Спосіб радіаційно-хімічного зміцнення цементного каменю

1. Спосіб зміцнення цементного каменю, що включає поверхневе просочення цементного каменю кремнієорганічною композицією, який відрі 3 93815 чиннику. Недоліками даного способу є його багатостадійність, що незручно при серійному виробництві і недостатній рівень забезпечення міцності цементним матеріалам. Завданням запропонованого винаходу є розробка нового способу зміцнення цементного каменю. Поставлене завдання вирішується шляхом поверхневого просочення цементного каменю сумішшю ненасичених кремнійорганічних мономерів з наступною їх сополімеризацією в об'ємі бетону під дією прискорених електронів. Низька в'язкість мономерів сприяє глибокому проникненню їх суміші в бетон, а наступна радіаційна сополімеризація забезпечує бетону підвищення фізико-механічних властивостей. Радіаційно-хімічні технології привертають увагу завдяки мінімальним енерговитратам, високій швидкості процесів, можливістю проведення процесів при кімнатній температурі, вилученням з кінцевих продуктів реакції сторонніх домішок (каталізаторів, ініціаторів, продуктів їх розпаду), відсутністю залишкової радіоактивності. Шляхом радіаційної полімеризації ненасичених сполук в масі бетону вдається отримати унікальні матеріали [Cleland M.R., Parks L.A., Cheng S. Applications for radiation processing of materials // Nuclear instruments and methods in physics research. - 2003. - V. 208. - P. 66-73]. В основу радіаційної технології виготовлення бетонно-полімерних матеріалів закладені переважно, акрил-стирольні похідні [Radiation chemistry aspects of polymerization and crosslinking. A review and future environmental trends in 'non-acrylate' chemistry / S.Jonsson, P.E Sundell, J. Hultgren, D. Sheng, C.E. Hoyle // 4 Progression organic coatings. - 1996. - № 27. -P. 107-122]. В літературі практично відсутні відомості про радіаційну полімеризацію силіконів в бетоні, при їх широкій відомості в якості модифікаторів та гідрофобізаторів цементних матеріалів [Гидрофобизация / А.А. Пащенко, М.Г. Воронков, Л.А. Михайленко и др.. - К.: Наукова думка, 1974.-240 с.]. Згідно з заявленим способом, в якості просочуючих засобів (табл. 1) для цементного каменю використовують суміш ненасичених мономерів: вінілгептаметилциклотетрасилоксан за ТУ 6-02-1027-90, відомий в промисловому синтезі силоксанових каучуків, та дієн-диаллілдиметилсилан, який отримують за відомою методикою [Андрианов К.А. Методи элементоорганической химии. - М: Наука. 1968. - 700 с.] Даний дієн є зшиваючим агентом в композиції, а мономер виступає в якості активного розчинника, котрий сополімеризується з дієном при короткочасному енергетичному впливі прискорених електронів, в результаті чого утворюється трьохвимірний зшитий нерозчинний полімер в порах бетону. Модифікуючу здатність дослідних сумішей оцінюють на зразках цементного каменю. Для цього з цементного тіста нормальної густини В/Ц 0,27 з портландцементу марки 500 тип І (без добавок) виготовляють циліндри висотою та діаметром рівними 22 мм. Твердіння проводять в умовах лабораторії. У віці не менше 28 діб цементні зразки висушують при температурі 105 °С до постійної маси протягом 24-ох годин. Висушені цементні зразки помішують на 24 години в дослідні склади (див. табл. 1). Таблиця 1 Склади просочуючих засобів Компоненти вінілгептаметилциклотетрасилоксан диаллілдиметилсилан 1 100,0 0,0 Склад за винаходом / Вміст, мас. % 2 3 4 5 99,5 99,0 98,0 97,0 0,5 1,0 2,0 3,0 6 95,0 5,0 Таблиця 2 Властивості цементних зразків Контрольний зразок Прототип (без просочення) Межа міцності при стисканні Рот, МПа 23 29 Водопоглинання, % 7,7 1,0 Показник Глибина просочення цементного каменю за способом що обраний в якості прототипу складала не більше 3 мм, за заявленим способом - не менше 11 мм. Твердіння мономерів в масі цементного каменю проводять шляхом опромінення на прискорювачі електронів [Радиационная установка с ускорителем электронов ИЯИ HAH Украины / В.И. Сахно, И.В. Вишневский, А.Г. Зелинский и др. // Атомная энергетика. - 2003 - Т. 94. - № 2. - С. 163166] при наступних параметрах: енергія прискоре 1 25 1,1 Склад за винаходом 2 3 4 5 59 51 49 46 0,7 0,7 0,7 0,8 6 45 0,8 них електронів - 4...5 Мев, щільність струму електронів 200.. .400 мА/см2, при дозі не менше 200 кГр. Міцність зразків при стиску визначають за ГОСТ 10180-90, водопоглинання за ГОСТ 12730.378. Встановлено оптимальний вміст компонентів в просочуючій суміші (приклади 2-5, табл. 2). В індивідуальному вигляді - вінілгептаметилциклотетрасилоксану не забезпечує необхідний рівень механічної міцності цементному каменю (приклад 1, табл. 2). Збільшення концентрації дієну більше 5 93815 3 % (приклад 6, табл. 2) економічно не доцільно тому що не забезпечує значного збільшення міцності. Як видно з таблиці 2, запропонований спосіб вторинного захисту цементного каменю шляхом Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 6 просочення кремнійорганічною композицією з наступним радіаційним твердінням значно підвищує його фізико-механічні властивості. Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601