ИЗУЧЕНИЕ  ПОЛИМЕРНО-МИНЕРАЛЬНЫХ  СТРОИТЕЛЬНЫХ  ИЗДЕЛИЙ

Салтанова  Юлия  Владимировна

магистрант  1  курса,  кафедра  строительное  производство  НИ  ИрГТУ,  РФ,  г.  Иркутск.

E-mail:  saltanova.1991@mail.ru

Полимерпесчаный  композит  это  искусственно  созданный  материал,  не  встречающийся  в  природе  и  сочетающий  в  себе  качества  несвойственные  для  других  материалов.  Материал  получается  в  результате  равномерного  смешения  основных  компонентов  (наполнитель  +  полимер)  при  соблюдении  заданного  температурного  режима,  в  результате  чего  происходит  обволакивание  полимером  каждой  частицы  наполнителя.  При  последующей  формовке  и  застывании  полимерпесчаная  масса  образует  однородную  монолитную  структуру  с  высокой  прочностью.

Основным  наполнителем  композитной  смеси  является  песок,  при  этом,  технология  допускает  применение  других  —  схожих  с  песком  наполнителей  минерального  и  прочего  происхождения  (отходы  горно-обогатительных  комбинатов,  отсевы  пород  и  прочее).  При  использовании  песка  применяется  фракция  до  3  мм,  желательно  без  глинистых  включений  с  влажностью  от  0,1  %  до  10,3  %.  Рассматриваемая  технология  позволяет  добиться  хороших  показателей  производительности  на  песке  с  высокой  влажностью,  при  этом  стоит  учитывать,  что  с  использованием  песка  с  незначительной  влажностью  производительность  увеличивается.  В  качестве  полимерной  составляющей  смеси  могут  использоваться  как  первичные,  так  и  вторичные  полимеры.

Рассматривая  полимерпесчаную  технологию,  именно  использование  вторичных  полимеров  является  наиболее  привлекательным  и  экономически  выгодным  решением  в  силу  низкой  стоимости  вторичного  сырья.  Для  производства  могут  использоваться  полимеры  различных  групп  (ПНД,  ПВД  и  т.  д.).  Технология  допускается  использование  разнородных  полимеров  разных  групп,  при  этом,  важным  условием  является  подбор  полимеров  с  одинаковой  температурой  плавления.  В  качестве  пигментов,  придающих  цвет  готовому  изделию,  могут  использоваться  как  минеральные,  так  и  органические  красители  широкой  цветовой  гаммы  от  различных  производителей.  При  выборе  органических  красителей  следует  учитывать  их  устойчивость  к  воздействию  УФ-лучей,  а  также  к  воздействию  высоких  температур  в  процессе  приготовления  полимерпесчаной  смеси.

Полимерно-песчаная  тротуарная  плитка  —  Для  производства  плитки  сначала  подготавливаются  составляющие  ее  компоненты.  Просеивается,  промывается  и  прокаливается  песчаная  основа.  Затем  песок,  полимеры  на  основе  полиэтиленов,  пигменты  красителей  и  присадки  тщательно  перемешиваются  в  специальных  емкостях  и  подвергаются  нагреву  свыше  250  °С  [1;2].

Полученный  однородный  состав  формируется  и  прессуется  в  формах  высокого  давления.  Производство  ведется  на  современном  автоматизированном  оборудовании,  получаемая  продукция,  в  частности  полимерпесчаная  тротуарная  плитка,  отличается  высокой  плотностью,  однородностью,  прочностью  и  эстетичностью.  Структура  материала  не  имеет  дефектов.  По  всему  массиву  отсутствуют  как  наружные,  так  и  внутренние  пустоты  и  трещины,  вода  не  впитывается,  а  просто  скатывается  каплями.

Такая  особенность  обеспечивает  высокую  прочность  плитки.  Кроме  того,  полимерный  связующий  компонент  обеспечивает  пластичность,  что  в  сочетании  с  прочностью  дает  почти  стопроцентный  выход  качественного  материала,  начиная  от  производства  и  хранения,  до  транспортировки,  монтажа  и  эксплуатации.

При  всех  своих  достоинствах,  обычная  цементная  тротуарная  плитка  довольно  быстро  разрушаться  на  морозе,  теряет  привлекательность  и  уже  через  небольшой  период  времени  требует  ремонта.  Поэтому  очередным  шагом  в  развитии  технологий  производства  тротуарной  плитки  с  улучшенными  свойствами  стало  появление  покрытия,  не  боящегося  перепадов  температуры  и  не  раскалывающегося  на  морозе.  Полимерпесчаная  плитка  состоит  в  основном  из  песка,  окрашивающегося  пигмента  и  ничтожного  количества  технологических  присадок  [4;  5].

Канализационные  люки  из  полимерно-песчаной  композиции  созданы  как  альтернатива  традиционным  люкам.  Полимерпесчаные  люки  в  2  раза  прочнее  чугунных  люков  легкого  типа.  Изделия  производятся  с  учетом  техники  безопасности  и  экологических  норм,  отвечают  всем  требованиям  современной  промышленности.  Полимерно  песчаные  люки  легко  обеспечивают  доступ  к  скрытым  коммуникациям  при  прокладке  сетей.  Благодаря  использованию  термостойких  красок  полимер  песчаные  люки  практически  незаметны  как  на  поверхности  газона,  тротуара,  так  и  на  любом  дорожном  покрытии.  Полимерпесчаные  люки  решают  насущную  проблему  воровства  канализационных  люков  и  экономят  Ваши  средства,  поскольку  они  стоят  в  2—3  раза  дешевле  аналога.

2.2  Характеристики  и  особенности  полимерно-минеральной  продукции.

Легкость  в  1,7  раза  меньше  веса  керамических  или  2,4  раза  меньше  бетонных  аналогов.

Прочность.  Не  бьется  при  падении,  не  трескается  при  порезке,  отсутствие  боя  при  транспортировке,  погрузочно-разгрузочных  операциях  и  монтаже.  Высокая  точность  размеров  обусловлена  штамповочным  методом  производства  с  воздействием  давления  в  250  тонн.  Этот  факт  в  дальнейшем  гарантирует  качественный  монтаж  термоппасткомпозитов  в  отличие  от  материалов  из  глины,  обладающей  некоторыми  погрешностями  формы  и  размеров.

Морозостойкость.  Хорошо  переносит  погодные  и  температурные  изменения.  Срок  эксплуатации  более  500  циклов  (в  отличие  от  50  циклов  у  глиняных).

Стойкость  к  фотоокислительному  старению.  Стойкость  к  действиям  солнечных  лучей  обусловлена  наличием  кварцевого  наполнителя,  что  защищает  нижние  слои  полимера  от  выгорания.

Однотонность.  Термопласткомпозитные  материалы  обладают,  в  отличие  от  глиняных,  цветовой  однородностью.  Стойкость  цвета  обеспечивается  еще  в  процессе  производства  введением  в  массу  стойких  красителей.

Химическая  стойкость.  Материал  не  подвержен  действию  плесневых  грибков.  В  отличие  от  глиняного,  который,  обладая  пористой  структурой,  через  3—5  лет  начинает  темнеть  и  разрушаться  из-за  появления  грибка.  Термопласткомпозиты  являются  стойкими  к  воздействию  слабых  кислот  (кислотных  дождей)  не  ржавеют.

Водостойкость.  Водопоглощение  составляет  менее  0,03  %  (дня  сравнения;  у  глиняного  —  от  0,12  %  до  0,18  %  или  у  бетонного  —  до  0,20  %).

Легкость  монтажа.  Термопласткопозитнуючерепицу  возможно  прибивать  гвоздями.  Она  легко  режется,  быстрее,  чем  глиняная,  монтируется  (в  одном  квадратном  метре  содержится  всего  9  штук,  а  не  13,  как  в  квадратном  негре  глиняной).  Уклон  кровли  может  составить  15  градусов  вместо  традиционного  от  25.  Такая  кровля  является  обслуживаемой,  т.  е.  по  ней  можно  ходить,  что  невозможно  при  использовании  других  кровельных  материалов.  Экологическая  чистота.  Термопласткомпозитный  материал  абсолютно  нетоксичен.  Он  не  выделяет  никаких  веществ  в  течение  всего  срока  эксплуатации  (разложение  полимерной  составляющей  происходит  в  течение  200  лет)  [3].

В  лабораторных  условиях  был  сделан  аналог  тротуарной  плитки,  где  провели  испытания  на  морозостойкость  и  на  прочность.  Было  сделано  8  образцов  с  разной  массой,  испытания  проводились  в  климатической  камере,  при  t=-70  °C,  образцы  лежали  там  4  часа,  после  этого  опускались  в  соляной  раствор  при  t=20  °C,  всего  провели  20  циклов.  После  проведенных  циклов  образцы  испытывались  на  прочность.  Результаты  приведены  в  таблице  №  1.

Таблица  1.

Результаты  испытаний  морозостойкости  и  прочности

Таблица  2. 

Изменение  масс  образцов  на  каждые  10  циклов

После  20  циклов  изменение  массы  (среднее  по  8  образцам)  составило  1,22  %.  Прочность  на  изгиб  после  20  циклов  уменьшилась  на  6  %,  а  величина  деформации  при  разрушении  наоборот  возросла  на  39  %.  Получается,  после  20  циклов  материал  стал  менее  прочным  и  более  пластичным.  Пластинки  до  испытаний  на  морозостойкость  и  после  20  циклов  при  испытаниях  на  изгиб  ломались  одинаково:  примерно  по  середине.

После  30  циклов  изменение  массы  составило  3,39  %.  Таким  образом,  на  последних  10  циклах  изменение  массы  резко  возросло.  Прочность  на  изгиб  после  30  циклов  увеличилась  на  122  %  (более  чем  в  два  раза),  а  величина  деформации  при  разрушении  наоборот  уменьшилась  на  50  %.  Пластинки  после  30  циклов  при  испытаниях  на  изгиб  ломались  по  краям.  Сильное  изменение  свойств  на  последних  циклах  говорит  об  изменениях  происходящих  а  материале.  Это  может  быть  либо  деструкция  полимера,  либо  процессы  типа  вулканизации,  которые  увеличивают  прочность  и  уменьшают  пластичность.

В  целом  материал  провёл  в  соленом  растворе  почти  2  месяца  и  какой-то  коррозии  или  изменения  формы  не  наблюдалось.

Список  литературы:

1. Горовой  А.Ф.,  Горовая  Н.А.  Техногенная  геология  наука  об  отходах  //  Донбасский  горно-металлургический  институт  (Алчевск,  Донецкая  обл.).  Интернет.
2. Звягина  А.И.  Вторичные  сырьевые  ресурсы  и  технологии  их  использования  для  производства  строительных  материалов  //  Технология  машиностроения.  —  2007.  —  №  4.  —  С.  50—51.
3. Пальгунов  П.П.,  Сумароков  М.В.  Утилизация  промышленных  отходов  М.:  Стройиздат,  1990.  —  352  с.
4. Полищук  В.С.  Погибко  В.М.,  Сидак  И.Л.  Опыт  работы  и  концепция  подхода  при  разработке  технологий  переработки  техногенных  отходов  //  НТЦ  «Реактивэлектрон»  НАН  Украины  (Донецк).  Интернет.
5. Промышленные  отходы:  инновационные  решения  и  экологизация  промышленности  /  Н.Н.  Новиков,  В.М.  и  др.  Интернет.