Курсовая работа СМ бСТР-194 Шестакова А.А.. Полимерцементные композиции
 Скачать 1.97 Mb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный технический университет» Кафедра технологии строительных материалов, изделий и конструкций КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине «Строительные материалы» на тему «Полимерцементные композиции» Выполнил: студент гр. бСТР-194 Шестакова Ангелина Андреевна ФИО Принял: ___Доцент_______________ уч. степень, должность Шелковникова Татьяна Иннокентьевна_ ФИО преподавателя Оценка __________________________ _____________ __________ подпись дата Воронеж 2020 Задание на курсовую работу для студентов направления «Строительство» по дисциплине «Строительные материалы» Студенту__Шестаковой Ангелине Андреевне_______группы бСТР-194 (Фамилия, имя, отчество) На тему __Полимерцементные композиции_____________________________ ____________________________________________________________________ Состав основной части курсовой работы: Введение 1. Характеристика выпускаемой продукции 2. Описание принятой технологии получения строительных материалов 3. Организация контроля качества готовой продукции 4. Область применения в строительстве 5. Заключение Список использованных информационных источников Приложения Во введении кратко рассматривается состояние и перспективы развития производства строительных материалов конкретного вида и тенденции его рынка сбыта. В разделе характеристика выпускаемой продукцииизучаются основные требования к предлагаемым строительным материалам, принимается изделие-представитель и вычерчивается его эскиз по нормативным документам (стандартам, техническим условиям и т.д.), современным сборникам и каталогам. Приводятся основные показатели, установленные для данного вида изделия действующими стандартами и техническими условиями: размеры, масса, пустотность, теплотехнические показатели (при необходимости), прочностные показатели, морозостойкость и др. Описание принятой технологии получения строительных материалов. На основании проведенного анализа возможных вариантов реализации отдельных технологических операций в данном разделе описывается принятая технология и составляется функциональная схема производства строительных материалов. Функциональная схема дает перечень определяющих технологических переделов с указанием их параметров, последовательная связь между которыми показывается стрелками. Описание принятой к реализации технологии осуществляется с указанием конкретных технологических параметров (размеров кусков материала, влажности сырья, шихты, сырца до и после сушки, давления прессования, температуры сушки и обжига, режимов тепловой обработки, способов хранения сырья, сырцовых изделий и готовой продукции и др.). В разделе организация контроля качества готовой продукции приводятся данные по контролю качества готовой продукции с указанием контролируемых параметров, периодичности контроля и применяемых методик определения контролируемых параметров. В разделе область применения в строительстве необходимо описать наиболее распространенные области использования конкретного вида строительного материала с описанием их функционального назначения В заключении даются краткие обобщающие выводы по курсовой работе Задание получил студент ________________________/___Шестакова А.А.__/ подпись ФИО Руководитель _______________________/_______Шелковникова Т.И.__/ подпись ФИО Представить курсовую работу на кафедру технологии строительных материалов, изделий и конструкций до «____» _______________20___г. Содержание 1. Характеристика выпускаемой продукции 5 2. Описание принятой технологии 10 3.Организация контроля качества готовой продукции 14 4.Область применения 19 Заключение 25 Источники 26 Повышение требований к качеству и долговечности строительной продукции в 21 веке ориентирует отраслевую науку, проектировщиков, строителей и производителей строительных материалов на разработку и применение новых материалов, снижение материалоемкости строительных конструкций и трудоемкости технологических операций. Одним из перспективных направлений строительного материаловедения является разработка, производство и применение сухих строительных смесей (ССС) - полимерцементных композиций различного назначения. Цель и задачи исследования. Изучить специальную литературу по рассматриваемой проблеме. Рассмотреть содержание ключевых понятий. Развитие научных представлений о процессах структурообразования модифицированных полимерцементных вяжущих и ССС. Обозначить главные характеристики и свойства материала. Изучить технологию изготовления полимерцемента. 1. Характеристика выпускаемой продукцииУ цементного раствора из обычных составляющих, как и у других растворов, в которых в качестве вяжущего вещества выступает минеральное вещество, есть ряд недостатков. Среди них особенно выделяется низкая прочность при растяжении или изгибе, низкая стойкость к ударам, малый процент деформации, низкая стойкость к истиранию и слабая адгезию по отношению к другим строительным веществам. Полимерцементные композиции, содержащие водные дисперсии полимеров, являются наиболее распространенными материалами. Водонерастворимый полимер в виде дисперсии с размером частиц 0,1—10 мкм практически не влияет на гидратацию вяжущего, что позволяет использовать высокие значения П/Ц (от 0,1 до 0,25). В составе полимерной добавки стабилизаторы дисперсий (водорастворимые ПАВ) содержатся в количестве 5—10%, или соответственно 1—2% от массы цемента, что незначительно тормозит гидратацию. Прочностные свойства ПЦ-материалов существенно зависят от условий твердения: в воздушно-влажных условиях полимерная пленка замедляет испарение воды и тем самым улучшает гидратацию частиц, хотя замедляет скорость процесса; при водном твердении или во влажных условиях значительно замедляется формирование полимерной структуры, что обусловливает снижение прочностных показателей, особенно при изгибающихся нагрузках. Рекомендуется комбинированный режим, сочетающий 7—10 суток твердения образцов во влажных условиях с последующей воздушно-сухой гидратацией (относительная влажность 40—60%). Ещё одно свойство-возможность вторичной переработки. Таким образом, остатки полимерцемента не загрязняют окружающую среду. В первую очередь это связано с тем, что производство материала является безотходным. Полимерное связующее более дорогое, чем портландцемент.[16] Прежде чем приобретать и использовать полимербетон, важно подробнее ознакомиться с его составом, а также свойствами и техническими характеристиками. В состав материала входят такие компоненты, как: смолы (могут использоваться карбамидоформальдегидные, полиэфирные, эпоксидные и фурфуролацетоновые вещества) – данный компонент выполняет функцию связующего компонента; щебеночный наполнитель (для бетонополимеров характерно наличие крупнофракционного наполнителя, частички которого могут достигать показателя в 4 см); кварцевый песок (он в обязательном порядке должен быть просеянным и очищенным); графитовый порошок или кварцевая мучка (эти элементы используются как наполнитель, который сокращает потребность в дорогостоящих смолах); строительный гипс (он хорошо сочетается с карбамидоформальдегидными смолами); ПАВ (или поверхностно-активные вещества); компоненты с антисептическими свойствами и так далее. К отличительным свойствам полимерцемента можно отнести такие характеристики, как: плотность – от 300 до 3000 кг/м3; прочность варьирует в диапазоне 5-10 МПа истирание – от 0,02 до 0,03 г/см3. Классификация Самый тяжелый. Показатель плотности такого материала может находиться в диапазоне от 2500 до 4000 кг. Чаще всего данный материал применяют для строительства разнообразных несущих конструкций, так как он способен выдерживать довольно большую механическую нагрузку. В состав материала входят фракции, размер которых не превышает 4 см. Среднетяжелый. Плотность такого полимербетона может достигать 2500 кг/м³. Из него обычно изготавливают литьевые камни, которые имитируют дорогой материал (например, мрамор). Частички такого бетона не должны быть больше, чем 2 см Легкий. Минимальная плотность такого полимербетона находится на уровне 500 кг. В связи с этим материал относят к конструкционно-теплоизоляционной категории. Легкий полимербетон обладает возможностью сберегать тепло.[16] .  Рисунок 1-Цементный раствор 2. Описание принятой технологииПолимерцементные композиции изготавливались по одинаковой технологии. Подготовка необходимых компонентов. Прежде чем начинать непосредственное приготовление такого вещества, как полимерцементный раствор, важно позаботиться о начальной подготовке всех необходимых веществ. Так, в этом отношении имеется в виду очистка, просеивание и сушка всех составляющих компонентов (смола, песок и так далее). Приготовление смеси. После того как вы завершили подготовительный этап, можно приступать к непосредственному приготовлению смеси. Так, в миксер нужно положить щебень, кварцевый песок и заполнитель. Эти компоненты нужно тщательно перемешать между собой дважды (перед вторым смешиванием в раствор нужно добавить немного воды). После этого нужно размягчить смолу (для этого обычно используют специально предназначенный растворитель), а затем добавить к ней пластификатор и все тщательно перемешать. Далее нужно разместить с заполнителем связующее вещество и добавить отвердитель. В конце всю смесь нужно еще раз тщательно перемешать. Полимерную добавку вводили в различных количествах, соблюдая при этом оптимальное соотношение между смолой и ее утверждающим компонентом. Так, соотношения ЭД-20/АСФ-15, Эпилок 20 — 20/НВН-3, Эпилок 20 — 20/телалит, ECC-36/полиаминоамид принимались соответственно равными: 1:1; 1:1,4; 1:1,5; 1:1. Результаты испытания 28-суточных образцов размером 4x4x16 см на изгиб и сжатие приведены на графиках (рис. 2). Введение полимерной добавки способствует увеличению прочности цементных композитов при изгибе на 20—40 %. Отверждение полимерной добавки происходит одновременно с гидратацией цемента, при этом его щелочная среда усиливает степень отверждения эпоксидной смолы. В результате образуется структура из взаимопроникающих фаз полимера и цемента. При твердении смола адсорбируется на поверхности заполнители и способствует усилению сцепления полимерцементного камня с заполнителем. Этим объясняется повышение прочности цементных бетонов. Согласно результатам других исследователей, полимерная добавка снижает пористость цементного камня, а также повышает его трещиностойкость и химическую стойкость в сульфатных средах.[14] Приготовленный полимербетон подается непосредственно в опалубку или форму, смазанных по внутренней поверхности технический вазелин или машинным маслом. Для уплотнения полимербетона применяют виброплощадки или навесные вибраторы. Уплотнение рекомендуется производить после укладки каждого замеса. Вибрирование прекращают примерно через 2-3 мин при выделении на поверхности полимербетона жидкой фазы.  Рисунок 2-Зависимость изменения предела прочности при изгибе и сжатии полимерцментных композитов от вида и содержания полимерной добавки 3.Организация контроля качества готовой продукцииПри устройстве цементных гидроизоляционных покрытии контролируют: качество подготовки изолируемой поверхности; качество исходных материалов для приготовления гидроизоляционных композиций; точность дозировки исходных компонентов; качество готового покрытия и его толщину. Контроль качества исходных материалов к готового покрытия должен осуществляться строительной лабораторией. . Контроль качества цемента расширяющегося с самонапряжением, производят в соответствии с ТУ, РПЦ - в соответствии с ГОСТ [5] и ГОСТ [6], а глиноземистого цемента - по ГОСТ [7].  Рисунок 3-Схема мешалки для перемешивания цементного раствора Свободное линейное расширение РПЦ определяют на образцах размером 40х40х150 мм, изготовленных из теста нормальной густоты в соответствии с требованиями ГОСТ [7]. Распалубку образцов и первоначальный замер производят не позднее чем через 7 ч с момента их изготовления. Твердение образцов в течение одних суток осуществляют в нормально-влажных условиях, а далее в воде. Контроль рабочих составов растворов и цементных паст для гидроизоляционных покрытий следует осуществлять по показателям подвижности, пределу прочности при сжатии (а для стеклоцемента - пределу прочности на растяжение при изгибе), линейным деформациям и водонепроницаемости. Подвижность гидроизоляционных растворов контролируют в соответствии с указаниями не реже двух раз в смену.  Рисунок 4-Прибор для определения линейного расширения образца Контроль предела прочности при сжатии растворов осуществляют на образцах-кубах размером 50x50x50 мм в количестве 5 шт. на каждый срок испытаний. Распалубку образцов производят через сутки после изготовления. Одну партию образцов хранят сутки в воде, другую - в условиях твердения гидроизоляционного для конкретного объекта. Серия образцов изготавливается I раз в смену. Предел прочности на растяжение при изгибе для стеклоцементного материала рекомендуется контролировать на образцах-балочках размером 10x15x120 мм, вырезанных алмазным диском из плит размером 1x1 м, толщиной 10 мм. Способы изготовления указанных выше плит и их хранение должны соответствовать условиям выполнения и эксплуатации гидроизоляционного покрытия. Расстояние между опорами при испытании по трехточечной схеме нагружения образцов-балочек должно быть. Линейные деформации растворов не должны превышать Величины, указанной в п.4.9, их определяют на образцах и приборе в соответствии с ГОСТ [7]. Водонепроницаемость материалов должна определяться по требованию заказчика в соответствии с ГОСТ [8] или по любой другой апробированной методике. При изготовлении стеклоцементного покрытия необходимо контролировать расход стекловолокна и цементного теста на 1 м2 поверхности не реже одного раза в смену. Контрольную проверку расхода стекловолокна в период нанесения гидроизоляционного покрытия следует производить по уменьшению массы бобик стекложгута за 30 мин работы. Готовые гидроизоляционные покрытия не должны иметь видимых трещин и при простукивании издавать глухого звука, который свидетельствует об отсутствии сцепления покрытия с основанием. Обнаруженные дефектные участки покрытия следует удалить, поверхность вновь очистить, увлажнить и на нее нанести новый слой покрытия. Па покрытие с волосяными трещинами целесообразно нанести новый слой толщиной 2-3 мм. 4.Область примененияПрименяют полимерцементные материалы для покрытий полов промышленных зданий, взлетных полос аэродромов, наружной и внутренней отделки по бетонным и кирпичным поверхностям, в том числе для наклейки керамических, стеклянных и каменных плиток, устройства резервуаров для воды и нефтепродуктов. Полимерцементные бетоны и растворы используются для устройства полов в общественных и промышленных зданиях, покрытий дорог, аэродромов и других конструкций, где требуется высокая механическая прочность и износостойкость, а иногда и химическая стойкость (против действия минеральных масел, нефти). Высокие адгезионные свойства позволяют применять их для ремонта (заделки) трещин в бетонных и каменных конструкциях, а также для соединения (склеивания) предварительно заготовляемых бетонных изделий. Полимерцементные штукатурки используют в виде защитных покрытий железобетонных и других конструкций, а также для декоративной отделки зданий. Материал активно применяют для ландшафтного дизайна, наружной и внутренней отделке стен, фасадов здания и при устройстве полов. Полимерцементный бетон удобен в использовании, его легко наносить как механизированным, так и ручным способом.  Рисунок 5-Раствор для заливки полов Применению полимерцементного бетона на основе эпоксидного связующего в дорожном строительстве дорожных и аэродромных покрытий из мелкозернистого и песчаного полимерцементного бетона. Одним из способов получения полимерцементобетона повышенной прочности, износо- и морозостойкости, а также коррозионной стойкости является введение в бетон в дополнение к цементу эпоксидного связующего.  Рисунок 6-Конструктивные схемы полимерцементно-бетонных полов, уложенных на грунте (а) и на междуэтажном перекрытии (б): 1 - бетонная подготовка, 2 - цементная стяжка, 3 - полимерцементно-бетонное покрытие, 4 - плита перекрытия Бетонополимеры – это востребованные и широко распространенные материалы, которые широко используются в самых разных сферах человеческой жизни. Из материала часто изготавливают следующее: столешницы (они обладают не только практичными функциональными характеристиками, например, гигиеничностью, стойкостью к механическим повреждениям, но и эстетически привлекательным внешним видом); напольные покрытия (их довольно легко мыть и просто монтировать, пользователю не нужно обладать специфическими навыками, кроме того, такие покрытия прослужат длительный период времени); фасадные декор (такие элементы из бетонополимеров очень популярны, так как они имитируют натуральный камень); памятники и оградки (изделия из полимербетонов являются устойчивыми к негативным воздействиям окружающей среды, соответственно, отлично подходят для изготовления подобных вещей) и многое другое). В целом, не существует ограничений в отношении использования данного материала. Из него можно делать отвердители, антисейсмические устройства, самовыравнивающаяся стяжка, электропроводящие и токопроводящие ПДФ, высоконаполненные композиции, дренажные системы. При этом на материал хорошо ложится краска и штукатурка для наружных работ. Благодаря применению в композиции нетоксичных, стойких компонентов предлагаемый материал обладает хорошими санитарно-гигиеническими свойствами, что позволяет применять его в жилых помещениях. Применение такого легкого и рыхлого наполнителя, как стружка и опилки, приводит к снижению объемной массы материала. Использование 4 фракций наполнителя (цемент, песок, опилки, стружка), значительно отличающихся по размерам частиц, обеспечивает получение прочностных свойств материала, достаточных для использования его не только для теплоизоляции в виде плит, но и в виде блоков для ненесущих конструкций. Низкая стоимость полимерцементной композиции обусловлена тем, что материал содержит в составе значительное количество кварцевого песка и отходов деревообрабатывающих предприятий в виде стружки и опилок. Утилизация отходов этих предприятий позволит улучшить экологическую обстановку. Технология изготовления предлагаемого полимерцемента проста, не требует значительных затрат и разработки нового оборудования. Совокупность перечисленных признаков обеспечивает высокий экономический эффект при его реализаци. ЗаключениеИзучение данной темы послужило приобретению знаний в области развития и современных технологий полимерцементных композиций. Была изучена специальная литература, с помощью которой рассмотрены основные свойства полимерцементных композиций. Полимерцементные композиции обладают прочностью при растяжении, ударной вязкостью, стойкостью к истиранию и агрессивным воздействиям и высокой адгезионной способностью к большинству строительных материалов. Технология изготовления: подготовка сырья, приготовление смеси, приготовленный полимербетон подается непосредственно в опалубку или форму. С помощью полимерцементных композиций можно осуществлять строительство и ремонт любой сложности. Полимерцементные композиции (мелкозернистый и песчаный) рекомендуется применять: для устройства верхних слоев дорожного и аэродромного покрытия; при усилении существующего дорожного и аэродромного покрытия; для восстановления отдельных участков поверхности, углов и кромок швов цементобетонного покрытия автомобильных дорог и аэродромов. В данной работе рассмотрены основные сведения о полимерцементных композициях и о возможностях их дальнейшего развития. ИсточникиГорячев В.И., Неелов «Полимерцементно-бетонные полы» 1984 Паламарчук А.А., Шишакина О.А., Кочуров Д.В., Аракелян А.Г. «Полимерные бетоны - перспективные строительные материалы» Рябинин Г. А., Годес Б. Э., Годес В. Ю. Энциклопедия строительства в водной среде (термины, определения, понятия). — СПб.: ИД «Петрополис», 2007. — 608 с. Международный студенческий научный вестник. – 2018. – № 6 ГОСТ 310.4-81 Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии. ГОСТ 310.1-76-ГОСТ 310.3-76. Цементы. Методы испытаний. Общие положения ГОСТ 11052-74 Цемент гипсоглиноземистый расширяющийся ГОСТ 19426-74 Бетоны. Метод определения коэффициента фильтрации воды. ГОСТ 8424-72 Бетон дорожный. СН 120-70 Указания по проектированию аэродромных покрытий. Вестник Волгоградского Государственного Архитектурно-Строительного Университета серия: строительство и архитектура. Издательство: Волгоградский государственный технический университет. https://yandex.ru/patents/doc/RU2026842C1_19950120 https://cyberpedia.su/12x41f4.html http://stroy-server.ru/notes/polimertsementnye-vyazhushchie http://stroi-archive.ru/kompozity/1062-cementnye-polimercementnye-gipsovye-i-prochie-kompozicii.html https://stroy-podskazka.ru/polimerbeton/vse-o-nem/ http://germetik-universal.com/index.php?id=30832 http://enciklopediyastroy.ru/%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D0%BE%D0%B7%D0%B8%D1%86%D0%B8%D0%B8-%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D1%80%D1%86%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%BD%D1%8B%D0%B5/ http://docs.cntd.ru/document/901710699 http://docs.cntd.ru/document/1200003842 https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293791/4293791930.pdf |