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.