Тяжелые полимербетоны на основе метилметакрилата
В настоящее время в разных отраслях промышленности все ощутимей сказывается отсутствие бетонов, сочетающих в себе химическую стойкость с прочностью и долговечностью. Перспективными для этой цели могут быть химически стойкие полимербетоны на основе метилметакрилата (ММА), обладающие, как показали ранее проведенные исследования , высокой прочностью, химической стойкостью и технологичностью (способностью твердеть при нормальной температуре без подогрева).
Целью данной работы являлись разработка оптимальных составов полимербетонов на основе ММА с перекисной системой отверждения, исследование технологических, физико-механических свойств, а также определение рациональных областей их применения.
Оптимальный состав полимербетона определяли методом математического планирования эксперимента. В качестве компонентов полимербетонной смеси были выбраны: связующее — метилмета- крнлат (ММА), инициатор полимер- >11:011— перекись бензоила (ПБ), ускоритель— диметиланилии (ДМА), стабилизатор— полистирол (ПС), пленко- образующая поверхностно-активная добавка — низкомолекулярный парафин (1П), топкомолотын наполнитель — кварцевая мука (Н), мелкий заполнитель — песок люберецкий крупностью до 2 мм (П), крупный заполнитель — щебень гранитный фракции 5—10 мм (Щ).
Оптимизацию состава полимербетона проводили по прочности на сжатие. В качестве переменных факторов принимали содержание связующего, ПБ, ДМА, топкомолотого наполнителя и заполнителей.
Был реализован дробный факторный эксперимент типа 25~2, а затем методом перевала были получены раздельные пески для всех линейных эффектов. Дальнейшую оптимизацию состава проводили методом «крутого восхождения» по поверхности отклика. В результате опытов этого этапа получен состав с прочностью на сжатие 107,4 МПа, которая выше, чем на среднем этапе эксперимента (90,4 МПа). Оптимальная прочность полимербетона получена при расходе связующего 9%, ПБ — 0,08%, ДМА —0,3%.
В отличие от цементных бетонов и полимербетонов на термореактивиых смолах скорость твердения разработанного полимербетона значительно выше, и прочность, близкую к предельной, можно достигнуть в течение нескольких дней. В результате математической обработки результатов получена формула, связывающая рост прочности полимербетона ММА на сжатие с временем твердения;
В первые сутки естественного твердения бетон ММА набирает до 85% месячном прочности, что составляла 102 МПа. В дальнейшем рост прочносл резко замедляется и достигает в возра сте 30 сут 120 МПа.
В таблице приведена сравнительная оценка основных технологических и физико-механических свойств предлагаемых и известных полимербетонов. Данные таблицы показывают, что рекомендуемые составы по основным физико-механическим свойствам, за исключением деформативных характеристик, не уступают широко применяемым в строительстве полимербетонам ПН и ФАМ.