РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНЫХ СОСТАВОВ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ФОРМ В ПРОИЗВОДСТВЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрено повышение износостойкости, адгезионной прочности и физико-механических свойств композиционных термореактивных эпоксидных полимерных материалов и покрытий на их основе для применения на рабочих поверхностях, формирующих оснастки архитектурно- художественных железобетонных изделий.

ABSTRACT

The article discusses the increase in wear resistance, adhesive strength and physical and mechanical properties of composite thermosetting epoxy polymer materials and coatings based on them for use on working surfaces that form the equipment of architectural and artistic reinforced concrete products.

Ключевые слова: металлическая оснастка, износостойкость, адгезионный прочность, физико-механическая свойства, композиция, термореактивный полимер, эпоксидный смола, покрытия, железобетонные изделие.

Keywords: metal equipment, wear resistance, adhesive strength, physical and mechanical properties, composition, thermosetting polymer, epoxy resin, coatings, reinforced concrete product.

Введение. В настоящее время целесообразность применения полимерных и полимербетонных оснасток или металлических форм с антиадгезионными полимерными покрытиями с целью повышения эффективности их работы и качества получаемых изделий не вызывает сомнения. Однако они еще не находят массового внедрения из-за низкой долговечности. Известно, что полимерные оснастки вовремя эксплуатации часто выходят из строя. Причинами этого является разрушение поверхности оснастки в результате изнашивания или отслаивания полимерного слоя при многократном воздействии бетонной смеси в стадии формования [1,2,3]. Это объясняется на наш взгляд тем, что применяемые в настоящее время для оснастки полимерные композиции не обладают комплексом свойств, обеспечивающих им долговечность [4,5,6,7,8].

Объекты и методы исследований. Применение полимерных материалов на рабочих поверхностях опалубки бетонных и железобетонных изделий открывает большие возможности для замены стали деревянными, полимерными, бетонными и железобетонными материалами в зависимости от объема и конфигурации получаемых архитектурно-строительных конструкций [9,10,11,12,13]. При этом достигается значительное облегчение веса опалубок с одновременным решением вопроса смазки, что позволяет улучшить условия труда при производстве бетонных и железобетонных изделий [14,15,16,17,18].

Результаты и их обсуждение. Результаты экспериментальных исследований показали, что на износостойкость и другие эксплуатационные и физико-механические свойства эпоксидных композиций существенное влияние оказывают вид, природа, структура, свойства и содержание наполнителей. При этом они по-разному влияют на свойства композиций в зависимости от вида связующего[19,20,21,22,23].

Для повышения износостойкости эпоксидных композиций наиболее целесообразным является введение в связующее основной состав ОС-1 стеклово­локна в количестве 10-30 об.ч. или железного порошка в количест­ве 30-40 об.ч. Для снижения адгезии покрытия к бетону, что очень важно для повышения эффективности работы форм, необходимо вводить в композицию полиэтилен в количестве 25-35 об.ч. Но снижение адге­зионных свойств композиции приводит и к снижению адгезии покрытия к металлической основе. Наибольшую адгезию к металлической поверх­ности форм имеют композиции на основе ОС-2, наполненные железным порошком или тальком в пределах 20-25 об.ч. Для достижения этой цели нами использован способ применения многокомпонентного наполнителя в одном связующем[24,25,26,27,28]. Это позволит целесообразно реализовать преимущества каждого наполнителя в целом и разработать эпоксидные композиции с наилучшими функцио­нально важными свойствами для применения в формах.

Очевидно, что особо важным является рациональный выбор сос­тава и содержания вводимых наполнителей, обеспечивающих комплекс лучших эксплуатационных и физико-механических свойств композиций[29,30,31,32,33].

При разработке таких композиций использованы оба связующего, т.к. у каждого есть свои преимущества и недостатки,   что представляет, как, научный так и практический интерес. Напри­мер ОС-1 более износостойко и имеет сравнительно меньшую адге­зионную прочность с бетоном, а ОС-2 имеет хорошую адгезию со сталью.

Разработку таких композиций производили в основном по сле­дующим их целевым назначениям:

• адгезионная (к бетону) износостойкая эпоксидная компози­ция АБИЭК;
• особо износостойкая эпоксидная композиция ОИЭК;
• адгезионная (к стали) износостойкая эпоксидная композиция АСИЭК.

Такое условное разделение композиции по функционально важным свойствам позволяет нам более целесообразно решить вопрос рацио­нального выбора компонентов во состав.

Варьирование их содержания проводилось в пределах 30 об.ч., т.к. при больших содержаниях наполнителей значительно ухудшается технология получения композиций и, соответственно, снижаются их эксплуатационные и физико-механические свойства[34,35,36,37].

Поскольку одной из основных задач работы является разработ­ка износостойкой эпоксидной композиции, работающей в условиях абразивного трения, то во все разрабатываемые композиции обяза­тельно вводится стекловолокно, как более эффективный модификатор для повышения износостойкости (см.табл. 1 и 2 ).

Состав и свойства этих композиций представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1.

Составы эпоксидных композиций

Таблица 2.

Свойства разработанных эпоксидных композиций

Из таблицы видно, что такие композиции имеют более высокие эксплуатационные и физико-механические свойства, чем эпоксидные композиции, наполненные этими же наполнителями в отдельности. Это нетрудно объяснить, исходя из свойств наполнителей, а их взаимодействия со связующим.

При этом следует отметить, что одним из недостатков этих композиций при высоких содержаниях наполнителя, является большая разность между расчетным и эксперимен­тальным плотностями, которая свидетельствует о наличии микроде­фектов в разделе фаз наполнитель-связующий. Снижение этого фак­тора до минимума, несомненно способствует дальнейшему повышению свойств эпоксидных композиций.

Данный недостаток высоконаполненных эпоксидных композиций может быть устранен в процессе физической модификации их в ультразвуковых полях. При этом происходит упаковка композиции вплоть до молекулярного уровня за счет различных энергетических и др. эффектов, что будет рассмотрено в дальнейшем.

Заключение. На основе результатов исследования можно сделать следующие выводы:

1. Показана целесообразность комбинированного использования нескольких наполнителей с целью повышения эксплуатационных и других физико-механических свойств эпоксидных композиций приме­нительно к условиям эксплуатации форм.

2. Наиболее эффективным для обеспечения функционально важных свойств композиции является сочетание: стекловолокно полиэтилен для снижения адгезионной прочности их к бетону; гра­фит-стекловолокно, железный порошок-стекловолокно для повышения износостойкости; тальк-железный порошок-стекловолокно для повы­шения адгезионной прочности композиции к стали. При этом показа­но оптимальное содержание каждого компонента, обеспечивающего высокие эксплуатационные свойства композициям.

Эти результаты исследования свидетельствуют о широкой воз­можности использования наполнителей, имеющих различную природу в различных их сочетаниях для направленного регулирования свойств эпоксидных композиций.

Список литературы:

1. Негматов С. С. и др. Исследование влияния режимов эксплуатации металлической оснастки на износостойкость композиционных полимерных материалов //Universum: технические науки. – 2022. – №. 11-5 (104). – С. 54-59.
2. Негматов С. С. и др. & Улмасов, ТУ Исследование влияния содержания различных наполнителей на износостойкость и другие физико-механические свойства ком-позиционных эпоксидных полимерных материалов //KOMPOZITSION MATERIALLAR. – Т. 72.
3. Раджабов Ё. С. и др. Комплексный анализ современного состояния железобетонных формирующих оснасток в производстве строительных конструкций и изделий, пути повышения их эффективности //KOMPOZITSION MATERIALLAR. – Т. 172.
4. Аликобилов Ш. А. и др. Применение композиционных полимерных материалов в формах для повышения эффективности производства железобетонных строительных конструкций //KOMPOZITSION MATERIALLAR. – Т. 169.
5. Негматов С. С. и др. Исследование влияния содержания различных наполнителей на износостойкость и другие физико-механические свойства ком-позиционных эпоксидных полимерных материалов //KOMPOZITSION MATERIALLAR. – Т. 72.
6. Muxitdinov M. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ ЭКСПЛУАТАЦИИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ НА ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ //UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. – 2022.
7. Ризаев Б. Ш. и др. ВЛИЯНИЕ АГРЕССИВНЫХ СРЕД НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ЛЕГКОГО БЕТОНА //Universum: технические науки. – 2022. – №. 2-2 (95). – С. 47-51.
8. Ризаев Б. Ш. и др. Прочностные и деформативные свойства внецентренно-сжатых железобетонных колонн в условиях сухого жаркого климата //Научный электронный журнал «матрица научного познания. – 2022. – Т. 27.
9. Хамидов А. И., Мухитдинов М. Б., Юсупов Ш. Р. Физико-механические свойства бетона на основе безобжиговых щелочных вяжущих, твердеющих в условиях сухого и жаркого климата. – 2020.
10. Хамидов А. И., Мухитдинов М. Б., Юсупов Ш. Р. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЕТОНА НА ОСНОВЕ БЕЗОБЖИГОВЫХ ЩЕЛОЧНЫХ ВЯЖУЩИХ, ТВЕРДЕЮЩИХ В УСЛОВИЯХ СУХОГО И ЖАРКОГО КЛИМАТА //Современные ресурсосберегающие материалы и тех-нологии: перспективы и применение: материалы Между. – С. 59.
11. Muxitdinov M. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОРЫСТЫХ ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ ДЛЯ ЛЁГКИХ БЕТОНОВ //" Экономика и социум". – 2022.
12. Хамидов А. И. и др. Применение теплоизоляционного композиционного гипса для энергоэффективного строительства. – 2022.
13. Ризаев Б. Ш. и др. Анализ эффективности использования пористых заполнителей для лёгких бетонов //Экономика и социум. – 2022. – №. 2-1 (93). – С. 461-467.
14. Bakhodir R., Adkhamjon M., Bakhtiyorovich M. M. Shrinkage deformations of concrete in natural conditions of the republic of Uzbekistan //Universum: технические науки. – 2022. – №. 2-7 (95). – С. 20-24.
15. Bakhodir R. et al. Study of changes in the strength and deformation properties of concrete in a dry hot climate //Universum: технические науки. – 2022. – №. 4-12 (97). – С. 39-43.
16. Sh B. Rizaev, AT Mamadaliyev, МБ Мухитдинов //А. Одилжанов. Анализ эффективности использования порыстых заполнителей для лёгких бетонов. Экономика и социум. – 2022. – Т. 2. – С. 93.
17. Bakhodir R. et al. Study of changes in the strength and deformation properties of concrete in a dry hot climate //Universum: технические науки. – 2022. – №. 4-12 (97). – С. 39-43.
18. Ризаев Б. Ш. и др. деформативные свойства внецентренно-сжатых железобетонных колонн в условиях сухого жаркого климата //Матрица научного познания. – С. 2-2.
19. Ризаев Б. Ш., Мамадалиев А. Т., Мухитдинов М. Б. РЕСПУБЛИКАМИЗ ТАБИИЙ ИҚЛИМ ШАРОИТЛАРИДА ФОЙДАЛАНАЁТИЛГАН БЕТОН ВА ТЕМИР БЕТОН КОНСТРУКЦИЯЛАРНИ ҲОЛАТИ //Academic research in educational sciences. – 2022. – Т. 3. – №. TSTU Conference 1. – С. 643-647.
20. Sh B. R. et al. Влияние агрессивных сред на долговечность легкого бетона. Universum //Технические науки: электрон научн. журн.–2022. – 2022. – Т. 2. – С. 95.
21. Sh, B. (2022). Rizaev, AT Mamadaliyev, MB Mukhitdinov. Shrinkage deformations of concrete in natural conditions of the republic of Uzbekistan. Universum. Технические науки: электрон научн. журн, 2, 95.
22. Rizaev, B. S., Mamadaliyev, А. Т., Мухитдинов, М. Б., & Мухторалиева, М. А. (2022). Прочностные и деформативные свойства внецентренно-сжатых железобетонных колонн в условиях сухого жаркого климата. Матрица научного познания, (2-2), 27.
23. Sh B. Rizaev, AT Mamadaliyev, МБ Мухитдинов, МА Мухторалиева Прочностные и деформативные свойства внецентренно-сжатых железобетонных колонн в условиях сухого жаркого климата //Матрица научного познания. – 2022. – С. 2-2.
24. Sh B. R. et al. деформативные свойства внецентренно-сжатых железобетонных колонн в условиях сухого жаркого климата //Матрица научного познания. – 2022. – С. 2-2.
25. Ризаев Б. Ш. и др. Ўзбекистон республикаси иқлим шароитида фойдаланилаётган қурилиш материалларини тажриба синовидаги ҳаво ҳарорати ва намлиги //Ta'lim va rivojlanish tahlili onlayn ilmiy jurnali. – 2022. – Т. 2. – №. 6. – С. 106-112.
26. Sh, B. (2022). Rizaev, AT Mamadaliyev, MB Mukhitdinov, MA Mukhtoraliyeva Study of changes in the strength and deformation properties of concrete in a dry hot climate. Universum. Технические науки: электрон научн. журн, 4, 97.
27. Sh B. Rizaev, AT Mamadaliyev, МБ Мухитдинов, А. Одилжанов. Влияние агрессивных сред на долговечность легкого бетона. Universum //Технические науки: электрон научн. журн. – 2022. – Т. 2. – С. 95.
28. Sh B. Rizaev, AT Mamadaliyev, МБ Мухитдинов. Shrinkage deformations of concrete in natural conditions of the republic of Uzbekistan. Universum //Технические науки: электрон научн. журн. – 2022. – Т. 2. – №. 95. – С. 39.
29. Sh B. Rizaev, AT Mamadaliyev, МБ Мухитдинов, А. Одилжанов. Влияние агрессивных сред на долговечность легкого бетона. Universum //Технические науки: электрон научн. журн. – 2022. – Т. 2. – С. 95.
30. Ризаев Б. Ш., Мамадалиев А. Т., МБ М. А Мухторалиева Прочностные и деформативные свойства внецентренно-сжатых железобетонных колонн в условиях сухого жаркого климата //Матрица научного познания. – 2022. – С. 2-2.
31. Ризаев Б. Ш. и др. Қуруқ иссиқ иқлим шароитини темир-бетон элементлар ишига таъсирини тахлили //barqarorlik va yetakchi tadqiqotlar onlayn ilmiy jurnali. – 2022. – Т. 2. – №. 7. – С. 75-84.
32. ДЕФОРМАЦИОННЫХ И. CIVIL ENGINEERING AND ARCHITECTURE //Главный редактор: Ахметов Сайранбек Махсутович, д-р техн. наук. – 2022.
33. Tukhtamirzaevich M. A., Rayimjonovich Y. S. Rizaev Bakhodir Shamsitdinovich professor, Mukhitdinov Muzaffar Bakhtiyorovich Senior teacher //Editorial board. – 2022. – Т. 29.
34. Shamsitdinovich R. B., Bakhtiyorovich M. M. Air Temperature and Humidity in Experimental Testingof Building Materials Used in the Climate of the Republic of Uzbekistan //Web of Synergy: International Interdisciplinary Research Journal. – 2023. – Т. 2. – №. 4. – С. 591-598.
35. Ризаев Б. Ш., Мухитдинов М. Б. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НАШЕЙ РЕСПУБЛИКИ НА РАБОТУ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ //Scientific Impulse. – 2023. – Т. 1. – №. 9. – С. 186-195.
36. Rizayev B. SHRINKAGE DEFORMATIONS OF CONCRETE IN NATURAL CONDITIONS OF THE REPUBLIC OF UZBEKISTAN //UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. – 2022.
37. Muxitdinov M. Future of using natural basalt stone in architecture //Role of the using innovative teaching methods to improve the efficiency of education. Россия. Г. Москва-2017. – 2017.