ДОЛГОВЕЧНОСТЬ СЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Болтышев С.А., Данилов А.М.

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства

Долговечность серных композиционных материалов специального назначения [1] определяется их способностью сопротивляться деструктивному воздействию агрессивных факторов. Необратимые изменения в композите сопровождаются структурными преобразованиями, приводящими к снижению его качественных показателей; интенсивность деструкции зависит от соотношения скоростей диффузии и химической реакции; проницаемости материала, смачиваемости его поверхности агрессивной средой, концентрации химически активных веществ и др.

Стойкость радиационно-защитных серных композитов в растворах кислот, щелочей и солей зависит от рецептурных факторов, определяющих структуру материала (от вида, количества и удельной поверхности дисперсной фазы и др.).

При экспериментальном определении стойкости композитов для защиты от ионизирующего излучения образцы после их изготовления выдерживались в течение 7 суток в комнатных условиях, а затем помещали в герметичные емкости, содержащие агрессивные среды (меняли через каждые 15 суток). При моделировании использовались:

- раствор соляной кислоты с рН=1 для кислой среды (рис.1 а);

- 5%-ный раствор MgSO₄ для среды, содержащей ионы Mg⁺² и SO₄^-2 (рис.1 b);

- 5%-ный раствор NaCl для среды, содержащей ион Cl^-1 (рис.1 c);

приводятся результаты для четырех видов образцов (составы в табл.1).

Устойчивость композитов в агрессивных средах оценивалась по коэффициенту стойкости (отношение прочности материала после пребывания в агрессивной среде к первоначальной).

а)

b)

c)

Рис.1. Зависимость коэффициента стойкости серных мастик от продолжительности экспозиции: а)- в соляной кислоте, б) - в 5%-ном растворе MgSO_4, с)- в 5%-ном растворе NaCl

Таблица 1. Составы композиций

№ композиции	Содержание компонентов, мас. %
	Сера	Барит	Ферроборовый шлак
№1	47,0	53,0	–
№2	41,7	58,3	–
№3	36,8	63,2	–
№4	37,7	–	62,3

Оказалось, что наибольшее снижение прочности серных композитов, наполненных баритом и ферроборовым шлаком, наблюдается при экспозиции образцов в растворе соляной кислоты. По-видимому, это объясняется протеканием химического взаимодействия между наполнителем и кислотой, приводящим к образованию водорастворимых соединений (с ростом степени наполнения мастик на барите коэффициент интенсивности влияния агрессивной среды увеличивается). Мастики на ферроборовом шлаке оказались более устойчивыми к воздействию соляной кислоты.

Разработанные материалы конкурентоспособны на международном рынке, экспонировались на ряде международных и всероссийских выставок и отмечены дипломами и медалью РААСН.

Литература

1. Королев Е.В., Баженов Ю.М., Альбакасов А.И. Радиационно-защитные и химически стойкие серные строительные материалы. – Пенза, Оренбург: ИПК ОГУ, 2010. − 364 с.

2. Баженов Ю.М., Гарькина И.А., Данилов А.М., Королев Е.В. Системный анализ в строительном материаловедении: монография - М.: МГСУ: Библиотека научных разработок и проектов. -2012. – 432 с.