Цех по производству изделий из полимербетона на основе полиэфирной смолы ПН-1

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации Новосибирский государственный                                   архитектурно-строительный университет                           (Сибстрин) 
 

кафедра строительных материалов и специальных технологий 
 
 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ

по  курсу: «Технология отделочных и изоляционных материалов на основе полимербетонов».

тема: «Цех по производству изделий из полимербетона на основе полиэфирной смолы ПН-1». 
 
 
 

Выполнил: Данилов М.Н.

студент гр. 563

Руководитель  проекта: Иноземцева С.А. 
 
 
 
 

Новосибирск 2010 

 
 
 
 
 
 

Пояснительная записка к курсовому  проекту 

по  курсу: «Технология отделочных и изоляционных материалов на основе полимербетонов».

тема: «Цех по производству изделий из полимербетона на основе полиэфирной смолы ПН-1. П_год = 4,0 тыс. м³ в год». 

КП.ПСМиК.05-ПЗ.Р-2010 

 
 
 
 
 
 
 
 

Проектная разработка

КП.ПСМиК.05-ПЗ.Р-2010 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

СОДЕРЖАНИЕ

 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ

     Повышение требований к эксплуатационным характеристикам  строительных изделий способствовало разработке целого ряда новых композиционных материалов.

     В настоящее время широко используются материалы, сочетающие важнейшие свойства природных высокопрочных материалов с относительно простыми способами получения конструктивно сложных изделий. Одной из разновидностей таких материалов являются полимербетонные композиции.

     Полимербетоном называют искусственный композиционный материал, представляющий собой затвердевшую смесь полимерного связующего, заполнителей, мелкодисперсного наполнителя и специальных добавок.

     Полимерные  связующие – это синтетические  или природные органические вещества, способные самопроизвольно или  под действием различных факторов (веществ-отвердителей, температуры  и др.) переходить из жидкого состояния  в твердое, и как в жидком состоянии, так и после отвердевания, имеющие  хорошую адгезию к другим материалам.

     Полимерные связующие в исходном состоянии могут быть высокомолекулярными веществами – так называемыми олигомерами или низкомолекулярными веществами – мономерами. Однако все они в процессе отвердевания переходят в высокомолекулярные полимерные вещества.

     В зависимости от отношения к нагреванию и потенциальной способности к укрупнению (сшивке) молекул различают термопластичные и термореактивные вещества.

     Термопластичные вещества при нагревании переходят  из твердого состояния в жидкое (плавятся), а при охлаждении вновь затвердевают, причем такие переходы могут повторяться много раз.

     Термореактивными  называют вещества у которых переход из жидкого состояния в твердое происходит необратимо.

     В качестве связующего в полимербетоне обычно применяются фурановые, полиэфирные, эпоксидные, фенолоформальдегидные смолы; иногда используются кумароноинденовые, поливиниловые смолы и некоторые другие полимеры.

      Заполнителями служат кварцевые и керамзитовые пески, гравий, щебень, керамзит, перлит, бой кирпича, бетона, стекла и вообще зернистые материалы, в том числе вторичного использования.

     В целях снижения расхода связующего и стоимости изделий, а также для регулирования их свойств в полимербетон вводят мелкодисперсный наполнитель с размером частиц менее 0,15 мм (баритовая, кварцевая, андезитовая мука и др.).

     Степень наполнения полимербетонной композиции минеральными наполнителями и заполнителями  может доходить до 90-95 % массы.

     В состав полимербетона могут входить также пластификаторы, растворители, разбавители, порообразователи, ПАВ, антипирены, красители и т.п.

     Рациональный  выбор связующего, наполнителей, заполнителей и добавок позволяет получать полимербетоны с необходимыми свойствами. Теоретические основы подбора составов полимербетонов рассматриваются исходя из условий достижения наибольшей плотности и наименьшего расхода синтетического связующего при сохранении высоких показателей прочностных и других физико-механических свойств материала.

     Приготовление полимербетонных смесей является в  большей мере физико-химическим, чем  технологическим процессом. Это  обуславливает повышенные требования к качеству и составу исходных материалов, точности дозировок и соблюдению технологического режима и последовательности операций.

     По  сравнению с традиционными бетонами на минеральном вяжущем полимербетоны  обладают следующими преимуществами: сравнительно кратковременным циклом изготовления, более высоким пределом прочности при изгибе и растяжении, повышенной трещиностойкостью, стойкостью к воздействию большинства промышленных агрессивных сред и окружающей среды, стойкостью к истиранию, хорошей адгезионной способностью ко многим строительным материалам. Не маловажным преимуществом полимербетона является его абсолютная водонепроницаемость, обеспечивающая высокую морозостойкость.

     Инертность  полимербетонов по отношению к агрессивным  химическим средам является одним из определяющих качеств среди общего перечня их положительных свойств. Химическая стойкость полимербетонов находится в непосредственной зависимости от химической стойкости связующего, наполнителей и заполнителей, их физико-механического взаимодействия в контактной зоне, плотности структуры в целом, а также технологических условий получения и эксплуатации.

      Высокие показатели физико-механических свойств наполненных  полимерных композиций могут быть получены при условии достаточной прочности  адгезионных связей синтетического связующего с поверхностью наполнителей и заполнителей.

     Полимербетон называют «искусственный камень» из-за его прочности и внешнего сходства.

     Полимербетоны значительно дороже обычного бетона. Однако благодаря некоторым, не присущим обычным бетонам свойствам (например, высокой и универсальной химической стойкости), полимербетоны успешно  применяются в специальном строительстве: конструкциях зданий химической и пищевой  промышленности, при устройстве полов  промышленных и общественных зданий с тяжелыми условиями эксплуатации и др.

     В настоящее время область применения полимербетонов непрерывно расширяется. Полимербетоны с мелким заполнителем применяются в качестве гидроизоляционных и защитных покрытий. Из полимербетонов с лёгким заполнителем, например керамзитовым или перлитовым песком, изготавливаются теплоизоляционные плиты. Полимербетоны используются также для изготовления неармированных тонкостенных изделий и различных строительных конструкций. Благодаря своим декоративным свойствам полимербетон широко используется как отделочный материал. 
 
 
 
 
 
 

1  НОМЕНКЛАТУРА ВЫПУСКАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ

     В проектируемом цехе изготавливаются подоконные доски (ТУ 21-26(1)-175-88) из полимербетона на основе полиэфирной смолы ПН-1. Номенклатура выпускаемых цехом изделий приведена в таблице 1.

Таблица 1

Номенклатура выпускаемых цехом изделий

 

     Производительность  цеха равна 4000 м³ полимербетона в год. 

     Усредненный объем изделия, м³: 

 
 
 

     Производительность  по каждому виду изделий приведена  в таблице 2.

Таблица 2

Производительность  по каждому виду изделий

 

2  ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ

     Для приготовления полимербетона используются следующие материалы: связующее вещество – полиэфирная смола ПН-1, заполнитель – кварцевый песок, наполнитель – мраморная мука, отвердитель – гипериз, ускоритель твердения – нафтенат кобальта. 

     2.1  Связующее вещество

     Смола ПН-1 (ГОСТ 27952-88) относится к классу полиэфирмалеинатных смол.

     Полиэфирмалеинаты – продукты реакции поликонденсации многоатомных спиртов с ненасыщенными двухосновными органическими кислотами или их ангидридами.

     Полиэфирная смола ПН-1 – продукт поликонденсации диэтиленгликоля с ангидридом малеиновой кислоты:

n(HO-CH2-CH2-O-CH2-CH2-OH) + n(HOOC-CH=CH-COOH) →

H-[-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-OC-CH=CH-CO-]n-OH + (2n-1)H₂O.