Способ получения водостойкого вяжущего

Оценку влияния степени наполнения и пластификации на физико-механические свойства эпоксидно-древесной композиции проводили по результатам кратковременных испытаний на сжатие, поперечный изгиб и водостойкость при комнатной (20°С) температуре. Расчет состава композиций выполняли в частях по массе, где общую массу композиции принимали за 100. Результаты испытаний представлены в таблицах 2, 3 и на фиг.2.

Исследование механических и физических характеристик композитного материала в зависимости от количества вводимого пластификатора МСЭ было проведено на составе, содержащем 50 мас.ч. древесного наполнителя (сосновых опилок) от общей массы смеси. С введением пластификатора происходит снижение вязкости связующего и улучшаются условия переработки состава.

При 15 мас.ч. пластификатора материал имеет наибольшую плотность (1) и прочность при изгибе (2) и сжатии (3), а также наименьшее водопоглощение (за 2 часа (4), за 24 часа (5)) и набухание по толщине (за 2 часа (6), за 24 часа (7)) (фиг.2). Дальнейшее увеличение количества пластификатора приводит к ухудшению механических и физических характеристик композиции.

Влияние степени наполнения на физико-механические свойства композиции оценивали при содержании МСЭ 15 мас.ч. на составе, содержащем в качестве наполнителя сосновые опилки и асбофрикционные отходы (табл.2).

Таблица 2 Влияние количества наполнителя (опилки + АФО) на физико-механические свойства эпоксидно-древесной композиции
Кол-во наполнителя, % от общей массы	изг, МПа	сж, МПа	Плотность, кг/м3	Водопоглощение по массе, %	Набухание по толщине, %
После 2-х часов	После 24-х часов	После 2-х часов	После 24-х часов
	2, 68	11, 32		9, 92	21.83	0, 26	1, 58
	0, 89	5, 36		16, 72	69, 6	1, 12	4, 72
	0, 42	2, 98		35, 77	120, 79	1, 21	4, 13
	0, 24	1, 67		75, 8	131, 73	3, 68	5, 13

Наилучшие показатели имеет композиция при количестве наполнителя 60 мас.ч., поэтому оптимальное соотношение сосновых опилок и резиновой крошки для изобретения определено на составе, содержащем 60% наполнителя (табл.3).

Таблица 3 Влияние соотношения наполнителей (сосновые опилки и резиновая крошка) на физико-механические свойства эпоксидно-древесной композиции
Соотношение масс наполнителей	изг, МПа	сж, МПа	Плотность, кг/м3	Водопоглощение по массе, %	Набухание по толщине, %
После 2-х часов	После 24-х часов	После 2-х часов	После 24-х часов
0, 5	3, 98	-		11, 56	13, 23	1, 39	1, 73
	3, 23	-		16, 26	28, 8	1, 19	2, 54
2, 2	1, 51	3, 93		9, 55	21, 86	0, 20	1, 56
	1, 04	2, 71		16, 83	36, 82	0, 932	2, 792

Проведенные исследования показали, что использование в составе эпоксидной композиции сосновых опилок и резиновой крошки в качестве наполнителя позволяет заменить традиционные наполнители, специально выпускаемые промышленностью, без ухудшения эксплуатационных свойств материала.

Из приведенных данных видно, что наилучшим комплексом физико-механических показателей обладает состав, содержащий 15 ч. по массе пластификатора МСЭ и 60 ч. по массе наполнителя при соотношении по массе сосновых опилок и резиновой крошки 1: 2.

В связи с тем, что изобретение используется в качестве покрытия для ДСП и при восстановлении поврежденных участков элементов деревянных конструкций, для оптимального состава была исследована адгезия к древесно-стружечным плитам и древесине, а также влияние воды на прочность композиции. Для древесно-стружечных плит, покрытых данным составом, было исследовано падение прочности при изгибе, набухание и водопоглощение за 24 часа замачивания (табл.4)

Таблица 4 Физико-механические характеристики эпоксидно-древесной композиции
№ п/п	Показатель	Значение
	Разрушающее напряжение, МПа, при:
- сжатии	7, 30
- поперечном изгибе	5, 37
	Модуль упругости при сжатии, МПа
в направлении прессования	56, 9
в направлении перпендикулярном прессованию	120, 7
	Плотность, кг/м3	1000±50
	Адгезия, МПа к ДСП к древесине	1, 77 4, 58
	Остаточная прочность, %, после воздействия воды в течение - 2 часов - 24 часов - 168 часов - 672 часов	100 100 83, 6 76
	Водопоглощение по массе, %, за - 2 часа - 24 часа - 168 часов - 672 часа	11, 56 13, 23 31, 16 31, 18
	Набухание по толщине, %. за - 2 часа - 24 часа - 168 часов - 672 часа	1, 39 1, 73 2, 36 4, 45
	Коэффициент линейного термического расширения × 10, град-1	3, 13
	Остаточная прочность при изгибе ДСП с покрытием толщиной, мм, за 24 часа, % 2, 9 3, 7 4, 5 6, 0	65 68 65 73
	То же, для ДСП без покрытия, %	29, 5
	Водопоглощение по массе ДСП с покрытием толщиной, мм, за 24 часа, %
2, 9	26, 5
3, 7	20, 6
4, 5	23, 6
6, 0	20, 1
	То же, для ДСП без покрытия, %	65, 8

При исследовании адгезии к ДСП разрушение образцов происходило по древесно-стружечной плите, а к древесине - по клеевому шву. Как видно из таблицы 4, применение покрытия для ДСП позволяет существенно увеличить водостойкость материала даже при минимальной толщине покрытия по сравнению с непокрытой древесно-стружечной плитой. Так, остаточная прочность у ДСП с покрытием после 24 часов замачивания выше в 2 раза, а водопоглощение и набухание ниже в 3 и 5 раз соответственно. Результаты показывают, что покрытие выполняет роль обоймы, ограничивая доступ воды и набухание плиты, что повышает несущую способность конструкции. Еще одна функция покрытия заключается в том, что оно препятствует выделению свободного фенола из древесно-стружечной плиты, что снижает ее экологическую опасность.

Авторами предлагается следующий состав эпоксидно-древесной композиции, ч. по массе:

- эпоксидная смола ЭД-20 - 100;

- отвердитель ПЭПА - 10;

- пластификатор (маточная смола эпоксидная МСЭ-1) - 15;

- наполнитель (сосновые опилки) - 62, 5;

- наполнитель (резиновая крошка) - 125.

Предлагаемая эпоксидно-древесная композиция обладает:

- хорошими физико-техническими характеристиками;

- экологической безопасностью;

- позволяет применять отходы производства.