RU2049751C1

RU2049751C1 - Polymer-concrete mixture

Info

Publication number: RU2049751C1
Application number: SU5049065/05A
Authority: RU
Inventors: Н.В. Дракин; Т.И. Батовска; Т.И. Батовская
Original assignee: Акционерное общество "Элорг"
Priority date: 1992-07-22
Filing date: 1992-07-22
Publication date: 1995-12-10

Abstract

FIELD: building materials. SUBSTANCE: polymer-concrete mixture has, wt. -% epoxy diane resin 5-11; alkyl(aryl)glycidyl ester 0.8-1.6; amine hardener 1.4-2.8; phthalic acid dialkyl ester 0.8-1.6, and filler the rest. Filler source in polymer-concrete mixture: natural stone or glass waste processing at particle size less 20 mm or their mixture at the ratio 80:20, or a mixture of natural stone waste processing and glass abrasive working waste at particle size 0.09 (not above) at the ratio 85:15, or a mixture of natural stone processing waste, glass and glass abrasive working waste at the ratio 80: 5: 15. Mixture mobility is up to 12 cm, compression strength is up to 2072 kgs/cm². EFFECT: enhanced quality of mixture. 2 tbl

Description

Изобретение относится к составам по-лимербетонных смесей на основе эпоксидных диановых смол и твердых наполнителей, применяемых преимущественно в строительной индустрии. The invention relates to compositions of polymer concrete mixtures based on epoxy dianes and solid fillers, used mainly in the construction industry.

В качестве наполнителей могут быть использованы отходы карьерных разработок природного камня, таких как: гранит, мрамор, яшма, габбролабродарит и т.д. а также отходы стекла и абразивного материала стекольных производств. As fillers can be used waste quarrying of natural stone, such as: granite, marble, jasper, gabbrolabrodarite, etc. as well as waste glass and abrasive material from glass production.

Известна полимербетонная смесь для изготовления декоративного материала, включающая (в мас.) эпоксидный компаунд 8-10 и наполнитель мраморную крошку и песок с размерами частиц от 5 мм и менее. В состав эпоксидного компаунда входит эпоксидная диановая смола, пластификатор дибутилфталат, отвердитель полиэтиленполиамин. Known polymer concrete mixture for the manufacture of decorative material, including (in wt.) The epoxy compound 8-10 and the filler marble chips and sand with particle sizes of 5 mm or less. The composition of the epoxy compound includes epoxy Dianova resin, dibutyl phthalate plasticizer, hardener polyethylene polyamine.

Наиболее близким решением к заявляемому является состав, включающий, мас. Эпоксидный олигомер 5,65-7,04 Алкил(арил)глициди- ловый эфир 0,85-1,06 Аминный отвердитель 1,5-1,9 Минеральный напол- нитель 15,0-25,0 Минеральный за- полнитель Остальное
Технический результат от использования изобретения заключается в повышении физико-механических свойств увеличение прочности при сжатии материалов и изделий, уменьшение их толщины, т.е. экономия сырья, увеличение подвижности смеси, использование отходов производства и получение изделий с высокими декоративными свойствами.The closest solution to the claimed is a composition including, by weight. Epoxy oligomer 5.65-7.04 Alkyl (aryl) glycidyl ether 0.85-1.06 Amine hardener 1.5-1.9 Mineral filler 15.0-25.0 Mineral filler Else
The technical result from the use of the invention is to increase the physicomechanical properties, increase the compressive strength of materials and products, reduce their thickness, i.e. saving raw materials, increasing the mobility of the mixture, the use of industrial waste and obtaining products with high decorative properties.

Это достигается тем, что полимербетонная смесь, выключающая эпоксидную диановую смолу, аминный отвердитель, алкил(арил)глицидиловый эфир и наполнитель, содержит дополнительно диалкиловые эфиры фталевой кислоты, а в качестве наполнителя отходы переработки природного камня или стекла с размерами частиц менее 20 мм или их смесь при соотношении 80:20, или смесь отхода переработки природного камня и абразивного отхода обработки стекла с размерами частиц не более 0,09 мм в соотношении 85:15, или смесь отхода переработки природного камня, стекла и абразивного отхода обработки стекла в соотношении 80:5:15 при следующем содержании компонентов, мас. Эпоксидная диановая смола 5,0-11,0 Аминный отвердитель 1,4-2,8 Алкил(арил)глициди- ловый эфир 0,8-16 Диалкиловый эфир фталевой кислоты 0,8-1,6 Наполнитель Остальное
Использование предлагаемой смеси для изготовления строительных изделий сводит к минимуму вредное влияние поверхностной карбонизации окислов щелочных металлов, входящих в состав природных камней, которая происходит под влиянием углекислого газа и влаги воздуха. Это достигается благодаря использованию в составе заявляемой смеси модификатора класса алкил(арил)глицидиловых эфиров, увеличивающего адгезию связующего к наполнителю. Этот модификатор на стадии приготовления состава связующего для смеси оказывает пластифицирующее (по отношению к эпоксидной диановой смоле) действие и приводит к снижению вязкости связующего, а также за счет своих поверхностно-активных свойств к увеличению подвижности полимербетонной смеси на стадии ее переработки. Концентрация модификатора составляет 0,8-1,6 мас. на рецептуру всей полимербетонной смеси и является оптимальной с точки зрения влияния на снижение вязкости связующего. Как видно из представленных в табл. 1 данных, вязкость связующего, состоящего из эпоксидной диановой смолы, пластификатора (дибутилфталат), аминного отвердителя и модификатора (бутилглицидиловый эфир) резко снижается в диапазоне концентраций 10-20% что и обуславливает выбор оптимальной его концентрации 0,8-1,6 мас. при пересчете на всю рецептуру полимербетонной смеси.This is achieved by the fact that the polymer-concrete mixture, which turns off the epoxy diane resin, amine hardener, alkyl (aryl) glycidyl ether and filler, additionally contains dialkyl phthalic acid esters, and as a filler, waste materials from processing natural stone or glass with particle sizes less than 20 mm or their a mixture at a ratio of 80:20, or a mixture of waste processing natural stone and abrasive waste processing glass with particle sizes not more than 0.09 mm in a ratio of 85:15, or a mixture of waste processing natural stone, glass and abr active waste processing glass in a ratio of 80: 5: 15 with the following content of components, wt. Epoxy Dianova resin 5.0-11.0 Amine hardener 1.4-2.8 Alkyl (aryl) glycidyl ether 0.8-16 Dialkyl ether phthalic acid 0.8-1.6 Filler Else
The use of the proposed mixture for the manufacture of building products minimizes the harmful effects of surface carbonization of alkali metal oxides that make up natural stones, which occurs under the influence of carbon dioxide and air moisture. This is achieved through the use of the inventive mixture of a modifier of the class of alkyl (aryl) glycidyl ethers, which increases the adhesion of the binder to the filler. This modifier at the stage of preparing the composition of the binder for the mixture has a plasticizing effect (with respect to epoxy Diani resin) and leads to a decrease in the viscosity of the binder, as well as due to its surface-active properties, to increase the mobility of the polymer concrete mixture at the stage of its processing. The concentration of the modifier is 0.8-1.6 wt. on the formulation of the entire polymer concrete mixture and is optimal from the point of view of influence on reducing the viscosity of the binder. As can be seen from the table. 1 data, the viscosity of the binder, consisting of epoxy Dianova resin, plasticizer (dibutyl phthalate), amine hardener and modifier (butyl glycidyl ether) decreases sharply in the concentration range of 10-20%, which leads to the choice of its optimal concentration of 0.8-1.6 wt. when recalculated for the entire formulation of polymer concrete mix.

Сополимеризуясь с основной полимерной матрицей (эпоксидной диановой смолой) на стадии отверждения смеси, модификатор приводит к увеличению прочности готового материала, изделия. Copolymerizing with the main polymer matrix (epoxy Dianova resin) at the stage of curing the mixture, the modifier leads to an increase in the strength of the finished material, product.

Наблюдается также снижение порового пространства между частицами наполнителей и, как следствие, увеличение прослоек связующего между ними, приводящее к увеличению подвижности смеси и уменьшению напряжений после ее отверждения. За счет применения наполнителя, состоящего из частиц нерегулярной формы в интервале размеров 20-0,09 мм и менее удается получать материалы с текстурой, близкой к природной, у которой характеристический размер находится в выбранном интервале. При этом текстура получаемого материала, как правило, задается крупными фракциями наполнителя. Мелкие фракции, заполняя промежутки между частицами более крупными, образуют цветовой фон. Наполнители, используемые в составе полимербетонной смеси, представляют собой: природные камни естественные природные материалы отходы карьерных разработок магматических пород, добываемых взрывным способом. Представителями их могут быть гранит, мрамор, яшма, роданит, габбро, лабродарит и т.д. Используемые отходы, в случае необходимости, могут быть дополнительно подвергнуты дроблению на частицы требуемых размеров. Диапазон размеров частиц природного камня, применяемых в заявляемой смеси, составляет 20-0,09 мм и менее; отходы стекла представляют собой частицы битого стекла, а также частицы, полученные на операции резки стекла на заводах по производству изделий из стекла. Диапазон размеров частиц стекла, применяемых в заявляемой смеси, составляет 20-0,08 мм и менее. There is also a decrease in the pore space between the filler particles and, as a result, an increase in the interlayers of the binder between them, leading to an increase in the mobility of the mixture and a decrease in stresses after curing. Due to the use of a filler consisting of particles of an irregular shape in the size range of 20-0.09 mm and less, it is possible to obtain materials with a texture close to natural, in which the characteristic size is in the selected range. In this case, the texture of the obtained material is usually set by large fractions of the filler. Small fractions, filling the gaps between particles larger, form a color background. The fillers used in the composition of the polymer concrete mixture are: natural stones, natural materials, waste from quarrying of igneous rocks mined by the explosive method. Their representatives can be granite, marble, jasper, rhodanite, gabbro, labrodarite, etc. Used waste, if necessary, can be further subjected to crushing into particles of the required size. The range of particle sizes of natural stone used in the inventive mixture is 20-0.09 mm or less; glass wastes are broken glass particles, as well as particles obtained from glass cutting operations in glassware factories. The range of particle sizes of glass used in the inventive mixture is 20-0.08 mm or less.

Отходы стекла и абразивного материала представляют собой, например, частицы корунда или карбида кремния, полученные на операции абразивной обработки стекла на заводах по производству изделий из стекла, например, шлифовке, полировке. Диапазон размеров: от 0,09 мм и менее. При выборе соотношений частиц природного камня и стекла (80:20), природного камня и стекла с абразивным материалом (85:15); природного камня, стекла и стекла с абразивным материалом (80:5:15) исходили из того, чтобы указанные наполнители входили в выбранный интервал размеров, не оказывая среднего влияния на формирование подвижности смеси, прочностных характеристик и текстуры готового материала. Выбор природы частиц ориентирован на конкретный тип промышленных отходов (отсева природных камней при карьерных разработках, в частности, битое стекло, отходы стекла при резке, отходы стекла с абразивным материалом после шлифовки, полировки изделий из стекла). The waste glass and abrasive material are, for example, particles of corundum or silicon carbide obtained by abrasive processing of glass in factories for the production of glass products, for example, grinding, polishing. Size range: from 0.09 mm and less. When choosing the ratios of particles of natural stone and glass (80:20), natural stone and glass with abrasive material (85:15); natural stone, glass and glass with abrasive material (80: 5: 15) proceeded from the fact that these fillers were included in the selected size range, without having an average effect on the formation of the mixture mobility, strength characteristics and texture of the finished material. The choice of the nature of the particles is focused on a specific type of industrial waste (screening of natural stones during quarrying, in particular, broken glass, glass waste during cutting, glass waste with abrasive material after grinding, polishing glass products).

Приготовление полимербетонной смеси проводят следующим образом:
В смеситель, преимущественно лопастной, загружают дозированно эпоксидную диановую смолу, после чего последовательно вводят пластификатор диалкиловый эфир фталевой кислоты, модификатор алкил(арил)глицидиловый эфир и перемешивают до получения консистентной смеси. Добавляют аминный отвердитель и затем порциями в 3-4 приема вводят наполнители с размерами частиц 20-0,09 мм и менее при постоянном перемешивании. Перемешивание проводят до получения однородной массы. (Если частиц наполнителя выбранного интервала размеров нет, то их можно приготовить путем дробления в щековой и волновой дробилках с последующим отсевом на калиброванных ситах). Из готовой полимербетонной смеси получают различные материалы, изделия.Preparation of polymer concrete mixture is carried out as follows:
A dosed epoxy resin is metered into the mixer, mainly a paddle, after which the phthalic acid dialkyl ether plasticizer, the alkyl (aryl) glycidyl ether modifier are successively added and mixed until a consistent mixture is obtained. Amine hardener is added and then fillers with particle sizes of 20-0.09 mm or less are introduced in portions in 3-4 doses with constant stirring. Mixing is carried out until a homogeneous mass. (If there are no filler particles of the selected size range, they can be prepared by crushing in jaw and wave crushers, followed by screening on calibrated sieves). From the finished polymer concrete mixture receive various materials, products.

Для получения конкретного вида изделий (плитка, плита, фасонная отливка и т.д.) приготовленную полимербетонную смесь дозируют в форму соответствующего данному виду изделий. Форму предварительно покрывают разделительным слоем актиадгезива по поверхности, с которой будет контакт полимербетонной смеси. Эта операция способствует лучшему извлечению изделия после отверждения. Форму с полимербетонной смесью помещают на вибрационную площадку, закрепляют и подвергают вибрационной формовке по режиму, обеспечивающему получение бездефектного изделия. Затем форму помещают в тепловую камеру для отверждения полимербетонной смеси. Процесс отверждения может происходить и при комнатной температуре, но при этом время выдержки увеличивается. Полученное таким образом изделие извлекают из формы и складируют. Для изготовления из приготовленной полимербетонной смеси изделия (например, облицовочной плитки) ее дозируют в металлическую форму, имеющую ограничительную квадратную рамку 30х30х2 см. Форма предварительно покрывается антиадгезивной смазкой (солидол). Выгруженную смесь вместе с формой устанавливают на виброплощадке и подвергают вибрационной формовке (уплотнению) с амплитудой 1 мм при частоте 50 Гц в течение трех минут. Затем форму помещают в тепловую камеру и отверждают полимербетонную смесь при Т=60^оС в течение двух часов. Полученную таким образом плитку извлекают, охлаждают и складируют.To obtain a specific type of product (tile, plate, shaped casting, etc.), the prepared polymer concrete mixture is dosed in the form corresponding to this type of product. The mold is preliminarily coated with a release layer of the adhesive on the surface with which the polymer concrete mixture will be in contact. This operation contributes to better recovery of the product after curing. A mold with a polymer concrete mixture is placed on a vibration platform, fixed and subjected to vibration molding according to a regime that ensures the production of a defect-free product. The mold is then placed in a heat chamber to cure the polymer concrete mixture. The curing process can occur at room temperature, but the exposure time increases. Thus obtained product is removed from the mold and stored. For the manufacture of a product from a prepared polymer-concrete mixture (for example, a facing tile), it is dosed in a metal form having a bounding square frame of 30x30x2 cm. The mold is preliminarily coated with a release agent (solid oil). The unloaded mixture, together with the mold, is mounted on a vibrating platform and subjected to vibration molding (compaction) with an amplitude of 1 mm at a frequency of 50 Hz for three minutes. The mold is then placed in a thermal chamber and solidified polymer concrete mixture at T = 60 ^{° C} for two hours. The tile thus obtained is removed, cooled and stored.

Составы полимербетонных смесей и их свойства представлены в табл. 2. The compositions of polymer concrete mixtures and their properties are presented in table. 2.

Claims

POLYMERBETONIC MIXTURE, including an epoxy diane resin, an amine hardener, an alkyl (aryl) glycidyl ether and an excipient, characterized in that it additionally contains dialkyl ether of phthalic acid, and as a filler, waste materials from natural stone or glass with particle sizes less than 20 mm, or their mixture at a ratio of 80 to 20, or a mixture of waste processing natural stone and abrasive waste processing glass and particle sizes not more than 0.09 mm in a ratio of 85:15, or a mixture of waste processing natural stone, glass and abr zivnogo departing processing glass in a ratio of 80: 5: 15, with the following component ratio, wt.

Epoxy Dianne Resin 5.0 11.0
Amine hardener 1.4 2.8
Alkyl (aryl) glycidyl ether 0.8 16
Phthalic acid dialkyl ester 0.8 1.6
Filler Else