Полимерное связующее

Как указывалось выше, полимерное связующее в стеклопластиковой арматуре выполняет роль клеящей среды, объединяющей отдельные волокна в монолитный стержень и обеспечивающей совместную их работу, а также защищает волокно от механических повреждений. Кроме того, связующее в зависимо сти от функционального назначения конструкций и условий их эксплуатации должно обеспечивать высокую коррозионную стойкость арматуры, требуемые электротехнические и другие .свойства. Для удовлетворения указанных выше требований полимерное связующее должно обладать плотностью сшивки трехмерной структуры, адгезией к стеклянному волокну, химической стойкостью и высокими электротехническими свойствами.
Данные требования в более полной мере способны удовлетворить полимерные связующие с жесткой сетчатой структурой, например эпоксидные, эпоксиполиэфирные, эпоксифенольные и др. Эти связующие обладают сравнительно высокой теплостойкостью и способностью к образованию после отверждения практически неплавких и нерастворимых продуктов, что в процессе эксплуатации конструкций со стеклопластиковой арматурой весьма важно. Кроме того, полимеры с жесткой сетчатой структурой обладают сравнительно большими значениями модуля упругости, а также высокой адгезионной и когезионной прочностью. Следует отметить, что эти свойства полимеров определяются в основном их химической структурой, т.е. длиной и гибкостью отрезков линейного строения между узлами сетки, а также типом поперечных связей и их прочностью. Наиболее полно использовать прочность отдельных волокон в арматуре можно при определенном соответствии деформаций и прочности связующего и стеклянных волокон.
Деформативность связующего должна быть равна деформативности волокна или превышать ее. При деформативности полимера, меньшей, чем у стеклянных волокон, разрушение его будет происходить при неполном использовании прочности стеклянного волокна. При применении пластичных полимеров в большей мере будет проявляться разнодлинность волокон в арматурном стержне и, как следствие, снижаться прочность арматуры. Кроме того, повышенная деформативность связующего будет отрицательно сказываться на сцеплении арматуры с бетоном.
Экспериментальные исследования закономерностей деформаций полимерных связующих и ориентированных стеклопластиков позволили Г.Д. Андреевской примерно так сформулировать комплекс требований к полимерному связующему с точки зрения использования прочности стеклянного волокна. Если полимерное связующее обладает одновременно следующим комплексом свойств: относительным удлинением несколько большим, чем у стеклянных волокон, сравнительно высокими значениями модуля упругости и модуля высокоэластичности, а также когезионной и адгезионной прочностью, довольно значительной долей упругих деформаций в общей сумме обратимых деформаций, — то такое связующее может удовлетворять условиям получения монолитной армированной системы, т.е. обеспечивать совместную работу волокон в процессе деформации, а следовательно, и большую одновременность разрушения максималь ного числа волокон, и таким образом обусловить наиболее полное использование прочности стеклянного волокна.
Эта классическая интерпретация требований к полимерному связующему полностью распространяется на полимерные связующие для стеклопластиковой арматуры. Средством переноса химических реагентов через полимерное связующее к стеклянному волокну, расположенному в арматурном стержне, в большинстве случаев является влага.
Проникание влаги, а также и газов, содержащих агрессивные химические соединения, через полимер происходит через дефекты в связующем, т.е, поры, трещины, каналы. В связи с этим чем выше плотность структуры полимерного связующего в стеклопластиковой арматуре, тем слабее воздействуют на нее агрессивные среды, тем выше ее прочность.
Электротехнические свойства арматуры также находятся в зависимости от ее способности к увлажнению и поэтому определяются плотностью структуры полимера и его адгезионной способностью к стеклянному волокну. Однородность структуры и плотность полимерного связующего в арматуре в значительной степени обеспечиваются технологией арматуры. Поэтому при разработке технологического принципа изготовления арматуры этим вопросам мы уделяли особое внимание.
Для изготовления стеклопластиковой арматуры с широким диапазоном областей ее применения в качестве наиболее универсального связующего рекомендуется эпоксифенольный компаунд следующего состава, % по массе: Эпоксидная смола ЭД20 47,37 Бакелитовый лак марки ЛБС 20*32 Дициандиамид ОД 35 Ацетон 2*37 Спирт 29*8 Это связующее позволяет получать арматуру высокой коррозионной стойкости, обладающую необходимыми электротехническими свойствами, т.е. электрическими прочностью и сопротивлением.
Для изготовления арматуры с повышенными электрическими свойствами, в том числе и трекингостойкостью, следует рекомендовать эпоксиполиэфирное связующее следующего состава, % по массе: Эпоксидная смола ЭД20 26,51 Метилтетрагидрофталевый ангидрид (МТГФА) .21,13 Непредельная полиэфирная смола(НПС 60921М)47,21 Перекись бензоила (ПБ) 0,47 Стирол 4,68 2 — 848 На поверхность стеклопластиковой арматуры рекомендуется наносить пленочные полимерные покрытия, обеспечивающие дополнительную защиту арматуры от механических воздействий, повышающие коррозионную стойкость и электротехнические свойства. Наносят один либо два слоя пленочного покрытия, как правило, такого же состава полимерной композиции, что и связующее арматурного стержня. При обосновании целесообразности покрытия полимерные композиции могут иметь другие составы при условии обеспечения хорошей адгезии к арматуре.
Стеклопластиковая арматура может быть использована для создания конструкций из бетонов, клееной древесины, пластмасс и других материалов. Условия эксплуатации и функциональное назначение конструкций могут быть также различными, поэтому для производства стеклопластиковой арматуры можно использовать и другие виды полимеров и их композиций, однако их применение должно быть технически и экономически обосновано.