Разработка и исследование антикоррозионных защитных покрытий на эпоксидных связующих тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.05, кандидат технических наук Зоткина, Марина Михайловна

• Зоткина, Марина Михайловна
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Зоткина, Марина Михайловна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Антикоррозионные защитные покрытия для строительных конструкций. Композиционые материалы на основе эпоксидных связующих

1.1. Антикоррозионные покрытия для защиты строительных конструкций и материалы для их получения

1.2. Эпоксидные композиты, применяемые для защитных 27 покрытий

1.3. Стойкость эпоксидных композитов в условиях воздействия агрессивных сред

1.4. Выводы по главе

ГЛАВА 2. Цель и задачи исследований. Применяемые материалы и методы исследований

2.1. Цель и задачи исследований

2.2. Применяемые материалы

2.3. Методы исследований

2.4. Выводы по главе

ГЛАВА 3. Экспериментально-теоретическое обоснование создания лакокрасочных материалов декоративного назначения с улучшенной структурой и повышенными физико-техническими показателями

3.1. Установление влияния условий эксплуатации на ЛКМ и поверхности, на которые они наносятся, на примере воздействия биологически активных сред

3.2. Обеспечение улучшенной контактной зоны между дисперсной фазой и дисперсионной средой в декоративных композитах - как фактор повышения их долговечности при эксплуатации в агрессивных средах

3.3. Разработка методики исследования изменения цветности ЛКМ под воздействием эксплуатационных факторов

3.4. Выводы по главе

ГЛАВА 4. Физико-технические свойства лакокрасочных материалов с пластифицирующими добавками

4.1. Моделирование свойств эпоксидных композитов с пластифицирующими добавками

4.2. Исследование адгезии пластифицированнных эпоксидных композитов к различным поверхностям

4.3. Исследование водостойкости пластифицированных ЛКМ при повышенных температурах

4.4. Изучение особенностей влияния агрессивных сред на декоративные свойства пластифицированных ЛКМ

4. 4. Выводы по главе

ГЛАВА 5. Физико-технические свойства декоративных композитов с различными наполнителями

5.1. Исследование физико-механических свойств лакокрасочных композиций при введении наполнителей

5.2. Изучение влияния агрессивных сред на декоративные свойства наполненных ЛКМ

5.3. Оптимизация гранулометрического состава наполнителей в лакокрасочных материалах для толстослойных покрытий

5.4. Выводы по главе

ГЛАВА 6. Исследование изменения физико-технических свойств декоративных композиционных материалов в эксплуатационных средах

6.1. Подбор составов ЛКМ для зданий с химически агрессивными средами

6.2. Подбор составов ЛКМ для зданий с биологически активными средами

6.3. Производственное внедрение результатов исследований и технико-экономическая эффективность применения покрытий на основе декоративных эпоксидных композитов

6.3.1. Исследование лакокрасочных материалов для антикоррозионной защиты строительных материалов

6.3.2. Внедрение программы по оценке декоративных свойств ЖМ

6.3.3. Технико-экономическая эффективность применения покрытий на основе эпоксидных композитов

6.4. Выводы по главе 141 Основные выводы 143 Список использованной литературы 147 Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование антикоррозионных защитных покрытий на эпоксидных связующих»

Повышение долговечности строительных конструкций и технологического оборудования на промышленных и других предприятиях с агрессивными средами приобретает особую актуальность в современных условиях развития экономических отношений. Повышение долговечности строительных конструкций достигается за счет использования специальных мероприятий, позволяющих снизить или почти полностью исключить агрессивные воздействия на них. Одним из таких способов, позволяющих продлить срок службы конструктивных элементов, является применение различных защитных покрытий на основе полимерных связующих. А там, где традиционные строительные материалы с покрытиями не удовлетворяют требованиям долговечности, наиболее целесообразным является использование полимербетон-ных конструкций. К таким областям строительства в большей мере относятся транспортные, химические, горно-металлургические и другие предприятия.

Высокой стойкостью в растворах кислот, щелочей и солей обладают полимерные композиционные материалы на основе эпоксидных связующих. На сегодняшний день в практике противокоррозионных работ применяются различные виды эмалей, красок, мастик, полимеррастворов и полимербетонов на эпоксидной основе, являющихся по своему составу многокомпонентными системами. Однако, несмотря на значительное количество работ по этой проблеме, к настоящему времени не достаточно полно изучено влияние основных составляющих компонентов на структуру, физико-механические и эксплуатационные свойства эпоксидных материалов декоративного назначения. В научно-технической литературе не приводятся количественные зависимости изменения физико-механических свойств композитов под воздействием химически агрессивных сред и повышенных температур. Поведение цветных эпоксидных материалов в биологических средах практически не изучено. Опыт технологии изготовления и применения антикоррозионных эпоксидных материалов показывает также, что резервы в оптимизации их конструктивных решений далеко не исчерпаны.

Данная работа посвящена разработке эффективных составов антикоррозионных защитных материалов декоративного назначения на эпоксидном связующем, изучению физико-механических свойств на различных уровнях структуры материала с привлечением ряда теоретических разработок для описания свойств полимерных композитов, учитывающих изменение структуры и свойств полимерной матрицы под влиянием вида пигмента, пластификаторов и наполнителей различной природы, условий эксплуатации.

Цель диссертационной работы в рассматриваемой области исследования заключается в экспериментальном обосновании приемов и методов получения эффективных антикоррозионных защитных декоративных материалов на основе эпоксидных связующих. Для этого потребовалось решение следующих основных задач:

1. Установить основные закономерности структурообразования композитов на основе эпоксидных смол с улучшенными декоративными свойствами;

2. Разработать оптимальные составы декоративных композиционных материалов на основе эпоксидных связующих с повышенными показателями прочности, химического и биологического сопротивления;

3. Установить закономерности изменения биостойкости лакокрасочных покрытий от свойств его компонентов (грунтовки, покрытия) и подложки;

4. Разработать программу для определения и прогнозирования изменения декоративных свойств лакокрасочных материалов, находящихся под действием эксплуатационных факторов;

5. Установить количественные зависимости изменения прочности, жесткости, долговечности и декоративных свойств композитов от содержания составляющих компонентов и оптимизация их составов;

6. Исследовать свойства и оптимизировать составы композитов с пластификаторами, пигментами и наполнителями различной природы;

7. Составить рекомендации по технологии применения декоративных эпоксидных композитов и осуществить их опытно-промышленное внедрение при защите строительных изделий.

Научная новизна работы: • установлены закономерности и получены количественные зависимости изменения физико-механических свойств антикоррозионных защитных материалов на эпоксидных связующих от основных структурообразующих факторов;

• установлены закономерности и получены количественные зависимости изменения свойств антикоррозионных защитных материалов под воздействием химических агрессивных сред, повышенных температур и микроскопических организмов;

• разработаны регрессионные математические модели прочности и жесткости композитов декоративного назначения от вида и количественного содержания пластификатора, пигмента и гранулометрического состава минеральной фазы;

• экспериментально обоснованна эффективность применения фунгицидных добавок для композитов, способствующих исключению размножения микроскопических организмов на строительных конструкциях, снижению их физико-механических свойств и улучшению экологической ситуации в зданиях и сооружениях пищевой, сельскохозяйственной промышленности.

Практическая значимость работы состоит в разработке оптимальных составов антикоррозионных защитных декоративных материалов, пригодных для применения в качестве защитных покрытий в условиях воздействия химических и биологически агрессивных сред, разработана программа для определения и прогнозирования изменения декоративных свойств лакокрасочных материалов, находящихся под действием эксплуатационных факторов.

Внедрение результатов работы. Разработанные составы полимерных композитов прошли промышленную апробацию на ООО «Комбинат Теплоизоляционных Изделий», ООО «СтройСПК», а методика оценки изменения декоративных свойств материалов под воздействием эксплуатационных сред принята для внедрения на ОАО «Проектный институт «Мордовгражданпроект»» в г. Саранске.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на следующих внутривузовских, всероссийских, международных конференциях и академических чтениях:

• Восьмые академические чтения отделения строительных наук РА-АСН (г. Самара, 2004 г.);

• Всероссийской научно-практической конференции «Градостроительство, реконструкция и инженерное обеспечение устойчивого развития городов

Поволжья» (г. Тольятти, 2004 г.);

• Международной научно-технической конференции «Актуальные вопросы строительства» (г. Саранск, 2004 г., 2007 г., 2009 г.);

• IV Республиканской научно-практической конференции «Наука и инновации в Республике Мордовия» (г. Саранск, 2005 г.);

• X научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов Мордовского государственного университета имени Н.П. Огарева (г. Саранск, 2005 г.);

• XI научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов Мордовского государственного университета имени Н.П. Огарева (г. Саранск, 2006 г.);

• VI Международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития жилищно-коммунального комплекса города» (г. Москва, 2008 г.);

• Международной научно-технической конференции «Новые энерго- и ресурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов» (г. Пенза, 2009 г.);

• Международной научно-практической конференции «Эффективные материалы, технологии, машины и оборудование для строительства и эксплуатации современных транспортных сооружений» (г. Белгород, 2009 г.);

• XIV Международной научно-технической конференции «Строительство. Коммунальное хозяйство. Энергосбережение - 2010» (г. Уфа, 2010 г.);

• Региональной научно-практической конференции «Научный потенциал молодежи - будущему Мордовии» (г. Саранск, 2010 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 25 работ (в том числе три статьи в центральных рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ), получен патент на изобретение и зарегистрирована программа для ЭВМ.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, общих выводов, списка литературы, приложений и содержит 176 листов машинописного текста, 34 рисунка и 26 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Строительные материалы и изделия», Зоткина, Марина Михайловна

Заключение

Научно-технического совета ОАО «Мордовфажданпроект» о диссертационной работе Касимкиной М. М.: «Разработка и исследование антикоррозионных защитных мокры тий на основе эпоксидных связующих». 11рисутствовали:

Шулик В.А. - директор ОАО «Мордовфажданпроект» Прохоров A.B.- главный инженер ОАО «Мордовфажданпроект» Антипова О.Г. - главный конструктор

Слушали Касимкину М.М., изложившую основное содержание диссертационной работы.

Выступили: Прохоров A.B.- инженер ОАО «Мордовфажданпроект» Антипова О. Г. главный конструктор.

Отмечена актуальность, научная новизна и практическая значимость диссертационной работы. В ней приведены экспериментально-теоретические обоснования приемов и методов получения эффективных антикоррозионных защитных материалов декоративного назначения на основе эпоксидных связующих, разработана программа для определения и прогнозирования изменения декоративных свойств лакокрасочных материалов, находящихся под действием эксплуатационных факторов.

Постановили: приведенные в диссертационной работе приемы и методы получения эффективных декоративных антикоррозионных защитных покрытий использовать при проектировании вновь возводимых и реконструируемых зданий и сооружений.

11редседатель научно-технического совета. директор ОАО «Мордовфажданпроект» Шулик В.А.

Секретарь Прохоров А.В,