WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

ХАФИЗОВА ЭЛЬЗА НАЗИФОВНА

фасадные плиты с Декоративными мелкозернистыми покрытиями на основе эпоксидных и стирол-акриловых композиций

05.23.05 – Строительные материалы и изделия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Томск-2008

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тюменский государственный архитектурно-строительный университет»

Научный руководитель: кандидат химических наук, доцент

Турнаева Елена Анатольевна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Машкин Николай Алексеевич

кандидат химических наук, доцент

Пименова Лариса Николаевна

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Сибирский федеральный

университет»

Защита состоится 12 декабря 2008 г. в 14-30 часов на заседании диссертационного совета Д 212.265.01 при Томском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 6345003, Томск, Соляная пл., 2, корп. 5, ауд. 307.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Томского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан 30 октября 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Копаница Н.О.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время жилищное строительство характеризуется высокими темпами роста. Вместе с тем значительную долю застройки населенных пунктов Тюменского региона составляют здания со сроком эксплуатации на сегодняшний момент более 30 лет, архитектурный вид которых не отвечает современным эстетическим требованиям.

Покрытия фасадов в районах Западной Сибири с суровым климатом, проблемной экологической обстановкой находятся в сложных эксплуатационных условиях. Многофакторное действие агрессивной среды вызывает преждевременное растрескивание, отслоение и разрушение поверхностных слоев, что вызвано их старением, связанным с протеканием необратимых химических и физических процессов.

При отделке фасадов вновь строящихся зданий и для обновления при реставрации эксплуатируемых зданий большое применение находят фасадные системы с вентилируемым воздушным зазором. Особую актуальность приобретают работы направленные на решение вопросов повышения качества фасадных плит, применяемых в этих системах.

Фасадные плиты, используемые для облицовки зданий решают не только проблему декоративного оформления здания, но и защиты от неблагоприятных атмосферных явлений (ветра, осадков, УФ-облучения).

Существующие фасадные плиты характеризуются невысокой долговечностью, атмосферостойкостью, механической прочностью. Поэтому, несмотря на многообразие материалов, и способов декоративной отделки фасадов, в настоящее время остаются весьма актуальными вопросы получения отделочных материалов, сочетающих высокие декоративные и эксплуатационные качества.

Нами разработаны декоративные мелкозернистые покрытия для фасадных асбестоцементных плит, включающие пленку из эпоксидно-тиоколовых и стирол-акриловых клеевых композиций с мелкозернистой посыпкой из дробленых горных пород. Возможность создания слоистого материала со структурой и свойствами, обеспечивающими значительную долговечность и атмосферостойкость, послужила научной предпосылкой для проведения исследований.

Работа выполнена в рамках реализации областной целевой программы «Основные направления развития образования и науки Тюменской области на 2006-2008 годы».

Объект исследования – фасадная плита с декоративным мелкозернистым покрытием на основе эпоксидных и стирол-акриловых клеевых композиций.

Предмет исследования – процессы влияния клеевых композиций на свойства фасадных плит с декоративными мелкозернистыми покрытиями.

Цель работы – научное обоснование подбора составов декоративных мелкозернистых покрытий, исследование свойств и технологии получения фасадных плит на основе эпоксидных и стирол-акриловых композиций.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

1. Обосновать целесообразность использования декоративных мелкозернистых покрытий для фасадных плит.

2. Подобрать водо- и атмосферостойкие составы клеевых композиций для фасадных асбестоцементных плит.

3. Определить строительно-технические свойства декоративных фасадных плит.

4. Разработать технологические приемы производства фасадных плит с декоративными мелкозернистыми покрытиями.

5. Провести опытно-промышленную проверку результатов исследования и оценить технико-экономическую эффективность предлагаемых фасадных плит.

Научная новизна работы заключается в получении новых знаний о влиянии свойств и структуры эпоксидно-тиоколовых и стирол-акриловых клеевых композиций на физико-механические свойства фасадных плит с декоративным покрытием, а именно:

1. При содержании полисульфидного каучука (тиокола) 30-40 % в составе клеевых композиций на основе эпоксидных смол холодного отверждения формируется плотная упаковка структурных элементов в пограничных слоях, что позволяет при высокой эластичности (1 мм) достигнуть минимального водопоглощения пленки 0,2-4,0 % и максимальной прочности сцепления ее с плитой 2,3-3,9 МПа.

2. Использование клеевых композиций на основе водных стирол-акриловых дисперсий приводит к образованию пленки однородной аморфной структуры, что позволяет получить покрытия толщиной 0,5-2,5 мм с сохраняющейся в течение длительного времени высокой эластичностью при изгибе.

3. При нанесении на поверхность асбестоцементных плит разработанных эпоксидно-тиоколовых или стирол-акриловых клеевых композиций и каменной крошки их водопоглощение снижается на 15-20 %, что позволяет повысить водостойкость фасадных изделий на 12-20 %, морозостойкость на 20-50 %.

Личный вклад автора состоит в обосновании составов клеевых композиций для производства фасадных плит, определении методик экспериментов и их проведении, анализе и обобщении полученных экспериментальных результатов и участии в проводимых опытно-промышленных испытаниях.

На защиту выносятся:

1. Результаты исследования физико-механических и технологических свойств клеевых композиций на основе эпоксидной смолы, модифицированной тиоколом и клеевых композиций на основе водных стирол-акриловых дисперсий.

2. Результаты исследования свойств фасадных плит с декоративными мелкозернистыми покрытиями на основе эпоксидно-тиоколовых и стирол-акриловых композиций.

3. Результаты испытаний опытно-промышленных образцов фасадных плит с декоративными мелкозернистыми покрытиями и нормативно-технологическая документация для организации производства.

Достоверность результатов и выводов по работе обеспечена методически обоснованным комплексом исследований с использованием современных средств измерений, применением математических методов планирования экспериментов, а также опытно-промышленными испытаниями.

Практическая значимость работы:

1. Разработаны составы клеевых композиций на основе эпоксидной смолы, модифицированной тиоколом, для получения декоративных мелкозернистых покрытий асбестоцементных плит.

2. Разработаны составы покрытий с использованием клеевых композиций на основе стирол-акриловых полимеров с наполнителем мраморной мукой (до 30 %) и пигментами на основе оксидов железа и титана для создания требуемой цветовой гаммы.

3. Определены физико-механические и эксплуатационные свойства фасадных плит с декоративными мелкозернистыми покрытиями. Прогнозируемая долговечность плит с использованием модифицированных эпоксидных клеевых композиций превышает 50 лет, с применением стирол-акриловых композиций составляет 25 лет.

4. Разработаны технические условия ТУ 5789-001-02069355-2006 «Плиты фасадные декоративные СпинФаст» и технологический регламент производства фасадных плит с декоративными мелкозернистыми покрытиями на основе эпоксидно-тиоколовых композиций.

Реализация работы. Разработанные составы с декоративными мелкозернистыми покрытиями на основе эпоксидно-тиоколовых и стирол-акриловых композиций использованы при выпуске опытных партий фасадных плит на предприятиях ЗАО «СПИНОКС» и ООО «Жилстройснаб» в г. Тюмени.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: 63-65-й научно-технических конференциях НГАСУ (Сибстрин) (Новосибирск, 2006-2008 г.г.); Всероссийских научно-практических конференциях «Актуальные проблемы строительства, экологии и энергосбережения в условиях Западной Сибири» (Тюмень, 2006-2008 г.г.); VI научной конференции молодых ученых, аспирантов и соискателей ТюмГАСУ (Тюмень, 2006 г.).

Публикации. Результаты исследований опубликованы в 8 работах, включая 2 научные статьи в журналах, входящих в перечень ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, основных результатов и выводов, списка литературы, включающего 144 наименования, содержит 150 страниц текста, 36 рисунков, 53 таблицы и 4 приложения.

Автор благодарит к.т.н., доцента Зимакову Г.А. (ТюмГАСУ), кафедры СМиТ ТГАСУ (г. Томск) и НГАСУ (г. Новосибирск) за оказанную помощь и консультации при выполнении исследований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследования, цели и задачи работы, сформулирована научная новизна и практическая значимость работы, указаны основные положения, выносимые на защиту, приведены сведения об апробации работы и публикациях, объеме и структуре диссертации.

Первая глава посвящена анализу современных способов декоративной отделки и облицовки фасадов зданий. Отмечено, что при отделке фасадов зданий наилучшие результаты обеспечивает использование навесных элементов с защитно-декоративным слоем из мелкозернистых материалов. Высокие защитные характеристики фасадных плит с мелкозернистыми покрытиями зависят в первую очередь от клеящего слоя, его атмосферостойкости, прочности, а также от адгезии клеящего слоя к зернам покрытия. Показано, что отделка фасадных плит мелкозернистыми покрытиями является перспективной, однако при этом необходимо решение ряда научных задач.

Исследования технологии и свойств мелкозернистых покрытий выполнено в работах Н.Н. Завражина, Е.Д. Белоусова, Ю.Е. Громова, В.М. Хрулева.

Значительный вклад в изучение свойств эпоксидных составов и каучуков внесли Д.А. Кардашов, А.А. Благонравова, А.М. Пакен, Л.Ю. Огрель, А.Л. Лабутин, Л.А. Аверко-Антонович, Ю.Н. Хакимуллин, Ю.А. Анцупов. Применение акриловых сополимеров исследовано в работах А.А. Берлина, Ю.М. Сивергина, А.С. Фрейдина, Л.Н. Шутенко, В.В. Веретенниковой, О.Марека.

Рассмотрены возможности применения эпоксидных смол холодного отверждения и водных акриловых дисперсий в клеевых композициях для нанесения мелкозернистых покрытий. Для эпоксидных смол проанализированы формирование структуры, пластификация и управление свойствами отвержденных смол.

Анализ литературных данных позволил сформулировать основные требования, предъявляемые к декоративным фасадным плитам.

Во второй главе приведены основные свойства сырьевых материалов, использованные в работе, и изложены методики испытаний.

Для получения фасадной плиты использован асбестоцементный прессованный плоский лист толщиной 8 мм (изготовитель – ООО «Комбинат «ВОЛНА», г. Красноярск).

Для получения эпоксидных клеевых композиций использованы смолы холодного отверждения марок EPIKOTE 816, EPIKOTE 828 (фирма Resolution Performance Products, Италия), ЭД-20. Для модификации эпоксидных смол использовались полисульфидный каучук (тиокол) марки ТПМ-2 и композиты на его основе СГ-1М, ЛТ-1К, (ОАО «Казанский завод синтетического каучука»), Сазиласт 22 (фирма «САЗИ», Московская область).

Для акриловых клеевых композиций использовались тонкодисперсные стирол-акриловые составы А-10, А-70, А-290, С-А (Финляндия), в качестве пластификаторов - сложные эфиры: дибутилфталат (ДБФ) и тексанол отечественного производства.

В состав клеевой композиции вводили титановые и железооксидные пигменты различных производителей. В качестве наполнителя применяли мраморную муку, для декоративного слоя использовали механически дробленый материал из природного камня (мрамор, гранит, яшма, магнезит, серпентинит и др.) различных фракций, производства ООО ПКФ Арка, г. Екатеринбург.

Определение физико-механических характеристик фасадных плит проведено стандартными методами. Вязкость клеевых составов определялась по ВЗ-246, методу Суттарда и на ротационном вискозиметре Реотест. Определение прочности сцепления проводилось методом отрыва стальных дисков на приборе ПСО-2,5МГ4. Для изучения структуры применялся электронный сканирующий микроскоп марки TOPCON SM–510, дифференциально-термический анализ проводился на установке ДТА-1М. Изучена атмосферостойкость и долговечность фасадных плит путем определения изменения их характеристик в условиях, имитирующих воздействие эксплуатационных нагрузок.

В третьей главе представлены результаты исследования физико-механических свойств клеевых композиций на основе эпоксидных смол, модифицированных тиоколом и фасадных плит с декоративными мелкозернистыми покрытиями.

При использовании тиокола в составе клеевых композиций на основе эпоксидных смол достигается максимальная эластичность, которая сохраняется в течение длительного периода (рисунок 1).

Рисунок 1 – Зависимость эластичности при изгибе отвержденной пленки клеевой композиции на основе EPIKOTE 828 от количества полимера ТПМ-2

Таблица 1 – Влияние способа пластификации на эластичность клеевой композиции

Состав клеевой композиции

Эластичность при изгибе

(диаметр стержня, мм)

через 1 сут.

через 28 сут.

Модификация сложными эфирами

1) ЭД-20 + 20 % дибутилфталата

2) EPIKOTE 816 (содержит глицидиловый эфир нефдекановой кислоты)

5

1

55

50

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»