Госстрой СССР
Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт бетона и железобетона (НИИЯБ)
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ КОНСТРУКЦИИ ИЗ ПОЛИМЕРБЕТОНОВ СО СПЕЦИАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ
Утверждены директором НИИНБ 23 июня 1966 г.
Москва 1986
УДК 666.972-036
Печатаются по решению секции коррозии и спецбетонов НТС КИИКБ Госстроя СССР от 12 июня 1966 г.
Рекомендации по изготовлению конструкций из полимербетонов со специальными свойствами. И., НИИЖБ Госстроя СССР, 1986, 30 с.
Содержат основные положения по технологии изготовления изделий из полимербетонов, в том числе со специальными - электрическими, виброгасящими, вакуумплотными и др.- свойствами. Приведены требования к материалам, особенности приготовления и формования смеси. Даны рекомендации по контролю качества, порядку приема и транспортированию изделий из полимербетонов.
Предназначены для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций.
Табл.13, илл.З.
(с) Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт бетона и железобетона Госстроя СССР, 1966 г.
Составлявшие |
Крупность
(фракция),
мм |
Расход составлявших дл |
я |
|
состава 12 |
состава 13 |
состава 14 |
|
• * |
кг/м3 |
* |
кг/м3 |
* |
кг/м3 |
Зебень: гранитны? габбро |
5-20 |
49,5-51 |
1285-1325 |
49-51 |
::70-Т225 |
51-53 |
1295-1345 |
Песок: кварцевы? габбро |
0,14-2.5 |
30-29,5 |
765-785 |
30-32 |
720-770 |
28-30 |
710-760 |
Наполнитель |
0,14 |
9-9,5 |
235-245 |
8-9 |
190-205 |
8-9 |
205-230 |
Смола ФА (ФАИ) |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Эпоксидная смола |
• |
9-9,5 |
235-245 |
_ |
_ |
|
_ |
Мояиэтиленполиамин |
- |
1,4-1,8 |
36-46 |
- |
- |
- |
- |
Компаунд на ЗШ |
- |
- |
- |
8-9 |
;уо-205 |
8-9 |
205-230 |
Составляете |
Крупность
(фракция),
мм |
Р а с х |
о д |
состава 15 |
% |
кг/м3 |
Песок: кварцевый |
0,14-1,25 |
И,0-55,0 |
1145—1165 |
габбро |
0,315-1,25 |
- |
- |
Наполнитель |
0,14 |
26,5-27,5 |
560-580 |
Эпоксидная смола ЭД-20 |
- |
8-9 |
170-190 |
Смола ФА (ФАМ) |
- |
8-9 |
170-190 |
ПЭПА |
- |
3,2-3,6 |
68-76 |
Компаунд на ММА |
_ |
. |
_ |
Таблица 6. Составы полимербетонов для станко-и
машиностроения (для горячей технологии) |
Составляющие |
Крупность |
Рас |
ход |
|
(фракция)» |
состава 19 |
|
|
% |
кг/мэ |
Щебень гранитный габбро |
5-20 |
48-49 |
1110-1135 |
Песок кварцевый габбро |
0,14-2,5 |
27-29 |
625-670 |
Напонитель |
0,14 |
13-14 |
300-325 |
Эпоксидная смола ЭД-20 |
- |
8-9 |
185-210 |
Смола ФА (ФАМ) |
- |
- |
- |
Полиэтиленполиамин |
- |
1,2-1,7 |
27-38 |
|
12
С 0 с т |
а в л я о |
I х д л |
|
|
|
состава 16 |
состава 17 |
состава 18 |
% |
кг/м3 |
% |
кг/м3 |
% |
кг/м3 |
55-56 |
1245-1265 |
53,0-54,0 |
II55-II70 |
55-56 |
1285-1305 |
25-26 |
565-585 |
32,5-33,5 |
705-720 |
31,5-32,5 |
760-780 |
8,0-9,0 |
180-200 |
- |
- |
- |
_ |
8,0-9,0 |
180-200 |
- |
- |
- |
_ |
3,2-3,6 |
72-80 |
- |
- |
- |
_ |
- |
- |
13-14 |
280-305 |
12,5-13.5 |
290-315 |
Продолжение табл.6 |
составл яс |
Щ И X Д J |
я |
|
|
состава 20 |
состава 21 |
__ состава 22 |
% |
кг/м3 |
% |
кг/м3 |
% |
кг/м3 |
_ |
.. |
47-48 |
И00-П25 |
|
|
50-51 |
1305-1330 |
- |
- |
48-49 |
1265-1290 |
- |
|
27,5-29 |
645-675 |
|
|
29,5-30,5 |
770-820 |
- |
- |
27.5-29 |
725-765 |
11,5-12,5 |
300-325 |
15,5-16.5 |
360-385 |
|
410-435 |
8-9 |
210-235 |
3,6-4,0 |
85-95 |
3,2-3,6 |
85-95 |
- |
- |
3,6-4.0 |
85-95 |
3,2-3,6 |
85-95 |
12-1,7 |
31-44 |
1,45-1,6 |
34-38 |
1,3-1,45 |
31-38 |
13
Составляющие |
Крупность
(фракция),
мм |
**
о
«О
р. |
о д |
состава 23 |
% |
кг/м3 |
Песок: кварцевый |
0,14-2,5 |
57,0-58,5 |
1225-1260 |
габбро |
0,315-2,5 |
- |
- |
Наполнитель |
0,14 |
24-25 |
515-540 |
Смола ФА (ФАМ) |
- |
7,0-8,0 |
150-170 |
Эпоксидная смола ЭД-20 |
- |
7,0-8,0 |
150-170 |
Полиэтиленполиамин |
- |
2,8-3,2 |
60-69 |
|
Таблица 8. Составы полимербетонов для станко- и
машиностроения (для каркасной технологии) |
Составляющие |
Крупность (фракция), им |
Р а с х о состава |
д
27 |
% |
кг/м3 |
Щебень: гранитный |
10-20 |
67-68 |
1575-1600 |
|
5-10 |
|
|
габбро |
10-20 |
|
|
|
5-10 |
- |
- |
Песок: кварцевый |
0,315-0,63 |
15,5-16 |
365-375 |
габбро |
0,315-0,63 |
- |
- |
Наполнитель |
0,14 |
8-8,5 |
190-200 |
Смола ФА (ФАМ) |
- |
3,3-3,8 |
80-90 |
Эпоксидная смола ЭД-20 |
- |
3,3-3,8 |
80-90 |
Полиэтиленполиамин |
- |
1,35-1,5 |
32-37 |
Компаунд на ММА |
- |
|
_ |
|
Примечание. Для составов 27 и 28 следует применять горячие смеси |
14
составляющих для |
состава 24 |
состава 25 |
состава 26 |
% |
кг/м3 |
% |
кг/м3 |
% |
кг/м3 |
60-61 |
I4I0-I435 |
53-54 |
1065-1085 |
57-58 |
1235-1260 |
22-23 |
515-540 |
22-23 |
440-460 |
20-21 |
435-460 |
7,о-а,о |
165-185 |
- |
- |
- |
- |
7,0-6,0 |
165-185 |
19,5-20,5 |
390-4X0 |
19-20 |
415-430 |
2,8-3,2 |
66-75 |
3,0-3,8 |
60-76 |
2,8-3,6 |
61-78 |
|
Продолжение табл.8 |
С 0 с |
т а в л я |
D Щ И X Д |
п я |
|
|
состава 28 |
состава 29 |
состава 30 |
% |
кг/м3 |
% |
кг/мэ |
% |
кг/м3 |
71-72 |
1865-1865 |
67-67,5 |
1595-1605 |
69-69,5 |
1870-1885 |
14-15 |
365-395 |
17,0-17,5 |
405-415 |
17-17,5 |
460-475 |
7-7,5 |
165-195 |
9-9,5 |
215-225 |
7,8-8,5 |
215-225 |
3-3,5 |
80-92 |
- |
- |
- |
- |
3-3,5 |
80-92 |
- |
- |
- |
- |
1,2-1,4 |
32-37 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
6,0-6,5 |
145-155 |
5,7-6,0 |
145-155 |
|
15
Таблица 9. Свойства диэлектрических полимербетонов |
Физико-механические свойства |
Составы |
|
I |
2 |
Плотность (не менее) ^ , кг/м3 |
2300 |
2300 |
Прочность при сжатии (не менее) Re, МПа |
80 |
100 |
Прочность^при растяжении (не менее) |
5 |
9 |
Модуль упругости (не менее) Е, МПа |
32000 |
30000 |
Коэффициент Пуассона (не менее) ju |
0,21 |
0,26 |
Диэлектрическая проницаемость (при частоте 5 МГц)с |
3-4 |
3-4 |
Тангенс угла диэлектрических потерь tg 6 |
0,04-0,05 |
0,037-0,045 |
Удельное объемное электрическое сопротивление (не менее)j)v , Ом.см |
6.I012 |
9,5.Ю12 |
Удельное поверхностное электрическое сопротивление (не менее) ps , Ом |
4.I013 |
4.Ю13 |
Пробивное напряжение (не менее) Епр, кВ/см |
45 |
65 |
|
Таблица 10. Свойства электропроводящих полимеррастворов |
Физико-механические свойства |
Составы |
3 |
4 |
Плотность (не менее) f , кг/м3 Прочность при сжатии R , МПа Адгезия, МПа: к стали к ЭПБ
Удельная электрическая проводимость (не ниже) , См/м
Жизнеспособность смеси, мин
Время отверждения, ч |
1250
20-30
I,4-2,0
Разрушение слою электр полимербето
6-9
40-45
20 |
1200
14-18
1,4-1,7
происходит по
опроводящего
на
8-10
40-45
20 |
|
и |
Величина, обратная удельному объемному электрическому сопротивлению.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Рекомендации составлены в развитие СН 525-80 ("Инструкция по технологии приготовления полимербетонов и изделий из них". М., Стройиздат, 1981) и ГОСТ 25246-82 и содержат основные положения по технологии изготовления изделий из полимербетона со спедиаль -ныыи свойствами.
Разработаны НИИЖБ Госстроя СССР (д-р техн.наук, проф. В.В.Пату роев, квандидаты техн.наук Г.К.Соловьев, 0.И.Красильникова, А.Н.Волгушев, инженеры В.А.Елфимов, И.Б.Уварова, Л.Г.Мосина при
участии в/ч 52690 (канд.хим.наук В.Н.Сердюк, инж.О.В.Илингин).
Все замечания и предложения по содержанию Рекомендаций просим направлять в НИИЖБ по адресу: 109389, Москва, 2-я Институтская ул.
Д.6.
Дирекция НИИЖБ
3
I. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящие Рекомендации распространяются на проектирование составов, приготовление и контролья качества полимербетонов, поли-меррастворов для изготовления конструкций и изделий, обладающих специальными свойствами, в том числе диэлектрическими, электропроводящими, демпфирующими, вакуумной плотностью и другими, и могущих эксплуатироваться при температуре не выше t > 80 °С и не ниже t а -60 °С.
1.2. Предлагаемые виды полимербетонов предназначены:
а) диэлектрические полимербетоны (см.табл.2) - для:
электроизоляционных изделий и конструкций (составы I и 2); конструкций, эксплуатирующихся в условиях воздействия блуждающих токов (составы I и 2);
конструкций вакуумных систем (состав 2);
изделий и конструкций специального назначения (состав 2);
б) электропроводящие полимербетоны (см.табл.3):
на расширенном графите (составы 5-8) - для:
штучных электропроводящих изделий типа плит пола, самонесущих стеновых панелей, используемых с целью радиоэкранирова -ния;
моделей, предназначенных для получения деталей гальваническим способом;
на графите марки "ГГ (составы 6-8) - для:
несущих стеновых панелей, плит перекрытий и других элементов зданий, требующих радиоэкранирования;
штучных электропроводящих изделий повышенной прочности;
в) электропроводящие полимеррастворы (см.табл.2) - для:
приклейки плиток при устройстве радиоэкранирующих облицовок;
заделки стыков;
изготовления штучных электропроводящих изделий;
г) полимербетоны и полимеррастворы с высокими демпфирующими свойствами - (см.табл.4 и 5) - составы 9-16 - для:
станин станков и деталей машиностроения с высокими вибра -ционными нагрузками (см.п.1.4 настоящих Рекомендаций);
фундаментных плит для различного технологичесяого оборудования с высокими динамическими и вибрационными нагрузками; корпусов высокочастотных индукторов;
д) полимербетоны и полимеррастворы, обеспечивающие высокую стабильность геометрических размеров - составы 17-30 (см.табл.6-8)
- для:
поверочных плит; направляющих, стоек и столов;
станин высокоточных и выоокоточньгх и высокопроизводитель -ных станков.
1.3. Полимербетоны, предназначенные для изготовления деталей станкостроения кроме требований СН 525-80 должны обеспечивать: возможность обработки алмазно-абразивным инструментом, стабильность геометрических размеров за год эранения или эксплуатации при температуре t * 20f5 °С и относительной влажности среды 50+10 % (в пределах 0,002 мм на базе 400 мм и коэффициент демпфирования - не менее, чем у габбро-диабаза или 0,005.
2. ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ И СМЕСЯМ
Смолы, отвердители. растворители, пластификаторы
2.1. Для приготовления полимербетонов и полимеррастворов еле -дует применять
а) в качестве связующего:
фурфурол-ацетоновые смолы ФАМ и ФА (ТУ 59.02.039.07-79 Мин-микробиопром СССР);
эпоксидно-диановые смолы ЭД-20, ЭД-22 (ГОСТ 10587-76*); фурано-эпоксидная смола ФАЭД (ТУ 02.039.13/78 Минмикробио-пром СССР);
эфир метиловый метакриловой кислоты (мономер метилметакрилат) ММА ГОСТ 20370-74;
б) в качестве отвердителей:
бензолсульфокислота БСК (ТУ 6.14-25-74); полиэтиленполиамин ПЭПА (ТУ 6.02-594-80 Е, Минхимпром
СССР);
диметиланилин ДМА (ГХТ 2168-83); перекись бензоила ПБ (ГОСТ 14888-76);
в) в качестве пластифицирующих добавок:
глицерин (ГХТ 6824-76*); дибутилфталат (ГХТ 2102-67); диэтиленгликоль (ГОСТ 10136-77).
5
2.2. Для растворения БСК применяют ацетон (ГОСТ 2768-8-1).
2.3. Для снижения летучести метилметакрилата и стабилизации
протекания,реакции отверждения следует применять соответственно нефтяной парафин (ГОСТ 23683-79м) и эмульсионный полистирол
(ГОСТ 20282-74м).
Заполнители и наполнители
2.4. В качестве крупного заполнителя может применяться щебень из естественного камня (габбро, гранита) или из гравия одной или одновременно нескольких фракций, диаметром в пределах 0,2 минимального сечения конструкции, отвечающей требованиям ГОСТ 8267-62, ГОСТ 8268-82, ГОСТ 10260-82 и СН 525-80,
2.5. В качестве мелкого заполнителя следует применять кварцевые пески или дробленные фракционированные пески из габбро, отвечающие требованиям ГОСТ 8736-77 и СН 525-80.
2.6. В качестве заполнителя для электропроводящих полимер-растворов следует применять коксовую мелочь по ГОСТ П255-75м,зернового состава 0,25 мм.
2.7. В качестве наполнителя следует применять:
а) в общем случае - андезитовую (ТУ 6-I2-I0I-77 Минпромстрой СССР) или кварцевую (ГОСТ 9077-82) муку, либо маршалит (ГОСТ 8736-77м);
б) для приготовления электропроводящего полимербетона:
расширенный графит е удельной поверхностью 36-56 м^/см^ и насыпной массой 0,016-0,005 г/см3 (Калушское ПО "Хлорвинил");
графит марки "П", отвечающий требованиям ГОСТ 8295-73 (Завальевский графитовый комбинат).
2.8. Влажность инертных материалов не должна превышать 0,5 % (для заполнителей) и 1 ^ (для наполнителей) кроме диэлектрических составов, для которых влажность заполнителей и наполнителей н е должна превышать 0,1 % по массе. Заполнители и наполнители не должны содержать включений карбонатов и оснований.
Составы полимербетонов и полимеррастворов
2.9. Составы следует принимать:
а) при изготовлении диэлектрических, электропроводящих и ва -куумных полимербетонов и полимеррастворов - по табл.1-3;
6
Таблица I. Составы диэлектрических полимербетонов |
Составляющие |
Крупностр |
Расход составляющих для |
(фракция). |
состава i |
состава 2 |
|
|
% |
кг/м3 |
% |
кг/м3 |
Щебень гранитный |
10-20 |
52,0 |
1240 |
50,5 |
1212 |
Песок кварцевый |
0,5-2,5 |
23,5 |
564 |
24,5 |
588 |
Мука андезитовая |
|
12,7 |
305 |
12,5 |
300 |
Фурфурол-ацетоновая смола |
- |
10,0 |
240 |
3,2 |
77 |
Эпоксидная смола ЭД-20 |
- |
- |
- |
7.5 |
180 |
Бензолсульфокислота |
- |
1.8 |
43 |
- |
- |
Полиэтиленполиамин |
- |
- |
- |
1.8 |
43 |
|
Таблица 2. Составы электропроводящих полимеррастворов |
Составляющие
Расход составляющих для
состава 3 | состава 4 |
Эпоксидная смола ЭД-20
Пластификатор
Полиэтиленполиамин |
% |
кг/м3 |
кг/м3 (при толщине защитного слон 4мм |
%
’ |
кг/м3 |
кг/м3 (при тол шине защитного слоя 4 мм) |
67,5 |
810 |
3,24 |
66,0 |
824 |
з,з |
12,5 |
150 |
0,6 |
_ |
_ |
_ |
12.5 |
150 |
0.6 |
24,0 |
300 |
1.2 |
2,5 |
30 |
0,12 |
5,0 |
63 |
0,25 |
5,0 |
60 |
0,24 |
5,0 |
63 |
0,25 |
|
б) при изготовлении детален в станкостроении;
с применением обычной технологии - по табл.4 и 5; при формовании горячих смесей - по табл.6 и 7; при формовании с фиксированным каркасом - по табл.О.
В табл. I-& приведены расходы составляющих в % по массе и в кг/мэ.
2.10. Уточнение составов осуществляется экспериментально и включает:
а) выбор материалов (с учетом их наличия);
б) лабораторные испытания материалов на соответствие требованиям действующих ГОСТ, ТУ и настоящих Рекомендаций;
7
cd Таблица 3. Составы электропроводящих полимербетонов |
Составляющие |
Крупность |
Расход |
составляющих для |
|
|
|
|
(фракция),
мм |
состава 5 |
состава 6 |
состава 7 |
состава 8 |
% |
кг/м3 |
% |
кг/мэ |
% |
кг/м3 |
% |
кг/м3 |
Щебень гранитный |
10-20 |
51,5 |
940 |
45,0 |
1045 |
43,75 |
1010 |
43,0 |
1010 |
Песок кварцевый |
0,15-2,5 |
13,5 |
250 |
11,85 |
274 |
10,5 |
242 |
10,5 |
247 |
Расширенный графит |
- |
8,8 |
163 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Графит марки "П" |
- |
- |
- |
33,0 |
765 |
35,0 |
805 |
35,0 |
820 |
Фурфурол-ацетонова смола ФАМ |
_ |
20,0 |
369 |
6,0 |
185 |
8,5 |
195 |
9,0 |
211 |
Бензолсульфокислота |
- |
5,6 |
103 |
1.9 |
44 |
2,0 |
46 |
2,25 |
53 |
Ацетон технический |
- |
0,6 |
II |
0,25 |
58 |
0,25 |
57 |
0,25 |
59 |
|
в) фракционирование заполнителей на ситах и загрузка в бункеры-накопители;
г) дозирование составляющих и приготовление смеси путем их перемешивания.
Дозирование составляющих следует производить с помощью дозаторов, обеспечивающих точность:
для заполнителей (песка, щебня) - до +2 % по массе;
для остальных компонентов - до +1 % по массе.
Температура заполнителей и наполнителей перед подачей в дозаторы должна быть в пределах 20+5 °С (кроме технологии формования горячих смесей).
3.2. Для приготовления полимеррастворныъ и полимербетонных смесей следует применять бетоносмесители или растворосмесители принудительного действия.
3.3. Температура окружающей среды и составляющих должна быть не ниже t ■ 15 °С.
3.4. По окончании каждой смены смеситель следует тщательно очистить от остатков смеси путем загрузки в него щебня и его перемешивания в течение 3 мин, после чего щебень выгружают.
3.5. Бензолсульфокислоту перед загрузкой следует предварительно растворить в техническом ацетоне при соотношении БСК:аце -тон я Ю;1 с использованием емкости из нержавеющей стали, снабженной лопастной мешалкой с числом оборотов 40+10 в минуту.
3.6. Приготовление составов I и 2 и составов 9-18 следует производить в соответствии с требованиями СН 525-80 (пп. 4.12, 4.15 и 4.16).
3.7. Загрузку компонентов смеси следует производить при включенном бетоносмесителе в следующем порядке.
Состав 3: заполнитель;
связующее ФАЭД (смесь ФАМ и ЭД, предварительно полученная путем перемешивания в отдельной емкости в течение 5 мин) перемешивание 2-3 мин;
отвердитель - перемешивание в течение I мин.
Состав 4: заполнитель;
связующее - смесь эпоксидной смолы и пластификато -ра - перемешивание в течение 2-3 мин;
отвердитель - перемешивание в течение 1 мин.
9
Таблица 4. Составы полимербетонов для изделий стаико- и машиностроения (для обычной технологии) |
Составлявшие |
Круп-
кость
(Фрак
ция),
мм |
Расход составлявших для |
соста |
а 9 |
состава 10 |
соста |
ра г: |
* |
кг/м3 |
% |
кг/м3 |
t |
кг/м3 |
Зебень: гранитный |
5-20 |
50-52 |
II20-1160 |
|
_ |
48,5-49,5 |
II10—1135 |
габбро |
|
- |
- |
53-54 |
1310—1340 |
- |
- |
Песок: хварцевый |
0.14-2,5 |
19-21 |
425-470 |
|
. |
16-16,5 |
367-377 |
габбро |
|
- |
- |
20,5-22,5 |
510-560 |
- |
- |
Наполнитель |
0,14 |
15,5-16,5 |
345-370 |
14-15 |
345-370 |
9.0-9.5 |
205-220 |
Смола ФА (ФАМ) |
- |
5-5,5 |
ПО-125 |
5-5,5 |
125-135 |
- |
- |
^до|^наная смола |
|
5-5,5 |
I10-125 |
5-5,5 |
125-135 |
9,5-10 |
220-230 |
Полиэтиленг.олиамин |
- |
2,0-2,2 |
45-49 |
2-2,2 |
50-55 |
1,5-1.0 |
32-41 |
Компаунд на М.ЧА |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|