NOWOCZESNE MATERIAŁY BUDOWLANE

(laboratorium)

SPRAWOZDANIE

Temat: Wytwarzanie kompozytów polimerowych.

Skład sekcji:

1.

2.

3.

4. Budownictwo mieszkaniowe

5. Studia II stopnia

6. Tryb niestacjonarny

7. Semestr I, Rok I

Pod kierunkiem:

dr inż. Katarzyna Łuczak

Spis treści:

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodą formowania ręcznego kompozytów polimerowych.

Wstęp teoretyczny

Kompozytami nazywamy materiały uzyskane poprzez połączenie ze sobą co najmniej dwóch materiałów o różnym charakterze i postaci, w wyniku tego połączenia zyskują one właściwości, których nie posiada żaden z nich z osobna. Właściwości te są wypadkową właściwości komponentów i ich udziałów objętościowych. Aby materiał można było nazwać kompozytem musi on spełniać następujące warunki:

• Kompozycja została wytworzona przez człowieka

• Kompozycja musi składać się co najmniej z dwóch różnych fizycznie, chemicznie materiałów o określonej granicy rozdziału, jeden z nich stanowi osnowę, a drugi zbrojenie

• Komponenty charakteryzują kompozycję swoim udziałem objętościowym

• Kompozyt ma takie właściwości jakich nie posiadają jego komponenty osobno

Do kompozytów zalicza się wyłącznie materiały wytworzone przez człowieka, wykluczając materiały powlekane lub platerowane oraz materiały będące kompozytami naturalnymi takimi jak drewno, kości ssaków.

Najliczniejszą grupę wśród materiałów kompozytowych stanowią kompozyty o osnowie polimerowej zbrojone włóknami. Są one stosowane obecnie w wielu dziedzinach techniki, a przede wszystkim w przemyśle motoryzacyjnym, lotnictwie czy sporcie.

Podstawowymi składnikami kompozytów polimerowych są:

• Polimery – duroplasty, termoplasty oraz elastomery, które stanowią osnowę kompozytu,

• Włókna wzmacniające, wśród których najczęściej używanymi są włókna szklane, węglowe oraz organiczne występujące w postaci rovingu, mat, tkanin, plecionek jak również krótkich, ciętych włókien.

Do najbardziej rozpowszechnionych metod wytwarzania kompozytów o osnowie polimerowej zalicza się:

• Formowanie ręczne (metoda kontaktowa)

• Formowanie ciśnieniowe

• Laminowanie natryskowe

• Laminowanie metodą nawijania

Wytwarzanie kompozytów polimerowych metodą formowania ręcznego

Do wykonania ćwiczenia potrzebne są:

• Szyby hartowane płaskie

• Tkaniny i maty z różnych włókien

• Żywica poliestrowa lub epoksydowa

• Utwardzacz

• Waga elektroniczna z dokładnością pomiaru do 1 g

• Pojemniki do mieszania żywicy z utwardzaczem

• Pędzle do nakładania roztworu żywicy i utwardzacza

• Wałek moletowany do usuwania powietrza z międzywarstw włókna

• Warstwa rozdzielająca

• Menzurki do odmierzania utwardzacza

Przebieg doświadczenia

Proces technologiczny składa się z następujących etapów:

1. Naniesienie na całą powierzchnię szyb warstwy wosku rozdzielczego,

2. Przygotowanie płócien (mat) z włókien przed laminowaniem,

3. Przygotowanie mieszaniny żywicy i utwardzacza,

4. Laminowanie. Zaraz po otrzymaniu jednorodnej mieszaniny, należy przystąpić do laminowania, gdyż czas jej przydatności to 40-50 minut. Pierwszą powłokę na dolnej części formy stanowi żywica, na nią należy ułożyć pierwszą warstwę maty (tkaniny). Dokładnie usunąć zgrubienia wałkiem, następnie rozprowadzić drugą warstwę żywicy oraz położyć drugą warstwę włókna. Pociągnięciami wałka moletowanego uwolnić powietrze uwięzione między warstwami włókien. Czynność tą należy powtarzać do momentu naniesienia wszystkich warstw dla danego rodzaju włókna.

5. Utworzone kompozyty należy przykryć wierzchnią częścią formy.

Rysunek 1. Metoda kontaktowa.

Wytwarzanie kompozytów ziarnistych - polimerobetonów

Polimerobeton zwany betonem żywicznym to kompozyt budowlany, odmiana betonu, w którym tradycyjne spoiwo – cement, zastąpione zostaje w całości przez żywice syntetyczne z układem utwardzającym wraz z wypełniaczem mineralnym. Spoiwo Polimerobeton powoduje wzrost wytrzymałości względem zwykłego betonu, odporności na ścieranie, a w szczególności poprawę odporności na korozję oraz poprawę chemoodporności.

Rysunek 2. Polimerobeton - skład.

Przebieg doświadczenia

Proces technologiczny składa się z następujących etapów:

1. Przygotowanie form. Posmarowanie form woskiem rozdzielającym;

2. Przygotowanie komponentów. Odmierzenie odpowiedniej ilości żywicy wraz z utwardzaczem oraz kruszywa;

3. Stopniowe dodawanie żywicy wraz z utwardzaczem do kruszywa, mieszając;

4. Przelanie przygotowanej mieszanki do wcześniej przygotowanych form.

Skład przygotowanych mieszanek (dla próbek 4x4x16 cm):

1. Mieszanka I:

• Żwir - 333g

• Żywica - 154g

1. Mieszanka II:

• Grys – 205g

• Żywica – 142g

1. Mieszanka III:

• Piasek – 205g

• Żywica – 142g