Физико-механические и эксплуатационные свойства композиционных материалов на основе модифицированной карбамидной смолы и фосфогипса и технология получения из них изделий тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.19 ВАК РФ

У 7 >

ТАШКЕНТСКИЙ ОРДЕНА ДРУЖБЫ НАРОДОВ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ имени АБУ РАЙХАНА БЕРУНИ

На правах рукописи

САЛАХИТДИНОВ Бахрам Махмудович

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ

МОДИФИЦИРОВАННОЙ КАРБАМИДНОЙ СМОЛЫ И ФЗСФЗГИПСА И ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗ НИХ ИЗДЕЛИЙ

Специальности: 01. 04. 19 — Физика полимеров, 02. 00. 16 — Химия и технология

композиционных материалов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ташкент — 1990

>

N -Л /1

Работа выполнена в научно-исследовательской лаборатории кафедры «Общая химия» Ташкентского автомобильно-дорожного института (ТАДИ).

Научные руководители — доктор технических наук.

профессор АБДУЛЛАЕВ Ш. А.,

— кандидат технических наук, доцент АЛ И КУЛ О В П. У.

Официальные оппоненты — доктор химических наук,

профессор ЛЕВИН В. Ю.,

— кандидат технических наук. . . старшин научный сотрудник

ДЖУМАБАЕВ А. Б.

Ведущее предприятие —Научно-производственное объединение САНИИРИ им. В. Д. Жу-рина.

Защита состоится Р 1990 г. в —

час. на заседании специализированного совета К 067. 03. 09 в Ташкентском политехническом институте по адресу: 700095, г. .-Ташкент, ■ Вузгородок, Научно-исследовательский отдел «Композиционные и полимерные материалы» Ташкентского машиностроительного института, зал заседаний.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ТашПИ.

О '> С4

Автореферат разослан « ^^ » ^^ я_ 1990 г.

Отзыв просим направлять в 2-х экземплярах по адресу: 700095, г. Ташкент, Вузгородок, ул. Мирошкнной, 22, Главный корпус ТашПИ, ученому секретарю.

И. о. ученого секретаря специализированного совета, к. т. п., с. н. с.

ПАК И. И.

i з

. - ' i ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОШ

*

•тлу.'1. 5

""""Актуальность проблемы. В условиях развития научно-технического прогресса и бурного роста проэтленного производства все более острой становится проблема экологии. Вопроси утилизация побочных продуктов промшленности нкзют сегодня исключительное значение. Согласно Программы использования ваг.гнейших видов вторичных ресурсов в народной хозяйстве Узбекской ССР на 1986-1990 гг. и на период до 2000 года необходимо обеспечить использование фосфогипса за указанный период в количестве 4 млн.тонн и довести его переработку к концу этого периода до 800. тыс.тонн в год.

йосфогипс - крупнотоннажный отход химического производства, запасы которого к настоящему врэмзнц только в Узбекистане составляют более 60 млн.тонн. Его удаление в отвал и хранение связаны с большими капитальными затратами: 27,6 руб/т, т.е. 12? средней стоимости сооружения производства экстракционной фосфорной кислота (Э1К). Эксплуатационные затраты составляют 5,9 руб/т, т.е. 17,затрат на производство Э5К. При этом под отвалы от-чуядастся зачастуи плодородные земли. Креме того, пиль, обраэу-пцаяся в результате пересыхания верхнего слоя отвалов, загрязняет вредными веществямя почву и грунтовые воды.

В то не время нехватка корроэионно-стсйкнх материалов создает трудности с выпуском дефицитных изделий, и а частности, коллекторно-дрен&жных и канализационных труб. Применение вторичных ресурсов и отходов промышленных предприятий в производстве композиционных материалов позволит комплексно решить задачи как рационального использования природных минеральных ресурсов республики, так и охраны окружающей среды.

Работа выполнена в соответствии с планом НИР ТАДИ и республиканской комплексной программой использования важнейших видов вторичных ресурсов по госбюджетной теме № 117-89 (№ гос.ре гнет-, рации 01690023309).

Цель работы. Исследование физико-механических и эксплуатационных свойств композиционных полимерных материалов (КПЧ) на основе модифицированной карбамидной смолы и фосфогипса и разработка технологии получения из них изделий методом виброгидро-прессовяния.

Для достижения поставленной цели потребовалось решение

дущих задач:

- обосновать возможность использования отхода химического производства - фосфогипса в качестве наполнителя карбамидных смол ;

- исследовать физико-механические свойства КПМ на основе ггарбамидной смолы и фосфогипса ;

- разработать и оптимизировать составы, структуру и свойства КПМ на основе модифицированной карбамидной смолы и фосфогипса, удовлетворяющие требованиям для ниэконапорных (до 0,6 МПа) труб ;

- исследовать эксплуатационные свойства и долговечность разработанных КПМ;

- разработать технологии изготовления изделий из КПМ методой виброгидропрессования и оценить технико-экономиче.скую эффективность результатов проведенных исследований.

Научная новизна. Разработаны рецептуры наполненных фосфо-гипсом КПМ на основе модифицированной карбамидоформальдегидной смолы КЭЖ для изготовления коллекторно-дренатых и канализационных труб. Исходя из анализа структуры и химического состава фосфогипса научно обосновано его высокая технологическая совместимость с карбамидными смолами и показана возможность получения КПМ на их основе и изделий с достаточно высокими физико-механическими и эксплуатационными свойствами. Выявлено, что фосфогипо является не только наполнителем КПМ'на основе карбамидных связующих, но и эффективным отвердителем. Впервые предложена в качестве модификатора карбамидных смол лакокрасочная композиция TCK-I, которая, оказывая полйфункциональное действие, проявляет пластифицирупдие свойства. Это позволило не только улучшить технологические и деформационно-прочностные свойства КПМ, но и существенно повысить их стойкость к воздействию жидких агрессив-. них сред. Обнаружено повышение степени полимеризации свяэупцего при оптимальных содержаниях TCK-I. Оптимизированы составы КПМ по значимости основных структурообразующих факторов.

Практическая ценность. На основании теоретических и экспериментальных исследований предложен рациональный метод утилизации фосфогипса, способствующий улучшения экологической обстановки регионов сосредоточения химических производств. Разработанные сосагн Kliff эффективны при и/ применении л производстве изделий, T-ipniyriTHpyevwx п услпллях воздействия агрессивных сред, в част-

hoct.i, в коллекторно-дренажцой и канализационной сети.

Результаты исследований апробированы в производственных условиях Эйвалекского комбината спецжелезобетона (Ташкентская область), где из НПМ на основе модифицированной карбамидной смолу и фосфогипса выпущены опытные партии труб диаметром 500 мм и длиной 5185 мм.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы боли доложены и обсуждены на Х1У Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Ташкент, 1989) ; Республиканской научно-технической конференции "Экологические проблема ав1одорожного комплекса и промишенности республики и перспективы их решения" (Гаакент, 1933) ; Региональном семинаре "Сбусн опытом научно-технических разработок по противокоррозионной защше металлов" (Ташкент, 1990) ; конференциях профессорско-преподавательского состава ТАД'Л и Т.Ш''СХ (1988-19Э0 гг.).

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 7 научных статьях.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит hj введения, пяти глав, гывсдов, списка использованной литератур» и приложений. Диссертация содержит 114 страниц текста, 39 рисунков и 21 таблицу. Библиографический указатель содержит 169 наименований работ советских и зарубежных авторов.

СОДЕПНАНИЕ РАБОТЫ

Во'введении обоснована актуальность, научная новизна те!И, сформулировата основные положения и задачи исследования.

В первой главе рассмотрено состояние вопроса в области утилизации фосфогипса и его использования в производстве промышленных изделий. Произведен анализ свойств, преимуществ и недостатков основных классов термореактивных смол, применяемых в производстве КПМ строительного назначения. Рассмотрены теоретические особенности структуроойразоаания кврбамидо-форчальде-гндных смол и обоснована возможность их наполнения фосфогипсом.

Во второй главе приводятся характеристики применяемого при исследовании исходного сырья и материалов. В качестве связуги щего компонента использована карбамидоформальдегидкая смола ггарки ШИ, Выбор денной смолы обуслочлен еч технологичности-!, малой токсичностью, широкой сырьевой базой и низкой стоимостью.

Функции моли|ицирущих добавок в работе выполняли гидрофобизи-руьтап кремшйоргеническая жидкость ГКН-10 и лакокрасочная композиция ТСК-1 (ТУ 6-21-3342-5-89) - раствор комбинированной олифы и кубового отходя производства капролактама стадии-МО в ксилоле или толуоле.

В качеств наполнителя, отвердителя и водосвязугацего компонента КШ использован фосфогипс - отход производства экстракционной фосфорной кислоты Алмалыкского химического завода (ТУ 6-08-410-80), мелкого заполнителя - кислотостойкий песок Лл«а~ лнкского карьера.

Физико-механические и эксплуатационные свойства КПМ изучены с применением известных современных методов в соответствии с существующими ГОСТами.

Химическая стойкость КПМ определялась по изменению прочности, массосодержания и внешнего вида образцов после экспозиции в агрессивных средах согласно руководству на испытание полимерных композиций. Еыбор агрессивных сред обусловлен областью применения изделий. В качестве сред использованы: вода водопровод-нал ; 1%, 9?,-1(#-ные раствори серной кислоты; 1% и 3?-ныо раствори соляной кислоты; 1% и 10Х-ние раствори едкого натра, растворы солей, соды, трансформаторное масло и бензин.

Исследования по оптимизации составов КПМ проведены с применением методов планирования эксперимента. Экспериментальные данные обрабатывались с помощью сбвременных методов математической статистики.

В третьей главе приводятся данные исследований физико-механических свойств КПМ на основе карбамидной смолы и фосфогипса. Разработаны и оптимизированы составы, структура и свойства КПМ на основе модифицированной карбамидной смолы и фосфогипса, удовлетворяющие требованиям длянизконапорных (до 0,6 МПа) труб.

Результаты исследований наполнения карбамидной смолы КМ фосфогипсом (рис. I) показали, что наибольшая прочность КПМ наблюдается при влажности наполнителя до С увеличением.влажности прочность КПМ резко снижается. Если максимум прочности карбамидных КПМ, наполненных андезитом .или кварцем, находится в интервале дисперсности 4500-5000 см^/г, то при наполнении КИК фосфогипсом наблюдается ее сдвиг в область пониженной, дисперсности - 3300-3600 см^/г. Такой эффект объясняется следующим.

Рис. I. Зависимость прочности КПМ на основе К5Я в зависимости от содержании фосфогипса при различной его влажности. 1,2,3,4,5 - соответственно 3,5,10,20,Л0%.

йосфогипс, образующийся при сернокислотном разлокении фосфоритов К&ратау - пород осадочного происхождения, больная часть которых слокзна мелкокристаллическим аморфным фосфатом, обладает склонностьэ к комкованию при увлажнении. При удельной поверхности фосфогипса свытае 3500 cvfi/r склеивание ег.о частичек, слагающихся в рыхлую массу вследствие увлажнения свободной водой карбамидного связующего, происходит настолько интенсивно, что при смесеобразовании композиции устранить это слипание полностью не удается. В результате повышенное диспергирование фосфогипса приводит к обратному процессу - укрупнению частиц за счет их агрегатирования. Установлено, что максимальные значения статической прочности КПМ при оптимальной влапюсти и дисперсности "наполнителя распределяются в довольно узкой области - (5Г>--60)70 наполнения (рис. 2).

Лсследовано формирование структуры карбамидного связующего при наполнении фосполугидратом. Установлено, что КПМ на основе карбамидоформальдегидной смолы К$Ж и фосфогипса имеют достаточно однородную структуру е равномерным распределением составляющих компонентов. В результате двух одновременно протекающих процессов - гидратационного твердения фосфогипса и поликондеи-сации полимерного связующего образуется сложная структура, в которой свойства фосфогипса и' полимера взаимно дополняют и усиливают друг друга. Бинарный наполнитель, полученный в результата совмещения песка фракций 0,63-5 m с фосфогипеом, позволил получить высокопрочную матрицу с плотной структурой при минимальном расходе.обязующего. Модификация полимерного «пязуивего композицией TCK-I и кремнийорганичаской жидкостью ГКЕГ-М с целю

к ° п го Та га и ?j sá и i Содержание наполнителя,^ по массе

повышения водо- и химической стойкости КПМ, привела к совершенствованию их структуры. В результате достигнуто улучшение йх деформационно-прочностных и эксплуатационных спойств. Более плотная и равномерная структура наблюдается при введении композиции ТСК-1. Исследовано влияние ТСК-1, обладающей поверхности но-активннми свойствами вследствие наличия функциональных групп - СООН бензойной кислоты, содержащейся в отходах производства капролактама стадии-100, на степень полимеризации карбамидного связующего. Установлено, что.введение оптимального количества композиции ТСК-1 (3-5^ от массы связующего) приводит к сниязнию на (8-10)$ количества растворимой фракции связующего в воде и спирте.

а) ц

к 70

и м 'и

ВЯЯШ 552 кд

30 и

Содержание наполни-, телей, % по массе

Удельная поверхность, с иг/г

Рис. 2. Зависимость прочности КПМ на основе КИ в зависимости от удельной Поверхности и содержания различных наполнителей при их оптимальной влажности: а) I - фосфогипс, 2 - глиеж, 3 -кварц или андезит; .6) I - фосфогипс, 2 - глиеж, 3 -кварц, 4 - авдозит.

Методом математического планирования эксперимента оптимизированы составы КПМ (таблица I). Получены уравнения прочности (У|), водопоглощения (yg) и коэффициента водостойкости (Уд) в зависимости от расхода смолы (Xj), наполнителя (Xg) и модифицирующего компонента ' (Xg) :

.. yj- -8,493089 Xj2 + 11,625361 Х22 - 12,001274 Xg2 +

+0,00287 Xj-0,001247 Х2 + 0,003898 Xg + 65,00124}

У2= (0,505Xj - 0,I28)2 + (0,495Х2 + 0,122)2 + 0,268 ;

У3= 0,8934 2 (0,28Xj - 0,05)2 - (0,ЗХ2 + 0,03)2.

Таблица 1

Оптимальные составы КПМ

Содержание компонента в составах

Компоненты !

№ I

! % 'кр/З !(масс)Т

№ 2

№31

№ 4

(масс) !КГ/^3|(

I».

масс

)Рг^3!(масс)!кг/м3

Карбамидная смола 1Ш

Фосфогипс

Кварцевый песок фракций 0,63-5 км

ТСК-1

Ш-10

33,5 65,0

1,5

666 35,0 676 1293 63,2 1220

29,8 ' -

1,8 34,7

18,0 410 18,5 411

44,8 1021 41 911

36 821 39 867 1,2 27,4

- 1,5 33,3

Выявлена эффективность отварядения карбамидкых смол фосфо* гипсом, показатель рН-среды которого вследствие наличия в составе остатков серной, а такке фосфорной, фтористой, кремнефто-ристо-воцороднсй кислот составляет 2-2,5. При этом достигается высокая степень отверждения КПМ (92-94?), не уступающая показателю традиционного отвердителя карбамидных смол - солянокислого анилина.

В таблице 2 приведет; основные фиэнко-'*?ханичэские показатели разработанных составов.

Изучены основные технологические режимы приготовления КПМ. Установлено, что оптимальный реким супки фосфогипса - 3-4 часа при температуре 130-140°С. Исследованы методы шедения в смесь компонентов. Модифицирующие компонента ТСК-1 и ГКЖ-10 необходимо вводить в связующее. Данные добавки наряду с улучшением свойств связующего, повытают технологичность КПМ и сникают расход смолы. О'осфогипс предпочтительнее вводить в систему смола -модификатор в комплексе с тлят* заполнителем. Экстремальные значения прочности КПМ достигаются при длительности перемешивания смеси - 4-5 дан и вибр.оуплотнения 1-1,2 мин. Оптимальным диапазоном частоты виброуплотнения является 2500-3000 кол/мин, а амплитуды - 0,25-0,3 мм. Еыявлено, что при термообработке материалов по ступенчатому ражтф, их прочность повышается на (10-15)$ по сравнению с традиционным режимом термообработки.

Установлено; что прочность составов, содержащих добавки

1СК-1, на (20-22)£ выше, чем у составов с ГКЖ-Ю.

Таблица £ 2

Физико-мохаиические свойства КПМ

Физик о-мчхоничес кие свойства 1 Единица ! изм. ! ! 11СЛИ ЦЛЛ ! »2 ! иииюиии »3 1 1 №4

Объемная масса кг/м3 1700 1650 1950 1900

Статическая прочность

при сжатии МПа 59 48 65 54

при-изгибе МПа 16,5 16,0 14,5 14,0

Модуль упругости

при сжатии МПа 8000 8500 10500 11000

Коэффициент Пуассона - 0,28 0,25 0,32 0,3

Удельная ударная вязкость Дя/см2 0,3 0,24 0,28 0,23

Линейная усадка при отверждении . мм/м 1,28 1,5 1,05 1,4

Водопоглоп(ение за 24 часа с 0,24 0,3 . 0,21 0,28

Морозостойкость, не менее циклов 250 250 250 • 250

Истираемость г/см2 0,21 0,22 0,13 0,15

Изменение ударной вязкости исследуемых КПМ во времени : носит

окстремальный характер о последующей стабилизацией. У состава с ТСК-1 значения ударной вязкости выше на 695?, чем у эталонного без добавок, у состава с ГКЯ-10 - на 35$. Составы, не содержание вышеуказанных добавок, имеют тенденцию более медленного стремления к процессу стабилизации во времени. Нарастание внутренних напряжений, обуславливающих образование дефектов структуры, является определяющим для значений ударной вязкости, Наиболее стабильный характер значений ударной вязкости наблвдается у состава * 3, обладающего более совершенной структурой с минимальны^ количеством дефектов.

.■ Из деформативнвх свойств изучены модуль упругости, коэффициент Цуассона, предельные сжимаемость и растйкимость, линейная усадка в виде временного процесса в зависимости от вира модификатора и режима отверждения КПМ.

Выявлено, что вероятность трещинообразования в начальные -

наиболее критические сроки твердения КПМ отсутствует, так как в этот период модуль упругости у них невысокий, а предельные деформации, напротив, имеют повышенные значения, т.е. где 6р - предельные растягивающие деформации ; ¿ус* £ус,- усадочные деформации.

Четвертая глава посвящена исследованию эксплуатационных свойств и долговечности КПМ. Изучена коррозионная стойкость стальной арматуры в разработанных составах КПМ при воздействии яидких агрессивных сред.

Анализ экспериментальных донных показал, что разработанные КПМ обладают высокой износостойкостью. Потеря массы при.истирании у них в несколько раз менызе, чем у цементных бетонов.

Морозостойкость КПМ была исследована в зависимости от режимов их отверждения. При этом снижение прочности термообработан-ных" образцов после 250 циклов замораживания и оттаивания составило (6-9)^, образцов портального твердения - (8-10)^.

В результате исследований подо- и химической стойкости №<1 установлено, что системе полимер-фосфогипс, обладающей достаточно ексокичи фнзико-чеханическтщ свойствам, присуща значительная сорбционн&я способность. Введение в .систему модифицирующих ко?тонентов Ш-10-и TCK-I значительно повышает стойкость .кате- • риалов воздействию агрессивных средств. Определены зависи-'ости изменения коэффициента стойкости и чассосодержания КПМ от дли^ тельности действия агрессивных сред. Щелочь,в данном случае гидроксид натрия, является наиболее хштически активной к таким системам (рис. 3). В полученных зависимостях различаются две области: первая представлена участком максимального снижения прочности в начальный период испытаний (до 2 месяцев) ; ко второй можно отнести правую ч^сть кривой, когда происходит ее стабилизация. Снижение механических свойств КПМ под воздействием влажностно-агрессивных факторов н первой области - э основном, результат адсорбционного эффекта понижения прочности твердых-тел, который носит обратимый характер. Снижение прочностных характеристик во второй области носит необратимый характер, •yjo связано с физико-химическими процессами, происходящими, в материале (пластификация полимера, нарушение адгезионных связей и Т.Д.).

í 2.0 и

В"

cu

g 1.0 cu

1 0.5

en

o

O 5.0 4,0 G.0 8.0 (0,0 12,0

Ирололшвшвсть ислыганш), шяцы

tío

ЯзолвлшиТёшосТьТспытаипГйе^цьГ

Рис. 3. Зависимость коэффициента стойкости и массо-

содержания ИМ от срока экспозиции в растворах ■ едкого натра и хлористого натрия, а) состав К 3, б) состав № 4.

Наиболее высокой водостойкостью и химической стойкостью »осле 12 месяцев экспозиции обладают1 составы, содержащие добавку TCK-I. В целом, процесс снижения коэффициента стойкости КПМ иосит затухающий характер со стабилизацией последнего во времени ¿ а'разработанные составы характеризуются достаточно высокой стойкостью в выбранных агрессивных средах (табл. 3).

Известно, что электроизолирующие свойства КПМ на основе тер-: МОреактивных смол значительно снижаются под действием жидких , с|>е,ц, например^ при погружении в электролит. В композициях, от-верждаемых кислым -отвердителем, в частности,, карбамидных, .существует опасность коррозионного воздействия среды материала на áJWOTyjHy»'сталь¿ В.связи с этим, параллельно с химической стоД-

костью КПМ исследована коррозионная стойкость стальной арматуры в разработанных составах при воздействии жидких агрессивных сред. В результате прямых коррозионных испытаний установлено, что процесс коррозии в целом носит затухающий характер. В составах, содержащих композицию ТСК-1, сохранность орт туры на (30-33?) выше, чем в составах с ГКН-Ю.

Таблица ?? 3

Химическая стойкость КПМ после 12 месяцев экспозиции в агрессивных средах

Коэффициент стойкости составов

Агрессивная среда ! \Ь I ! №2 Ю ! Р4

Вода 0,83 0,81 0,90 0,83 ■

I/5-ный р-р H^SO^ 0,84 0,8 0,81 0,78

' 2?-ный Р-Р MaSO^ 0,87 0,85 0,87 0,80

10£-ный р-р UiSOj, 0,89 0,86 0,88 0,82

1%.ный р-р Hcl 0,84 0,82 0,83 0,81

5%-тП р-р Hcl 0,88 0,86 0,88 0,83

l%-ml\ р-р (JctOH 0,76 0,74 0,8 0,76

10^-ный р-р //лОН 0,73 0,71- 0,76 0,73

io^-нь'й р-р fifacl 0,82 0,84 0,84 0,86

io^-ный р-р f/a^^ ■0,91 0,85 0,92 0,86

Трансформаторное масло 0,91 0,92 0,90 0,92

Бензин 0,90 0,56 0,92 0,98

.. В пятой-главе предложена технология изготовления виброгид-ропрессованных труб из разработанных КПМ на существующем оборудовании для производства железобетонных труб с учетом специфических особенностей предложенных составов (рис. 4). Обоснована технико-экономическая эффективность применения КПМ в производств ве коллекторно-дренажшх и канализационных труб.

Проведены производственные' испытания изготовленных труб диаметром 500 мм.

Прочность и коэффициент однородности изделий свидетельствуют об эффективности предложенной технологии. При кратковременных испытаниях выявлено, что начальные деформативные изменения происходят в сухом состоянии - при нагрузке 0,15 Х^о,. а во влажном при 0,12 кр , где Rp - кратковременная разрушающая нагрузка.

Подготовка наполнит, и мелкого заполнит.

±

Склад наполнителя и мелкого заполнителя__

Склад для смолы и модификатора

Отделка и ремонт труб

Калибровка раст-труба труб

Гидролспытание труб

X

• Складирование

Дозаторы для наполнителя

мелкого . заполнителя

сколы'

модификатора

Перемешивание наполнителя и мелкого заполнителя

Распалубка

Разборка

Подготовка и сборка наружной форда

Коплектация фор®

Формование

Гидропрессование и термическая обработка

Перемешивание смолы и модификаторы

ириготов-ление ком-поз иши

Нзготовле-ние спирального каркаса

Рис. 4. Принципиальная технологическая схема изготовления -виброгидропресооватшх труб из разработанных КПМ.

Стабильнее из'.ткпые деформаций в сухом состоянии происходит при нргрузках от 0,6 /?р до 0,85 1?р , л во вла.тнен - от 0,4 Р?р до 0,9 Рр . Результаты длительных испытаний показали, что их длительная прочность находится в облпети (0,49-0,51) Рр-:-'пкс:!'плмг?™ дефортошгл труб по осям, возникающие от дпгапге нагрузок по ялэдном и сухом состоянии, близки по своим значениям. При пщроиспиташтх на водонепроницаемость первые следы фчльтрими воды появились на наружной поверхности изделий в виде пятен при гидростатическом давлении в системе 0,85 МПа, в виде капель - при 0,95 МПа. Первые признаки разрушения в виде трещин при пкроиспитаниях нп трегошостоАкость появились при лавленчл 1,25 МПа. Среднее значение топорности составило 0,85 МПа, что соответствует И классу топорности по ГОСТ 12586.0-83. Таким обрезом, по свои»» техническим характеристикам они удовлетворяет требованиям, предт-япляечкм при эксплуатации в закрытых конплизгпиппшх, коллекторно-лренп'п'мх и других !пзко- и безнапорных системах.

Практическая реализация результатов работы осуществлзна "Плалекскон комбинате спецтелезобетсна (Ташкентская область)■ Минпромстройматериалов 5'зССР, где в 1988-1989 гг. из разработанных составов выпущена опытная партия труб диаметром 500 и длиной 5185 мм. Ожидаемый экономический эффект - 300 тыс.рублей в год. '.

ВЫВОДИ

1. Исходя из анализа структуры и химического состава фос5о-гипеп научно обоснована его высокая технологическая совместимость с карбямидофордальдегидными смолами и показана возможность получения КПМ на их основе, удовлетворяющих требованиям для низконапорных (до 0,6 МПа) труб.

2. Емявлено,что фосфогипс является но только нзполнителем КП?^ на основе карбамидных связующих, но и эффективным отвердите-лэм, не уступающим традиционному отвердителго карбамидных смол -солянокислому анилину. Высокая прочность 1ШМ-50-60 МПа при.наполнении фосфогипсом достигается степенью наполнения 55-60$ по массе и дисперсностью наполнителя 3300т3600 см^/г, что обеспечивает наиболее совершенные структуры КПМ. При этом эффективной является ступенчатая термическая обработка КПМ.

3. Впервые предложена в качестве модификатора карбамидо-

формальдегидных смол лакокрасочная композиция ТСК-1, которая, оказывая полифункциональное действие, проявляет пластифицирующие свойства. Это позволило не только улучшить технологические и деформационно-прочностные свойства КПМ, но и существенно повысить их стойкость к воздействию жидких агрессивных сред. При этом прочность КПМ повышается на 30-40^, ударная вязкость - на 60-70$, химическая стойкость - в 1,5-2 раза.

4. Разработаны рецептуры наполненных фосфогипсом КПМ на основе карбамидоформальдегицной смоли ИН, модифицированной добавками ТСК-1 и ГКЕ-10. Причем модификатор ТСК-1 более эффективнее для улучшения деформационно-прочностных свойств КПМ по сравнению с традиционно используемым модификатором карбаиидо-фор-мальдегидных смол - добавкой типа ГКЖ-10. Обнаружено повышение степени полимеризации связуюцего на 8-10? при определенных содержаниях ТСК-1.

Оптимизированы составы КПМ по значимости основных структурообразующих факторов.

5. Установлено, что наиболее высокой водостойкостью (Кот -- 0,88-0,9) и химстойкостью (Кст = 0,76-0,92) обладают композиты,' модифицированные добавкой ТСК-1. При этом интенсивность изнашивания составила 0,15-0,21 г/см^, что значительно никз, чом у цементных бетонов, используемых для изготовления коллекторно--дренажных и канализационных труб.

6. Предложена технология изготовления труб из разработанных КПМ методом виброгидропрессования. Выпущены опытные партии труб диаметром 500 мм длиной 5185 мм в производственных условиях ЭйвалекскоГо комбината спецжвлозобетона (Ташкентская область).

Ожидаемый экономический эффект - 300 тыс. 'рублей в год.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1, Салахитдинов Б.М., Абдуллаев Ш.А. Композиционный строительный материал // Архитектура и строительство Узбекистана. -1989. - # 10. - С. 34-35.

2. Утилизация некоторых крупнотоннажных отходов химической промышленности Узбекистана / 111.Абдуллаев, А.Н.Тахиров, А.А.Азимов, Е.В.Ниллерман, Б.М.Салахитдинов .// Х1У Менделеевский сьезд ПО общей и прикладной хлиил : Рефераты докладов н сообц&ний. -М.: Наука, 19С0. .- Т. 2. - С. 40В:

3. Абдуллаев Ш., Миллерман Е.В., Салахитдинов Б.М. Использований отходов химических производств в Узбекистане // Экспресс-информация УзНИ'.ЙШ Госплана УзССР. - 1989. - 4 с.

4. Выпуск опытной партии труб из 1!СМ на ЭНвалекокоч кбмби-нзте спецяелеэобетона / Б.М.Салахитдинов, ¡3.Абдуллаев, А.Н.Та-хиров, Т.А.Батыров, Б.Г.Кэн // Архитектура и строительство Узбекистана. - 1990. - » 3. - С. 28-29.

5. Салахитдинов Б.М., Аликулов П.У., Абдуллаев Ш. Химическая стойкость полимерных композитов, наполненных фосфогипсоч // Экологические проблемы автодорожного комплекса и промышленности республики и перспективы их решения : Тез. докл. научно--техн. конференции. - Ташкент, 1990. - С. 35-37.

6. Салахитдинов Б.М., Аликулов П.У., Абдуллаев Ш. Коррозионная стойкость стальной арматуры в поличэрбетошой композиции на основе смолы 1ГК5 // Обмен опытом научно-технических разработок по противокоррозионной защите металлов: Тез. докл. регионального семинара. - Ташкент, 1990. - С. 38.

7. Салахитдинов Б.М. Некоторые структурные особенности композиционного материала на основе карблмидной смолы и дисперсного наполнителя // Доклады АН УзССР. - 1990. - II.

I К'ЛГНГШ'О I, 1 ч | "I Ч 1. пфГЧ'НГЧ ОПН'Ч ]

;",„ гиТ.яб"

огп.гч !

1|.:.|..... 1,4' iii! i >•!•>

Г. Ф"р"ПТ (л МНТП Г,п <М7.ч

100" Л>/693