Evaluation of composite epoxy resin applicability for concrete coatings

• Autorzy: Bezgin V. , Dudek A.

Warianty tytułu

PL

Ocena przydatności kompozytowej żywicy epoksydowej do powłok na betonie

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The developed composite materials based on epoxy resins show high adhesion to concrete surfaces and good mechanical properties. Thermoplastic epoxy resins with various (380, 1830, 10 800) molecular weights and added polysulfide rubber can be used as coatings and glues. The epoxy composite with 10 800 molecular weight had better mechanical and adhesive properties than those of lower molecular weights. In this work the tensile strength, compressive strength, shear strength, tensile elongation and thermodynamic properties were studied. The materials for the compounds are called thermoplastics, which turn into a plastic state when heated and again solidify on cooling. Hot melt adhesives were first produced at the beginning of the 1950s and every year their production has increased. The new composite copolymer material, based on Bisphenol A, can be used as a thermoplastic composition for concretes, as well as a component or coating for various materials. Their use allows one to achieve high-speed mass production, where they significantly reduce the production time and labor intensity. In this article corrosion processes in concrete and reinforced concrete structures as well as their capability of preventing chemical degradation were examined. Composite materials based on epoxy resins have a great potential to solve this problem. Numerous materials have been developed and examined in the context of use for coatings in reinforced concrete structures. It should be noted that with protective coatings, the physical and mechanical strength of concrete structures increases to 50%, the chemical resistance is improved by several times, while water resistance is increased by 150%. This study also examined the technology for applying epoxy coatings on concrete and reinforced concrete surfaces. The study demonstrated that the coatings enhance the properties of reinforced concrete structures.

PL

Nowoczesne materiały kompozytowe na bazie żywic epoksydowych to m.in. materiały wykazujące wysoką przyczepność do powierzchni betonowych i dobre właściwości mechaniczne. Poprzez modyfikację żywic epoksydowych o różnych masach cząsteczkowych (380, 1830, 10 800) za pomocą syntetycznego kauczuku polisiarczkowego otrzymano wzrost właściwości fizykochemicznych. Nowy kompozytowy materiał kopolimerowy na bazie bisfenolu A może być stosowany jako kompozycja do betonów, a także jako składnik lub powłoka do różnych materiałów. Dotychczasową stosowaną propozycją w przemyśle budowlanym jest zastosowanie farb nitro na bazie żywicy nitrocelulozowej oraz akrylowej o właściwościach hydrofobowych. Posiadają one jednak niskie właściwości adhezyjne podczas procesu eksploatacyjnego. Proponowanym w artykule rozwiązaniem tego problemu jest zastosowanie termoutwardzalnych i termoplastycznych żywic epoksydowych o optymalnych właściwościach mechanicznych, adhezji do podłoża oraz podwyższonej odporności chemicznej na działanie kwasów i zasad. Jak wskazują uzyskane wyniki badań, dzięki powłokom ochronnym wytrzymałość mechaniczna konstrukcji betonowych wzrasta o 50%, a odporność chemiczna w środowisku wodnym wzrasta o 150%. Jedyną dostrzeganą przez autorów wadą tych materiałów jest aspekt ekonomiczny oraz brak jak dotąd standaryzacji technologii zastosowania żywic epoksydowych jako powłoki w budownictwie przemysłowym i cywilnym. Zagadnienie to, jak wskazuje analiza literaturowa, dotychczas nie zostało podjęte i stanowi innowacyjną propozycję autorów.

Słowa kluczowe

EN

coating; composite materials; epoxy resins

PL

powłoki; materiały kompozytowe; żywice epoksydowe

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych
• Czasopismo: Composites Theory and Practice
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 17, nr 4
• Strony: 221--225
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bezgin V.

• Czestochowa University of Technology, Institute of Materials Engineering, Faculty of Production Engineering and Materials Technology, al. Armii Krajowej 19, 42-200 Czestochowa, Poland
• Donetsk National Science Institute of Polymers, Donetsk, Ukraine

autor

Dudek A.

• Czestochowa University of Technology, Institute of Materials Engineering, Faculty of Production Engineering and Materials Technology, al. Armii Krajowej 19, 42-200 Czestochowa, Poland

Bibliografia

• [1] Bezgin V.S., Adhesive properties of compositions based on solid epoxy resins, Ukrainian Conference of Macromolecular Compounds, Kiev. Coll. rep. 2013, 11-15.
• [2] Kochergin Y.S., Bezgin V.S., Structural hot melt adhesives with improved consumer properties, Vestnik DonNABA 2013, Makeevka, 2013, 133-138.
• [3] Bezgin V.S., Hot melt adhesives based on polyhydroxy. Conf. Recent advances in the field of adhesives and sealants, Materials. Raw. Tehnoogii, Dzerzhinsk, Nizhegor. region 2013, 121-124.
• [4] Pushkareva K.K., Bezgin V.S., New kinds of epoxy composites in building, The X International Scientific Conference for students and young scholars «Science and education - 2015», Astana 2015, 2015, 6366-6371.
• [5] Jonesa A.R., Watkinsc C.A., Whited S.R., Sottosc N.R., Self-healing thermoplastic-toughened epoxy, Polymer 2015, 74, 15 September 254-261.
• [6] Yongtao Yao, Jingjie Wang, Haibao Lu, Ben Xu, Yongqing Fu, Yanju Liu, Jinsong Leng, Thermosetting epoxy resin/thermoplastic system with combined shape memory and selfhealing properties, Smart Materials and Structures 2016, 1.
• [7] Functional polymer blends: synthesis, properties and performances, ed. V. Mittal, Taylor and Francis Group, New York 2012.
• [8] Rui Liu, Jinyan Wang, Jinlong Li, Xigao Jian, An investigation of epoxy/thermoplastic blends based on addition of a novel copoly(aryl ether nitrile) containing phthalazinone and biphenyl moieties, Polymer International 2015, 64, 12, 1786-1793, December.
• [9] Yingfeng Yu, Gebin Shen, Zhuoyu Liu, Morphology of Epoxy/Thermoplastic Blends, Handbook of Epoxy Blends. 1-34. Date: 09 January 2016.
• [10] Williams J.G., Fracture mechanic copolymers, Polymer Eng. Sci. 1977, 17, 144-149.
• [11] d’Hooge E.L., Edwards C.M., Advanced Materials 2000, 12, 23, Dec. 1.
• [12] Van Rijswijk K., Bersee H., Reactive processing of textile fiber-reinforced thermoplastic composites, An overview, Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 2007, 38, 666-681.
• [13] Martone A., Formicola C., Giordano M., Zarrelli M., Reinforcement efficiency of multi-walled carbon nanotube/epoxy nano composites, Composites Science and Technology 2010, 70, 1154-1160.
• [14] Allaoui A., How carbon nanotubes affect the cure kinetics and glass transition temperature of their epoxy composites? - A review, EXPRESS Polymer Letters 2009, 3, 588-594.
• [15] Deng S., Djukic L., Paton R., Ye L., Thermoplastic - epoxy interactions and their potential applications in joining composite structures - A review, Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 2015, 68, January, 121-132.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).