Ройлян С.А., инженер, Приходько А.П., к.т.н., проф.,

Папирнык Р.Б., к.т.н., доц.

 

Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры

 

КОРРОЗИЦИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ПОЛИМЕРБЕТОНА НА ТЕРМОРЕАКТИВНЫХ ФУРАНОВЫХ СМОЛАХ

 

Одним из критериев оценки химической стойкости полимербетонов на термореактивных фурановых смолах в агрессивных средах является их проницаемость.

Открытая пористость полимербетона на щебне и песке из боя кислотоупорного кирпиче и андезитовом микронаполнителе (состав №1) и микронаполнителе из муки кислотоупорного кирпича (состав № 2) определялась по увеличению массы образцов 40×40×160 мм в воде и 10% растворе серной кислоты (табл.1).

Таблица 1

Величина открытой пористости полимербетона на фурановых смолах

Полимербетон состава

Общая пористость

Средний диаметр пор

Увеличение массы, %

В воде

В 10% растворе серной кислоты

30 сут.

90 сут.

30 сут.

90 сут.

1

8

0,5

0,35

0,7

0,18

0,48

2

10

0,6

0,5

0,82

0,26

0,54

 

Представленные в табл. 1 данные показывают, что поглощение полимербетонов на термореактивных фурановых смолах, характеризующие их открытую пористость, составляет лишь десятке доли процента. Следовательно, в полимербетонах на фурановых смолах практически отсутствует открытая пористость. Поры замкнутые и не сообщаются между собой, поэтому фильтрации жидкости, при испытании их на водонепроницаемость давлением да 25 атм. не наблюдалось.

Процесс проникновения жидкости в полимербетон может быть с достаточной для практических целей точностью описан известным уравнением Фика и характеризуется такими показателями, как коэффициент диффузии Д и проницаемости П. Коэффициенты диффузии определялись сорбционным методом по кривым кинетики поглощения жидкости в плоских круглых полимербетонных образцах, помещенных в агрессивную среду и вычислялись по формуле, полученной на основании второго закона Фика.

                              (1)

где Qmax - привес образца в равновесном состоянии, %;

Qi - привес образца за время его пребывания в агрессивной среде;

Д - коэффициент диффузии, см2/сек; l - толщина образца, см;

Коэффициент проницаемости рассчитывался по формуле:

П=SД, г/сек∙см,                                              (2)

где S – максимальная растворимость среды в полимербетоне

,                                                 (3)

где – максимальный провес образца, г; V - объем образца, см2.

С увеличением концентрации раствора коэффициент диффузии в полимербетоне уменьшается (рис.1), что характеризует его более высокую химическую стойкость и повышенные защитные свойства по отношению к арматуре.

Применяемые в настоящее время методы исследования коррозионной стойкости полимербетонов чрезвычайно разнообразны и отличаются в основном критерием оценки. Проведенные в этой области работы показывают, что наиболее простой путь получения количественных данных об устойчивости и сроке службы состоит в изучении кинетики набухания и явления диструкции, частным выражением которого является изменение механической прочности.

Рис. 1. Величина поглощения раствора серной кислоты полимербетоном на термореактивных фурановых смолах.

1. Состав 1 – в 10% растворе серной кислоты; 2 - Состав 2 – в 10% растворе серной кислоты; 3. Состав 1 – в 30% растворе серной кислоты; 4 - Состав 2 – в 10% растворе серной кислоты.

 

В наших исследованиях оценка химической стойкости полимербетона на термореактивных фурановых смолах (табл.2) производилась в основном по изменению массы и предела прочности при сжатии. Коэффициент стойкости (Rc), представляет собой отношение предела прочности на сжатие образцов, подвергшихся воздействию корродирующей среды при температуре 18-200 С и высушенных после этого до их первоначальной массы (S) к предедлу прочности контрольных образцов (Sk).

,                                                          (4)

Исследованиями установлено, что путем рационального подбора состава полимербетона и хорошим виброуплотнением проницаемость полимербетона можно снизить на 30-40%. При такой проницаемости полимербетон на фурановых смолах становится практически непроницаемым для многих агрессивных жидкостей.

Таблица 2

Коэффициент стойкости фурановых полимербетонов при выдерживании

образцов в агрессивных средах

Состав полимербетона

Агрессивная среда

Концентрация, %

Температура среды, 0С+2

Время испытания, месяцы

Изменение массы, %

Прочность, МПа

Коэффициент стойкости

1

2

3

4

5

6

7

8

Состав №1 (т)

Вода

-

20

1

3

6

9

12

+0,32

+0,49

+0,64

+0,70

+0,70

20,76/86,52

20,12/83,90

19,69/83,03

19,26/81,28

19,05/81,08

0,97/0,99

0,94/0,96

0,92/0,95

0,90/0,93

0,89/0,93

Серная кислота

5

20

1

3

6

9

12

+0,30

+0,43

+0,50

+0,50

+0,64

20,76/85,65

20,33/83,03

20,12/81,28

19,69/81,38

19,47/81,28

0,97/0,98

0,95/0,95

0,94/0,93

0,92/0,93

0,91/0,92

Серная кислота

30

20

1

3

6

9

12

+0,38

-0,02

-0,14

-0,36

-0,52

20,04/95,26

21,40/92,64

21,18/90,89

20,97/89,15

20,76/87,40

1,03/1,09

1,00/1,06

0,99/1,04

0,98/1,02

0,97/1,00

Серная кислота

20

60

1

3

6

9

12

+0,70+1,2

+1,50

+1,6

+1,63

20,33/83,90

20,11/82,15

19,90/82,15

19,68/81,28

19,47/80,41

0,95/0,96

0,94/0,94

0,93/0,94

0,92/0,93

0,91/0,92

Серная кислота

5

20

1

3

6

9

12

+0,15+0,25

+0,34

+0,40

+0,51

20,54/85,65

20,12/83,90

19,90/82,15

19,47/81,28

19,26/80,41

0,96/0,98

0,94/0,96

0,93/0,94

0,91/0,93

0,90/0,92

Серная кислота

20

20

1

3

6

9

12

+0,26

-0,09

-0,28

-0,52

-0,64

21,18/86,52

20,75/84,78

20,33/83,90

20,12/83,03

20,12/82,15

0,99/0,99

0,97/0,97

0,95/0,96

0,94/0,95

0,94/0,94

Состав №2 (т)

Вода

-

20

1

3

6

9

12

+0,35

+0,47

+0,59

+0,65

+0,76

12,93/63,46

12,67/62,17

12,27/61,53

11,75/59,61

11,48/58,33

0,98/0,99

0,96/0,97

0,93/0,96

0,89/0,93

0,87/0,91

1

2

3

4

5

6

7

8

Состав №2 (т)

Серная кислота

5

20

1

3

6

9

12

+0,41

+0,49

+0,57

+0,69

+0,73

12,93/62,82

12,67/61,53

12,41/60,25

11,88/59,61

11,75/58,97

0,98/0,98

0,96/0,96

0,93/0,94

0,90/0,93

0,89/0,92

Серная кислота

20

60

1

3

6

9

12

+0,85

+1,73

+2,29

+2,35

+2,40

12,41/60,25

12,01/58,97

11,74/57,05

11,61/55,77

11,48/55,77

0,94/0,94

0,91/0,92

0,89/0,89

0,88/0,87

0,87/0,87

Серная кислота

30

20

1

3

6

9

12

+0,49

-0,13

-0,35

-0,57

-0,73

13,20/69,23

12,93/67,30

12,67/65,38

12,54/64,10

12,54/62,17

1,00/1,08

0,98/1,05

0,96/1,02

0,95/1,00

0,95/0,97

Серная кислота

5

20

1

3

6

9

12

+0,32

+0,45

+0,58

+0,64

+0,87

12,80/62,82

12,27/61,53

12,01/60,89

11,88/60,25

11,61/58,33

0,97/0,99

0,93/0,96

0,91/0,95

0,90/0,94

0,88/0,91

Серная кислота

20

20

1

3

6

9

12

+0,30

-0,15

-0,47

-0,79

-1,05

12,93/63,46

12,67/62,17

12,27/61,53

12,14/60,29

12,01/60,89

0,98/0,99

0,96/0,97

0,93/0,96

0,92/0,95

0,91/0,95

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.                Басин В.Е. Исследование роли межфазной поверхности в формировании свойств адгезионных соединений на основе полимеров. - Дис... д-ра техн. наук: 05.23.08. - Москва, 1978. - 198 с.

2.             Белканов А.Ф., Гавриш Н.М.  и др. Применение полимербетонов в цветной металургии. - М.: Стройиздат, 1985. - 235 с.

3.             Белов А.В. Исследование влияния жидких агрессивных сред на изменение физико-механических свойств составов на основе термореактивных смол. Дис. к-та техн. наук. Москва.: НИИЖБ, 1970.

4.             Балапаев Э.Г. Защитные покрытия на основе каменноугольной смолы. – Техника защиты от коррозии. - М., 1985. - №4.

С.А. Ройлян, инженер. т.д. – 776-04-18; м.т. 8-050-363-85-45; г.Днепропетровск, Тополь-III, дом №1, корпус 2, кв.20.   

А.П.Приходько, к.т.н., проф. -  т.д. – 46-31-02; м.т. 8-067-631-74-78; г.Днепропетровск, ул. Чернышевского, 15 кв.51.   

Р.Б. Папирнык, к.т.н., доц. – т.р. 47-37-80; г.Днепропетровск, ул Паникахи, 75, кв.37.   

Сборник присылать: г. Днепропетровск, ул. Чернышевского, 24а. ПГАСиА, Финансово-экономический деканат. т. 47-37-80. Папирныку Р.Б.

e-meil: prb@pgasa.dp.ua