Способ изготовления бетонополимерных изделий

СОЮЗ СОВ-:ТСНИХСООИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК С 04 В 41/28 ННЫЙ КОМИ ОБРЕТЕНИЙ ГОСУДАРСПО ДЕЛ СССР ТНРЫТИЙ.ИЕ ИЗОБРЕТМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ПИС Я ТОРСИ(56) 1, Авторское свидетельство СССР М 631502, кл. С 04 В 41/28, 19772. Авторское свидетельство СССР й 814994, кл, С 04 В 41/28, 1979 ЯО, 100641(54)(57) спосоБ изготовления ьетоноПОЛИМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий формование изделия, твердение, сущку и пропитку эфиром акриловой кислоты с последующей полимеризацией при 50-95 Св вязкой среде, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения прочности и кислотостойкости изделий иснижения потерь мономера, полимеризацию проводят в водном растворе жидкого стекла,1 1 О 064Изобретение относится к производству строительных материалов и можетбыть использовано при изготовлениивысокопрочных химически стойких изде.лий и конструкций из бетонов, пропитанных полимеризующимися мономерами бетонополимеров.Известен способ обработки неорганических пористых материалов путемсушки и пропитки мономерами с последу 10ющей полимеризацией в среде насыщенного водного раствора сернокислогоаммония 1 11.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является способ 1%изготовления бетонополимерных изделий,включающий формование бетонного изделия, твердение, сушку и пропитку эфиром акриловой кислоты с последующейполимеризацией при 50-95 С в вязкойсреде - в расплаве твердых парафиновили низкомолекулярных полиэтиленов 2 1,Однако в известных способах наблюдаются большие потери дефицитногомономера составляющие от 4 до 15 ь ючто приводит к загрязнению окружающейсреды, а также снижению Физико-механических показателей иэделий и егохимической стойкости, в особенностикислотостойкости.Целью изобретения является повышение прочности и кислотостойкостиизделий и снижение потерь мономера.Указанная цель достигается тем,что согласно способу изготовления бетонополимерных изделий, включающему ффформование бетонного изделия, твердение, сушку и пропитку эфиром акриловой кислоты с последующей полимеризацией при 50-95 С в вязкой среде,последнюю проводят в водном растворе 4 вжидкого стекла,В этих условиях испаряющийся изверхних слоев пропитанного бетона эфир акриловой кислоты вступает в хи-мическую реакцию со щелочью жидкого стекла и омыляется при этом до акриловой кислоты, которая вызывает выпадение в осадок кремнегеля и твердение жидкого стекла на поверхности пропи 39 танного иэделия. При этом реакция протекает как в порах поверхностных слоев бетона, так и на поверхности, что приводит к кольматации пор и образованию на поверхности иэделия пленки из плотного вещества, являющегося про-фф дуктом реакции сложного эфира и жидкаго стекла, Образовавшийся слой препятствует испарению свободного моно 18мера, что положительно сказывается на увеличении прочности а сам слой, будучи кислотостойким, резко увеличивает кислотостойкость бетонополимера,Температурный диапазон проведения полимеризации 50-95 диктуется следуоющими соображениями: ниже 50 реакцияо эфиров акриловой кислоты и жидкого стекла протекает оцень медленно также замедляется процесс полимеризации мономера в порах бетона, что приводит к увеличению продолжительности поли- " меризации и росту потерь мономера: в интервале 50-95 реакции полимериозации мономера и взаимодействия его с жидким стеклом проходят с достаточно высокими скоростями и наименьшими потерями мономера, При температуре выше 95 ф резко возрастают летучесть мономеров и их потери, что также приводит к снижению прочностных свойств бетонополимера.Такой способ проведения полимеризации мономера отличается от способов, в которых в качестве герметизирующей среды используют инертные жидкости воду глицерин, парафин, петролатум ) или прибегают к оборачиванию пропитанного изделия пленками или Фольгой.Использование инертной жидкости или пленки только уменьшает испарение мономера, но не улучшает свойств поверхности готового бетонополимерного изделия, а испарившийся мономер безвозвратно теряется, загрязняя воздушную среду, повышая токсичность и взрывоопасность производстваДанный способ пригоден для проведения процесса полимеризации как полностью пропитанных эфиром акриловой кислоты изделий, так и частично пропитанных.Обработка поверхности обычного цементного бетона жидким стеклом неприводит к положительным результатамиэ-за несовместимости этих двух материалов и неизбежного отсл ения жидкостекольного покрытия. В данном случае,практически исключаетсяепосредственный контакт жидкого стекла с цементным камней, так как образующееся покрытие представляет собой продукт реакции жидкого стекла с эфиром акриловой кислоты, а цементный камень, кроме того, покрывается слоем заполимеризовавшегося мономера,Работа по данному способу осуществляется следующим образом,Таблица 1 Потери мономера,4 Толщина оголив шегосяслоямм Пределпрочности приизгибе,МПа Материал 49,0 2,7 14,6 16,6 5,8 1,7 14,8 6,9 2,1 12,3 бетон, пропи- метилметакрис полимеризажидком стекле Тот же танный латок, цией в 2,8 20,6 21,2 1)3 з 1006Отформованное и отвержденное бетонное изделие высушивают до постоянной массы, после чего пропитывают на нужную глубину смесью эфира акриловой кислоты 1,метилметакрилатом, метилакрилатом, бутилакрилатом, этилметакрилатом и другими ) с инициатором полимеризации 1,перекисью бенэоила, гидроперекись изопропилбензола, динитрил азобисиэомасляной кислоты и др. ). По 1 в окончании пропитки на нужную глубину изделие извлекают из пропиточной ванны и погружают в разогретый до 50-95 вС раствор жидкого стекла, имеющий плотность 1,1-1,4 г/см , При этой темпера туре изделие выдерживают в течение 3-7 н, после чего извлекают и охлаждают на воздухе до комнатной температуры.П р и м е р 1, Отформованное и отвержденное бетонное изделие плита толщиной 100 мм ) из бетона марки 300 помещают в термокамеру, имеющую температуру 120 о; Спустя 24 ч после окончания процесса сушки изделие охлаждаБетон исходной) марки 300 соотношениецемент : песок : вода 1:2:0,4 ) Тот же бетон, пропитанный метилметакри-латом с полимеризацией в воде Тот же бетон, пропитанный метилметакрилатом. с полимеризацией в полиэтиленовойпленке 418 4ют до 20 ф и загружают в автоклав, вкотором создают разрежение до 15 ммрт.ст. Затем в автоклав подают пропиточный состав, представляющий собойсмесь метилметакрилата и порофора,взятых в соотношении 100:0,5, Изделиевыдерживают в пропиточном составе втечение 7 ч до пропитки на полную глубину, после чего перемещают в подогреваемую ванну, заполненную жидким стеклом с плотностью 1,3 г/см и темпера"0т: рой 60 . Изделие погружают в ваннус таким расчетом, чтобы над его верх"ним краем был слой жидкого стекла нвменее 10 см, При температуре 60,изделие выдерживают в течение 5 ч,после чего охлаждают на воздухе до20 и отправляют на склад.ОВ результате такой обработки резко.снижаются потери мономера, повышаетсяпрочность бетонополимера и его кислотостойкость в сравнении с бетонополимером, стадия полимеризации которогобыла проведена под водой или пленкой(табл. 2),Прочность при изгибепосле воздействияНС 1 1, 3 сут),Предел Потери .прочпрочности, ности,МПаИатериал и способ обработки Потеримономера,Ф Проницаемость солянойкислоты Толщинаоголив шегосяслоямм заруба бетонная из бетона марки 400 на гранитном щебне 17 мм эа 1 ч, началоразрушения 1,8 3,2 от 1,8всего количествамономера Нет Нет Толщина оголившегосяслоя,мм Прочность после воздейдействия НС 13 сут) Потеримономера,4 Материал Потери прочности, 3 Предел прочности, ИПа Бетон марки 300, пропитанный метилметакри-. латом с полимеризацией в воде известный) 15,8 28,4 6,1 11,3 2,0 Тот же бетон, пропитанный метилметакрилатом с полимеризациейв жидком стекле 19,9 189 50 1,2 0,3 ВНИИПИ Заказ 2040/Д 8 Тираж 620 Подписное филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная,% 10064П р и м е р 2. Отформованную и отвержденную бетонную трубу из бетона марки 400 помещают в сушильную камеру и выдерживают в ней в течение 10 ч при 110 о, после чего охлаждают на воздухе до 30 , погружают на 0,5 ч вопропиточную композицию состоящую иэ метилметакрилата (100 мас.ч,.), гидро- перекиси изопропилбенэола (4 мас.ч.)16 То же, пропитаннаяв метилметакрилате сгидроперекисью изопропилбензола и нафтенатам кобальта. Полимеризация в воде То же. Полимеризация 03в жидком стекле П р и м е р 3. Отформованную и отвержденную бетонную плиту толщиной 60 мм высушивают до постоянной массы при 120-150 , охлаждают до 25 , погружают -в автоклав, в который после 0,5 ч вакуумирования при 10 мм рт.ст.з подают смесь метилметакрилата и порофора 0 00:0,5 ). Пропитанное в течение 4 ч изделие перемещают в подогре 18 би нафтената кобальта (10 иас,ц,.), Затем трубу погружают в ванну с раэогряотым до 95 жидким стеклом, имеющим плотность 1,2 г/см , и выдерживают в нем 1,5 ч. После этого трубу извлекают и охлаждают на воздухе до 20о В табл, 2 приведены некоторые результаты такой обработки,Табли ца 2 ваемую ванну, заполненную жидкимстеклом плотностью 1,25 г/см 3 и температурой 50 .При этой температуреизделие выдерживают в течение 7 ч,после чего извлекают и отправляютна склад. Результаты обработки приведены атаба, 3,Таблица 3 Пределпрочностипри изгибе,ИПа