1.4.2. Производство деталей несущей системы мрс из полимербетона

Состав полимербетонов включает минеральные компоненты и реактополимеры, в качестве связующего материала. Для производства деталей несущей системы (станин, салазок, столов и т.д.) применяются метакриловые смолы, смолы из полиэстера и эпоксидные смолы. Основные характеристики связующих материалов приведены в табл. 1.1.

Для минеральных компонентов полимербетона используют гранитную и кварцитную крошку различных размеров.

При выборе сочетания минералов и смол, определяющим является вес изготавливаемой конструкции и насыпная плотность бетона. Для оптимального значения последней, необходимо добиваться минимального расхода связующего в растворе.

Таблица 1.1

Тип полимера	Эпоксидная смола	Метакриловая смола	Смола из полиэстера
Технические характеристики
Вязкость (Па)	0,01-20	0,001-0,17	0,03-1,7
Время полимеризации 1 (мин)	5-240	1-40	4-120
Усадка (%)	0,5-5	8-21	8-12
Е-модуль (Н/мм)	2000-4000	2800-4500	3000-5000
Предел прочности на растяжение (Н/мм)	27-92	20-100	20-70
Плотность (г/см)	Ы-1,8	0,9-1,7	1.0-1,8
Термический коэффициент удлинения (мкм/м град)	32-90	30-80	20-90

Наиболее важными характеристиками при изготовлении являются вязкость, усадка и время полимеризации.

Вязкость будет определять текучесть раствора. При высокой вязкости минералы небольшого размера легко заполняют промежуточное пространство и при этом толщина адгезионного слоя между частицами относительно небольшая. Насыпная плотность в этом случае максимальная.

Усадка полимера имеет определяющее влияние на усадку бетонной заготовки. Для получения высокоточных станин станков, наиболее подходит, как связующее - эпоксидная смола.

Время полимеризации влияет на период эффективной обработки заготовки. При быстрой полимеризации метакриловых и полиэстеровых смол, затруднено качественное выполнение технологических переходов, связанных с упрочнением и формованием, особенно крупногабаритных станин. В этом случае обязательно используются специальные миксеры для бетона.

Изготовление деталей несущей системы

На начальном этапе изготовления в литейную форму заливается свежий раствор, который уплотняется под воздействием вибраций. В процессе уплотнения из формы удаляется воздух, а более легкая, чем бетон смола перемещается к поверхности формуемой детали. Это является существенной предпосылкой высокой плотности раствора и стабильности качества материала в поперечном сечении.

Литейная форма придает аморфному бетону конфигурацию готовой детали. Процесс формовки обеспечивает высокую геометрическую точность бетонной заготовки, которая облегчает точное позиционирование сопрягаемых деталей и обеспечивает оптимальные зазоры, а также уплотнение поверхностей.

В процессе сжатия форма находится под воздействием веса бетона и вибраций встряхивающего стола (вибрационного стола). Для получения гарантированной геометрической точности она должна обеспечивать высокую статическую и динамическую жесткость. Это достигается, как правило, посредством применения значительного количества ребер в конструкции формы. Сталь, алюминий и древесина являются предпочтительными материалами для формы. При изготовлении формы из стали и алюминия возможно достижение точности формования в пределах 0,1 мм. на один метр длины заготовки. Для деревянных форм точность снижается и составляет в пределах 1 мм. на один метр длины заготовки.

При соблюдении специальных правил обращения с раствором, удается достигнуть точного заполнения формы по контуру. Основное внимание должно быть уделено выполнению следующих условий:

размер частиц раствора должен препятствовать возникновению усадочной раковины, поэтому их максимальный размер должен составлять не более 1/3 от минимальной толщины стенки конструкции;

заполнение формы раствором не соответствует общепринятым законам течения жидкости, а определяется процессами, характерными для текущей горной породы. При этом на поверхности бетона образуется конус с так называемым углом раскрытия (примерно 150). Сцепление минеральных частиц в конусе между собой приводит к уменьшению текучести бетона. Поэтому для сложных конструкций необходимо уменьшение процента содержания полимерных смол и увеличение мощности вибраций;

- заполняемые полимербетоном формы не должны иметь резких изменений размеров. При необходимости изменения параметров сечения формы, обязательно должны быть использованы галтельные или конусные переходы;

вследствие высокой адгезионной способности полимербетона, стенки формы должны быть обработаны специальным разделяющим средством. В этом случае между материалами формы и раствора не образуется молекулярных микросоединений, приводящих к затруднениям при извлечении заготовки. В качестве разделительных (барьерных) средств могут быть использованы графитные коллоидные композиции. При нарушении целостности разделяющего слоя, стенки формы должны быть заново отшлифованы и покрыты разделяющим средством.