RU2049752C1

RU2049752C1 - Polymer-concrete mixture

Info

Publication number: RU2049752C1
Application number: SU5049066/05A
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 industry. SUBSTANCE: polymer-concrete mixture has, wt. -% unsaturated polyester resin 8.4-15; cobalt naphthenate 0.4-0.8; initiating agent of peroxide type 0.2-0.5; modifying agent unsaturated carboxylic acid glycidyl esters 1.0-1.7, and filler the rest. Filler is natural stone or glass processing waste, or their mixture at particle size less 20 mm at the ratio 80: 20, or a mixture of natural stone processing waste and glass working abrasive waste at particle size 0.09 (not above) at the ratio 85:15, or a mixture of natural stone processing waste, glass and glass working abrasive waste at the ratio 80:5:15. Mixture mobility is up to 8 cm, compression strength is up to 1596 kgs/cm². EFFECT: enhanced quality of mixture. 2 tbl

Description

Изобретение относится к составам полимербетонных смесей на основе ненасыщенных полиэфирных смол и твердых наполнителей, применяемых преимущественно в строительной индустрии. The invention relates to compositions of polymer concrete mixtures based on unsaturated polyester resins 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, габбро лабродарит и т.д. а также отходы стекла и абразивного материала стекольных производств. As fillers, waste from quarrying of natural stone, such as granite, marble, jasper, gabbro labrodarite, etc. can be used. as well as waste glass and abrasive material from glass production.

Известна полимербетонная смесь на основе связующего в количестве по массе 11-17,5, включающего ненасыщенную полиэфирную смолу, гипериз, нафтенат кобальта и наполнитель-графит и кварцевый песок с добавкой меламинцианурата в количестве 0,8-2,2 мас. Known polymer-concrete mixture based on a binder in an amount by weight of 11-17.5, including unsaturated polyester resin, hyperis, cobalt naphthenate and filler-graphite and silica sand with the addition of melamine cyanurate in an amount of 0.8-2.2 wt.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению является полимербетонная смесь с 10,6-17,2 мас. связующего, включающего ненасыщенную полиэфирную смолу, гипеpиз, нафтенат кобальта, добавку Соль Мора и в качестве наполнителя кварцевый песок с удельной поверхностью 2200 см²/г и 200 см²/г в соотношении 1: 3.Closest to the claimed invention is a polymer concrete mixture with 10.6-17.2 wt. a binder comprising an unsaturated polyester resin, hyperesis, cobalt naphthenate, Mohr's salt additive and silica sand with a specific surface area of 2200 cm ² / g and 200 cm ² / g in a 1: 3 ratio as a filler.

Технический результат от использования предлагаемой полимербетонной смолы заключается в увеличении подвижности полимербетонной смеси, уменьшении толщины изделий и повышении их долговечности. The technical result from the use of the proposed polymer concrete resin is to increase the mobility of the polymer concrete mixture, reducing the thickness of the products and increasing their durability.

Этот результат достигается тем, что полимербетонная смесь, включающая ненасыщенную полиэфирную смолу, нафтенат кобальта, инициатор перекисного типа, модификатор и наполнитель, содержит в качестве модификатора глицидиловые эфиры непредельных карбоновых кислот, а в качестве наполнителя отходы переработки природного камня или стекла или их смесь с размером частиц менее 20 мм при соотношении 80:20 или смесь отхода переработки природного камня и абразивного отхода обработки стекла с размером частиц не более 0,09 мм в соотношении 85:15, или смесь отхода переработки природного камня, стекла, абразивного отхода обработки стекла в соотношении 80:5:15 при следующем соотношении компонентов, мас. ненасыщенная полиэфирная смола 8,4-15,0; ускоритель полимеризации нафтенат кобальта 0,4-0,8; инициатор полимеризации гипериз (гидроперекись изопропилбензола) 0,2-0,5; модификатор глицидиловые эфиры непредельных карбоновых кислот 1,0-1,7; указанный наполнитель остальное. This result is achieved in that the polymer-concrete mixture, including the unsaturated polyester resin, cobalt naphthenate, peroxide type initiator, modifier and filler, contains glycidyl ethers of unsaturated carboxylic acids as a modifier, and natural stone or glass processing waste or a mixture with a size of particles less than 20 mm at a ratio of 80:20 or a mixture of natural stone processing waste and abrasive glass processing waste with a particle size of not more than 0.09 mm in a ratio of 85:15, or a mixture of stroke processing of natural stone, glass, abrasive glass processing waste in a ratio of 80: 5: 15, with the following component ratio, wt. unsaturated polyester resin 8.4-15.0; cobalt naphthenate polymerization accelerator 0.4-0.8; hyperisation polymerization initiator (isopropylbenzene hydroperoxide) 0.2-0.5; modifier glycidyl ethers of unsaturated carboxylic acids 1.0-1.7; specified filler else.

Технический результат достигается за счет сведения к минимуму поверхностной карбонизации окислов щелочных металлов, входящих в состав природных камней, которая происходит под влиянием углекислого газа и влаги воздуха. Это достигается за счет использования в составе заявляемой полимербетонной смеси модификатора класса глицидиловых эфиров непредельных карбоновых кислот. Этот модификатор на стадии приготовления состава связующего для смеси оказывает пластифицирующее действие по отношению к ненасыщенной полиэфирной смоле 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 1,0-1,7 мас. на рецептуру всей полимербетонной смеси и является оптимальной с точки зрения влияния на снижение вязкости связующего и соответственно влияние через этот фактор на увеличение подвижности полимербетонной смеси. Как видно из представленных в табл. 1 данных, вязкость связующего, состоящего из ненасыщенной полиэфирной смолы, ускорителя (нафтенат кобальта), инициатора (гипериз) и модификатора (глицидилметакрилат) резко снижается в диапазоне концентраций 10-20% что и обуславливает выбор концентрации модификатора 1,0-1,7 мас. при пересчете на всю рецептуру полимербетонной смеси. The technical result is achieved by minimizing the 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 polymer concrete mixture of a modifier of the class of glycidyl ethers of unsaturated carboxylic acids. This modifier at the stage of preparation of the binder composition for the mixture has a plasticizing effect with respect to the unsaturated polyester 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 1.0-1.7 wt. on the formulation of the entire polymer concrete mixture and is optimal from the point of view of the effect on reducing the viscosity of the binder and, accordingly, the effect through this factor on the increase in the mobility of the polymer concrete mixture. As can be seen from the table. 1 data, the viscosity of the binder, consisting of an unsaturated polyester resin, accelerator (cobalt naphthenate), initiator (hyperis) and modifier (glycidyl methacrylate) sharply decreases in the concentration range of 10-20%, which leads to a choice of modifier concentration of 1.0-1.7 wt . when recalculated for the entire formulation of polymer concrete mix.

Сополимеризуясь с основной полимерной матрицей (ненасыщенной полиэфирной смолой) на стадии отверждения смеси, модификатор приводит к увеличению прочности готового материала. By copolymerizing with the main polymer matrix (unsaturated polyester resin) at the stage of curing the mixture, the modifier leads to an increase in the strength of the finished material.

Технический результат заключается также в снижении 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. The technical result also consists in reducing 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 are waste materials 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.

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 20-0,09 мм и менее. Glass wastes are broken glass particles, as well as particles obtained from glass cutting operations in glassworks. The range of particle sizes of glass used in the inventive mixture is 20-0.09 mm or less.

Отходы стекла с абразивным материалом 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. Glass wastes with abrasive material are, for example, particles of corundum or silicon carbide obtained in the process of abrasive processing of glass in factories for the production of glass products, for example grinding, polishing. Size range from 0.09 mm and less.

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 отходы производств входили в выбранный интервал размеров, не оказывая вредного 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 взрывным способом, битое стекло, отходы стекла при резке, отходы стекла с абразивным материалом после шлифовки, полировки изделий из стекла). 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 the specified fillers production wastes were included in the selected size range, without adversely affecting 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 using an explosive method, broken glass, glass waste during cutting, glass waste with abrasive material after grinding, polishing glass products).

Приготовление полимербетонной смеси осуществляют следующим образом. Preparation of polymer concrete mixture is as follows.

В смеситель, преимущественно лопастной, загружают дозированно ненасыщенную полиэфирную смолу, после чего последовательно вводят гипериз, нафтенат кобальта и перемешивают до получения консистентной смеси. Добавляют при перемешивании модификатор класса глицидиловых эфиров непредельных карбоновых кислот и затем порциями в 3-4 приема вводят при постоянном перемешивании наполнители с размерами частиц 20-0,09 мм и менее. Перемешивание проводят до получения однородной массы. (Если частиц наполнителя выбранного интервала размеров нет, то их можно приготовить путем дробления в щековой и валковой дробилках с последующим отсевом на калиброванных ситах). Из готовой полимербетонной смеси получают различные материалы, изделия. A metered unsaturated polyester resin is loaded into a mixer, mainly a paddle, after which hyperis, cobalt naphthenate is successively introduced and mixed until a consistent mixture is obtained. A modifier of the class of glycidyl esters of unsaturated carboxylic acids is added with stirring, and then fillers with particle sizes of 20-0.09 mm or less are added 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 roller 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, соответствующую данному виду изделий. Форму предварительно покрывают разделительным слоем антиадгезива 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. To obtain a specific type of product (tile, plate, shaped casting, etc.), the prepared polymer concrete mixture is dosed in a form corresponding to this type of product. The mold is preliminarily coated with a release layer of release agent 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.

Составы и свойства полимербетонной смеси представлены в табл. 2. The compositions and properties of polymer concrete mixtures are presented in table. 2.

Claims

POLYMERBETONIC MIXTURE, including unsaturated polyester resin, cobalt naphthenate, peroxide type initiator, modifier and filler, characterized in that it contains glycidyl ethers of unsaturated carboxylic acids as a modifier, and natural stone or glass processing waste, or a mixture of the size particles less than 20 mm at a ratio of 80:20, or a mixture of waste processing of natural stone and abrasive waste of glass processing with a particle size of not more than 0.09 mm in a ratio of 85: 15, or a mixture of waste per the processing of natural stone, glass, abrasive waste processing glass in a ratio of 80: 5: 15 with the following content of components, wt.

Unsaturated Polyester Resin 8.4 15.0
Cobalt Naphthenate 0.4 0.8
Peroxide initiator 0.2 0.5
Specified Modifier 1.0 1.7
Specified Filler Else