)]·2,6=694кг.
Осы мәліметтерге сәйкес бетон құрамын құрғақ қоспамен бірге есептеу:
мономер цемент массасының 3%. Құрғақ қоспаның мөлшерін мына формуламен анықтайды:
Ққұрғақ = 3%*Ц,
Қ = 0.03*316= 9,48
Қоспа судың мөшерін 15% төмендетеді, сондықтан судың мөлшері:
С = 190 - 190*0,15 = 161,5
C\Ц қатынасы өзгермейді, осыдан цемент мөлшері:
Ц =316*0,6 = 190
Толтырғыштың жылжу коэфиценті өзгермейді:
Т=1000[(0,48·1,4)1,3826+12,7]= 1190 кг.
Құмның мөлшерін анықтаймыз:
Қ=[1000 - (3163,1+190+11902,7)]·2,6=694кг.
30 % цемент массасы бойынша мономер: 190·30%=57кг
1.4 Қанықтыруға арналған материалдар
Бетонға әр түрлі сіңдіретін материал қолданылады. Бетонды сұйық материалдармен өңдеу кезінде сіңдіру тереңдігі олардың тұтқырлығына байланысты, сіңдіргіш материалдардың тұтқырлығы неғұрлым жоғары болған сайын, соғұрлым оның басқа да бірдей жағдайларда және бетонға біршама тереңдікте сіңеді.
Кейінгі ұстап тұру, суыту және қыздыру (қолданылатын сіңдіретілетін құрамына тәуелсіз) бетонның капилярларына және кеуектеріне сіңдірілетін материал қоюланып және қату керек, себебі бетонның құрылымы мен өзара байланысуы және бетоннан булануы мен ағуының алдын алуын жақсартады. Қатайту кезінде сіңдірелетін материал әр түрлі қаситеқе ие болады. Бірінші материал беріктігі 80 МПа және одан да жоғары, басқалары орташа беріктіктер, ал үшінісі өте төмен беріктікте болады (0,2-1 МПа). Бірініші материалдардың негізінде жоғары беріктікті бетонполимерлер алынады. Әлсіз материалдарды бетонды консервациялау үшін керек, яғни оның өткізбегіштігін, ұзақ мерзімділігін және каррозиялық төзімдігін арттыру үшін бетіне сіңдіреді.
Сіңдіргіш материалдардың табиғатына байланысты органикалық және бейорганикалық болып бөлінеді. Бейорганикалық материалдарға күкірт, сұйық шыны және басқа да арнайы еріткіштер жатады.
Органикалық заттарға бетон мен бірге құрылыс материалдарын түрлендіретін модификаторлардың негізінде мономер және полимерлер, әр түрлі эмульсиялар, шайырлар, битум, гудрон, кейбір жоғары молекулалы көмірсутектер мен спирттер және әртүрлі ұйқастырылатын еріткіштер.
Жолдық жабындарды жақсарту үшін құрамында каучук бар битумды композициялар (пат. Голландия №144645 от 16.07.75 г.; пат. Япония № 17317 и 4581306), поливиниластиролмен льонды май (пат. США № 3912669), этилды мономердегі гудрон және изнициат, полиэфирмен қаныққан ерітінділер және битум эпоксидті құрамдар( пат. Франция №1498617).
Арнайы кеуекті бетондарды өңдеу үшін фурилды және фурилды спирттер, жоғары молекулалы карболды қышқалды көмірсутекті араласпалар, және де кремнийорганикалық сұйықтар.
Бетонды бұйымдарды тікелей полимерлермен (сополимер), поливинилбутераль, полиэтилен, хлорсульфироватты полиэтилен, полипропилен қоспасында каучукпен бірге, поливинилацетет және поливинилхлорид, полиизиционаттар, полиметакрилатполиглицидина, полиметилметакрилат және т.б. түрлендіреді. Метилакрилат және акрил мономер негізінде сополимерлер қолданылады.
Метилакриллатпен бірге қоса стирол және оның негізіндегі материалдар кең таралған. Стирол метилакриллаттан екі есе арзан және көп көлемде жүргізіледі. Оның кемшілігі - полимеризация кезіндегі өте үлкен температура, соңғы кездері оны бұл процесстерде өңдеу үшін арнайы компоненттермен араластырылып жасалады.
Қатайтқыштар ретінде органикалық байланыстырғыш пайдаланады бірқатар отверждающих агенттердің қойылатын негізгі талап олар қамтамасыз ету болып табылады жоғары физика-механикалық қасиеттерін дайын өнімдерді салыстырмалы қысқа уақыт полимерлеу.
Акрилді және метаакрилді мономерлердің тізбегін жоғары температуралы каталитикалық полимеризациялау әртүрлі органикалық тотықтармен жүзеге асырылады, олардың ішінде кеңінен қолданыс тапқандар: лаурил, бензол, порофор тотықтары. Алайда өздігінен қатаятын бетонполимерлер үшін полимеризхация инициирлеуші қоспалар арқылы суық тоңазтқыштарда органикалық инициаторлармен (үшінші реттік амин тотықтары, мысалы диметиланилин) көп қолданыста. Ең жоғарғы нәтижелерді порофор+гипериз және ПБ+ДМА.
2 Бетонполимер технологиясы
2.1 Құрама темірбетон элементтерін сіңдіру әдісімен гидроизояциялау
Ашық ванналарда сіңдіру. Бұндай сіңдіру атсомфералық қысымда өте қарапайым - органикалық сұйықтар бетонның кеуектріне тек қана капилярлардың күштері әсерінен ғана жүреді. Осының нәтижесінде екі физико-механикалық процесстердің үйлесуі жүреді: сіңдірілетін сұйықтықтардың ең беткі-активті компоненттерінің екі өлшемді миграциясы және капилярлы күштер әсерінен бетонның кеуектрі бойымен тұтқыр ағуы.
Өз кезегінде академик П.А. Ребиндер сіңдірелетін сұйықтықтардың бастапқы қозғалысының адсорбциялық табиғаты дәлелденген болатын. Кейінгі зерттеулер бойынша бетонды битуммен сіңдіру кезінде адсорбция битумның ең беткі-активті заттарын таңдай - асфалтендер, яғни екі өлшемді миграциясы нәтижесінде битумды бірнеше рет озып өтеді, ол бетонның капилярларын толтырып, адсорбциялық сулану зонасын құрып, ол жерде асфальтендердің мөлшері, қарапайым көлемді битумға қарағанда 5 -- 6 % жоғары. Бұл өте маңызды, себебі бетонның беткі қабатында гидрофобизация түзіп, және оның капилярларын битуммен сулап, капилярлы тартылыс қысымын пайда болуына әкеліп соқтырады.
Ойыс шеміршектің әсерінен пайда болатын капилярлы қысым және кеуек-капилярға сіңетін сұйықтықтар Пуазейль заңы бойынша көрсетуге болады:
, (8)
мұндағы σ -- сұйықтықтың сыртқы тартылысы;
θ -- бетонның кеуектерінің шеткі суландыру бұрышы;
Онда lпр сіңдіру тереңдігі уақыт байланысты t формуласын былай көрсетуге болады:
(9)
Мұндағы η - сіңдірілетін сұйықтық тұтқырлығы;
R - капилярдағы кеуектердің радиусы;
а-ашық ванналарды сіңдіру; б - автоклавта қысыммен сіңдіру; 1- кірпішті БН 9030 битуммен сіңдіру; 2 - сол сияқты, тас-көмірлі пекпен; 3 - гипсті сіңдіру БН 9030, 4 - борды сұйық битуммен сіңдіру ( с=40%); 5 - сол сияқты парафинмен; 6 - сол сияқты, тас-көмірлі пекпен; 7 - бетонды сіңдіру БН5; 8 - сол сияқты озокритпен; 9 - сол сияқты петролатуммен; 10 - сол сияқты сұйық битуммен; 11 - сол сияқты эпоксидті-метилметакрилатты компаундпен; 12 - сол сияқты жұмсақ БН 180130, 13 - таскөмірлі пекпен; 14 - сол сияқты БН 13080 битуммен; 15 - БН 9030, 16 - эпоксидно-стиролды компаундом; 17 - асбестцементті эпоксидті компаундпен; 18- кеуекті бетонды БНД 4060 битуммен сіңдіру; 19 - сол сияқты бірақ маркасы 300 тығыз бетон.
Сурет 1 - ұялы бетондарды органикалық байланыстырғыштармен сіңдіру кинетикасы (Н.С.Покровский және Е.П.Федотова тәжірбиелері бойынша)
Сіңдірілетін сұйықтықтың жылдамдығы аз және ол оның тұтқырлығына байланысты, осыған сәйкес 2 - кестеде жылдамдықтың уақытқа тәуелділігі квадраттық парабола бойынша аппроксимирленген. Майдакеуекті бетонды сіңдіру өте баяу жүреді, сондықтан оның технологиясы сіңдірту температурасын жоғарлату арқылы іске асады, себебі қосымша қысымды түсіру үшін.
Кесте ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz