Размещено на http://www.allbest.ru/

ВІННИЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

УДК 692.432

Спеціальність 05.23.08 - Технологія та організація промислового та

цивільного будівництва

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

ТЕХНОЛОГІЯ РЕМОНТУ БАГАТОШАРОВИХ РУБЕРОЇДНИХ

ПОКРІВЕЛЬ З ВИКОРИСТАННЯМ ІНФРАЧЕРВОНОГО

ВИПРОМІНЮВАННЯ

Совач Сергій Олександрович

Вінниця - 2003

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Київському національному університеті будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник - кандидат технічних наук, доцент Терновий Віталій Іванович, Київський національний університет будівництва і архітектури, доцент кафедри технології будівельного виробництва

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Лівінський Олександр Михайлович, Українська академія наук національного прогресу м. Київ, віце-президент;

кандидат технічних наук Савенко Володимир Іванович, Домобудівний комбінат №3 ВАТ "Київміськбуд", начальник відділу контролю якості.

Провідна установа: Придніпровська академія будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України, м. Дніпропетровськ

Захист відбудеться " 4 "листопада 2003 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 05.052.04 у Вінницькому національному технічному університеті за адресою: 21021, м. Вінниця, Хмельницьке шосе, 95, ГУК.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Вінницького національного технічного університету за адресою: 21021, м. Вінниця, Хмельницьке шосе, 95, ГУК.

Автореферат розісланий " 2 " жовтня 2003 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Попович М.М.

Анотації

Совач С.О. Технологія ремонту багатошарових рубероїдних покрівель з використанням інфрачервоного випромінювання. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.08 - Технологія та організація промислового та цивільного будівництва. - Вінницький національний технічний університет, Вінниця, 2003.

З метою вдосконалення досліджено технологію ремонту багатошарових рубероїдних покрівель, які розігрівають до розм`ягшення апаратом інфрачервоного випромінювання ковпакового типу з ТЕНами і ущільнюють циліндричним котком.

Наведені дослідження залежності її основних технологічних і конструктивних параметрів (швидкість зростання температури в покрівельному килимі, тривалість нагрівання, підвищення середньої температури в покрівельному килимі від спожитої АІВ 1 кВт·хв енергії, міцність приклеювання руберойду бітумною мастикою) від вхідних параметрів технології (потужність АІВ, товщина та вологість покрівлі, температура оточуючого середовища, швидкість вітру, стискаюче напруження котка та кількість циклів його прикладання).

Спираючись на результати досліджень розроблено методику визначення оптимальної технології ремонту багатошарових рубероїдних покрівель з використанням інфрачервоного випромінювання та організаційно-технологічні рішення вдосконаленої технології.

Результати досліджень забезпечують можливість підвищення ефективності технології ремонту рубероїдних багатошарових покрівель з використанням інфрачервоного випромінювання.

Ключові слова: інфрачервоне випромінювання; ковпак; ТЕНи; потужність АІВ; товщина та вологість покрівлі; температура оточуючого середовища; швидкість вітру; стискаюче напруження; коток; оптимальна технологія; організаційно-технологічні рішення.

Совач С.О. Технология ремонта многослойных рубероидных кровель с использованием инфракрасного излучения. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.08 - Технология и организация промышленного и гражданского строительства. - Винницкий национальный технический университет, Винница, 2003.

Диссертация посвящена вопросам усовершенствования технологии ремонта многослойных рубероидных кровель их нагреванием аппаратами инфракрасного излучения колпакового типа со стандартными ТЕНами с последующим уплотнением цилиндрическим котком.

По оценке автора, данная технология наиболее эффективна. Её технологические и конструктивные параметры определены по результатам практического опыта. Научное обоснование усовершенствования этой технологии даст возможность улучшить технико-экономические показатели ремонтных работ.

В целях усовершенствования технологии проведен системный анализ объекта исследования, определен перечень входных параметров технологии, предложена схема влияния входных параметров на структурные параметры технологии.

В исследовательской части работы приведены теоретические исследования возможности усовершенствования аппарата инфракрасного излучения (АИИ) базовой конструкции и выполненная его модернизация за счет замены недолговечных нагревателей из нихромовой спирали в кварцевой трубке на стандартные ТЕНы, уменьшения подколпакового пространства и утепления колпака АИИ. Разработан и изготовлен экспериментальный образец АИИ. Проведены экспериментальные исследования зависимости скорости роста температуры в кровельном ковре, поднятия средней температуры в кровельном ковре от потреблённой АИИ 1 кВт·мин энергии, продолжительности нагревания кровельного ковра АИИ от мощности АИИ, толщины и влажности кровельного ковра, температуры окружающей среды. Рекомендовано к практическому использованию модернизированный АИИ мощностью 8 и 10 кВт.

Предложена формула для определения продолжительности нагревания кровельного ковра модернизированным АИИ, которая дает возможность установить режимы рабочей операции нагрева кровельного ковра при различных мощностях АИИ, температурах окружающей среды, толщине и влажности кровельного ковра.

Для исследования силы приклеивания рубероидного кровельного ковра к его основанию разработана специальная методика, которая позволяла моделировать сжатие кровельного ковра катком за счет цикличного прикладывания сжимающих напряжений. Проведены экспериментальные исследования, которые дали возможность выявить зависимости силы приклеивания рубероида, приклеенного к цементно-песчаной стяжке битумной мастикой, от сжимающего напряжения и количества циклов его прикладывания, а также температуры и влажности кровельного ковра. Установлено, что наилучшие условия для достижения минимально необходимой, согласно ДБН, силы приклеивания кровельного ковра к его основанию (1,59 кПа) сложились при температуре материалов 60-70 0С и сжимающем напряжении 1 кПа, приложенном в количестве пяти циклов.

Теоретический анализ деформационных свойств нагретого АИИ кровельного ковра дал возможность определить зависимость сжимающих напряжений непосредственно под катком и на границе кровельного ковра с основанием от веса, ширины и радиуса катка, температуры и толщины кровельного ковра.

Определена зависимость общей продолжительности ручных операций от температуры окружающей среды, скорости ветра и площади вздутий.

На основании проведенных исследований, разработана методика определения оптимальной технологии ремонта многослойных рубероидных кровель с использованием инфракрасного излучения. Согласно разработанной методике, выбор оптимальной технологии ремонта проводят индивидуально для конкретной кровли, исходя из сравнения технико-економических показателей возможных вариантов. Приведены рекомендации для разработки организационно-технологических решений ремонта и определения технологического комплекта для оптимальной технологии.

Результаты исследований обеспечивают возможность повышения эффективности технологии ремонта рубероидных многослойных кровель с использованием инфракрасного излучения.

Ключевые слова: инфракрасное излучение; колпак; ТЕНы; мощность АИИ; толщина и влажность кровли; температура окружающей среды; скорость ветра; сжимающее напряжение; каток; оптимальная технология; организационно-технологические решения.

Sovach S.A. Technology repair of much layers ruberoides roofs with use of infra-red radiation. - Manuscript.

Dissertation on winning of scientific candidate degree of technical sciences for speciality 05.23.08 -Technology end organization of industrial and civil building. - Vinnytsia National Technical University, Vinnitsia, 2003.

With view improvement of is explored repair technology of much layers ruberoides roofs, which warm up to melting by vehicle of infra-red radiation cap of type with heaters and further consolidation by cylindrical skating-rink.

Brought dependence researches of her basic technological and constructive parameters (temperature growth speed in roofing carpet, heating duration, rise of middle temperature into roofing carpet from employed by vehicle of infra-red radiation 1 kVt·mun energies, pasting up stoutness ruberoide by bitumen mastic) from entrance technology parameters (power vehicle of infra-red radiation, thickness and roof humidity, temperature of ambient environment, wind speeds, squeezing skating-rink effort and amount of cycles of his application).

Leaning against researches results developed determination methods of optimum repair technology of much layers ruberoides roofs with use of infra-red radiation and organizationally-technological decisions of perfected technology.

The researches Results provide a repair technology effectiveness rise possibility of much layers ruberoides roofs with use of infra-red radiation.

Key words: infra-red radiation; cap; heaters; power vehicle of infra-red radiation; thickness and roof humidity; temperature of ambient environment; wind speed; squeezing effort; skating-rink; optimum technology; organizationally-technological decisions.

Загальна характеристика роботи

Актуальність роботи зумовлена потребою вдосконалення технології ремонту рубероїдних багатошарових покрівель в умовах значного їх зношення на покрівлях житлових, громадських і промислових будівель як України, так і більшості країн колишнього СРСР. Останнє спричиненно фінансовою неспроможністю балансоутримуючих організацій належним чином утримувати як будинки загалом так і їхні покрівлі, що потребують постійного догляду та належної експлуатації. За таких умов особливої актуальності набувають питання розробки й вдосконалення недорогих і високоефективних методів ремонту багатошарових рубероїдних покрівель.

В останні 10 років у будівельній практиці широко використовується ремонт рубероїдних покрівель за допомогою їх розігріву інфрачервоним випромінюванням та ущільнення циліндричним котком.

За оцінкою автора, технологія з використанням апарата інфрачервоного випромінювання (АІВ) ковпакового типу при певних умовах має найбільшу ефективність. Тим часом її технологічні та конструктивні параметри встановлено нині без належного обгрунтування, а відтак можливої високої ефективності ремонтних робіт не досягнуто. Дослідження залежностей технологічних і конструктивних параметрів технології від чинників, які на них впливають, уможливить визначення їхніх найкращих значеннь. Спеціально розроблена методика визначення оптимальної технології ремонту рубероїдних покрівель з використанням досліджуваних параметрів дасть змогу досягати найвищої ефективності ремонтних робіт.

Зв`язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота є ініціативним дослідженням в актуальному напрямку науково-дослідних робіт, який відповідає "Основним напрямам соціальної політики на 1997-2000 роки" згідно з Указом Президента України від 18.10.1997, № 1166; Наказу Держбуду "Про першочергові заходи щодо реалізації Послання Президента України Верховній Раді України "Україна: вступ до ХХІ століття. Стратегія економічного і соціального розвитку на 2000-2003 роки" від 1.03.2000 р., № 39.

Дослідження відповідають планам пріоритетних науково-технічних робіт у галузі будівництва, а також напрямкам наукових досліджень Київського національного університету будівництва і архітектури.

Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є вдосконалення технології ремонту рубероїдних багатошарових покрівель з використанням інфрачервоного випромінюванння.

Основні задачі досліджень:

аналіз існуючих методів ремонту рубероїдних багатошарових покрівель;

дослідження конструктивних і технологічних параметрів нагрівання рубероїдного покрівельного килима апаратом інфрачервоного випромінювання;

дослідження параметрів операції ущільнення розігрітого покрівельного килима котком та визначення тривалості ручних операцій технології;

розроблення методики визначення оптимальної технології ремонту

рубероїдних покрівель апаратом інфрачервоного випромінювання (АІВ);

упровадження результатів дослідження у будівельну практику та оцінка їх ефективності.

Об`єкт дослідження: технологія ремонту багатошарових рубероїдних покрівель з використанням інфрачервоного випромінювання.

Предмет дослідження: операції технології ремонту багатошарових рубероїдних покрівель з використанням інфрачервоного випромінювання.

Методи дослідження: аналіз і узагальнення (огляд літератури); конструкторсько-пошукові та проектні роботи (дослідження конструкції, можливостей її модернізації та модернізація АІВ); факторний аналіз (виявлення факторів, під впливом яких змінюються предмети дослідження); планування експерименту (дослідження конструктивних і технологічних параметрів технології нагрівання рубероїдного покрівельного килима АІВ, дослідження параметрів операції ущільнення розігрітого покрівельного килима котком); проведення натурних і лабораторних експериментів (дослідження конструктивних і технологічних параметрів технології нагрівання рубероїдного покрівельного килима АІВ, дослідження параметрів операції ущільнення розігрітого покрівельного килима котком); статистичне опрацювання й аналіз результатів експериментів.

Наукова новизна досліджень полягає у вперше виявлених залежностях конструктивних і технологічних параметрів пропонованої технології від чинників, які на них впливають (вхідні параметри технології), а саме:

1. Залежності тривалості нагрівання багатошарового рубероїдного покрівельного килима до його граничної температури поверхні (180 0С) від потужності АІВ, товщини та вологості покрівлі, температури оточуючого середовища;

2. Залежності швидкості зростання температури у покрівельному килимі від потужності апарату інфрачервоного випромінювання (АІВ);

3. Залежності величини підвищення середньої температури у покрівельному килимі від спожитої АІВ різних потужностей енергії;

4. Залежності міцності приклеювання руберойду бітумною мастикою до цементно-піщаної стяжки від товщини, температури та вологості покрівлі, значень стискаючих напружень і кількості циклів їх прикладання.

На базі виявлених залежностей сформовано методику визначення оптимальної технології ремонту рубероїдних багатошарових покрівель з використанням АІВ.

Практичне значення одержаних результатів досліджень полягає у підвищенні ефективності ремонту рубероїдних багатошарових покрівель з використанням інфрачервоного випромінювання, яке досягається завдяки:

застосуванню модернізованої автором конструкції АІВ;

використанню розроблених автором організаційно-технологічних рішень і практичних рекомендацій;

скороченню кількості покрівельників у ланці.

Результати досліджень упроваджені при виконанні ремонтно-будівельних робіт ТОВ "Ефкон" (м. Київ) на чотирьох об`єктах ремонту у м. Києва. Загальна площа відремонтованих покрівель за вдосконаленою автором технологією становить 7800 м ².

Економія, завдяки упровадженню раціональних рішень технології ремонту рубероїдних багатошарових покрівель з використанням інфрачервоного випромінювання, що забезпечили зниження трудоємкості та тривалості ремонтних робіт, а також економію електроенергії, обчислюється сумою у 4009 грн.

Особистий внесок здобувача. Здобувач особисто провів аналіз існуючих методів ремонту багатошарових рубероїдних покрівель [1;3]; виявив та згрупував фактори (вхідні параметри), що впливають на технологію ремонту багатошарових рубероїдних покрівель з використанням АІВ [4;6]; розробив схему впливу вхідних параметрів на технологію ремонту багатошарових рубероїдних покрівель з використанням АІВ; розробив методику досліджень [2;4;5;6]; виконав експериментальні і теоретичні дослідження [2;4;5;6], розробив методику визначення оптимальної технології та рекомендації з вдосконалення технології ремонту рубероїдних покрівель з використанням АІВ [7]. Здобувач приймав участь в узагальненні результатів досліджень [2;4;5;6] та проектуванні дослідного зразка АІВ [4].

Апробація роботи. Окремі матеріали та дисертація загалом доповідались і отримали схвалення на щорічних науково-технічних конференціях Київського національного університету будівництва і архітектури в 1997-2001 рр. (5 доповідей), на науково-технічній конференції "Нові технології у будівництві" Держбуду України у 2001 р. (1 доповідь), на робочих нарадах відділу покрівельних і герметизуючих матеріалів Науково-дослідного інституту будівельного виробництва (м. Київ) у 1998-2000 рр.(3 доповіді), на робочих нарадах у Комунальному підприємстві "Буджитлопослуги" Голосіївської районної в м. Києві ради у 2002 р. (1 доповідь). покрівельний рубероїдний інфрачервоний

Публікації. Основні результати дисертаційної роботи опубліковані в семи друкованих працях, дві з них - без співавторства та шість - у фахових збірниках наукових праць, що входять до Переліку ВАК України.

Cтруктура роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, п`яти розділів та основних висновків, викладених на 158 сторінках (загальний обсяг - 185 стр.), у тому числі 29 сторінок рисунків і таблиць, бібліографії з 107 найменувань (9 стор.) та трьох додатків.

Основний зміст

У вступі подається коротке обгрунтування актуальності теми дисертаційної роботи, сформульовано мету і основні задачі досліджень, визначено об`єкт і предмети дослідження, розкрито наукову новизну та практичну цінність отриманих результатів.

У першому розділі проаналізовано досвід виконання ремонтних робіт на плоских дахах з рубероїдними багатошаровими покрівлями, а також існуючі наукові дослідження з цього питання.

Вдосконаленням технології улаштування та ремонту рубероїдних бітумних покрівель в останні 30 років у СРСР та в Україні займався ряд наукових закладів, з-поміж яких: ЦННИИпромзданий (м. Москва), НДІБВ (м. Київ), КНУБА (м. Київ), МолдНИИНТИ (м. Кишинів), НИИАКХ им. Памфилова (м. Ростов-на-Дону), а також окремі вчені та спеціалісти: д.т.н. Лівінський О.М., к.т.н. Баглай А.П., Белецкий Б.Ф., Васільєв В.І, Гармаш О.І., Гітліна А.С., Завражин М.М., Жолобов О.Л., Павлюк О.Т., Корабліков О.М., Кушнірюк Ю.Г., Поваляєв М.І., Сліпченко І.П., Терновий В.І., Устінов Б.С, Ярмоленко М.Г.; зарубіжні науковці та спеціалісти: Штенхефель Х.І., Мак-Коіл Дж. та ін..

Встановлено, що вибір методу ремонту покрівельного килима залежить від кількості та ступеня його пошкоджень. При цьому будівельні норми виокремлюють п`ять основних груп технологічних рішень ремонту. Перші три групи належать до поточного ремонту, решта - до капітального. Автором запропоновано групування методів ремонту рубероїдних покрівель, які виконуються при поточному ремонті. Розглянуто сучасні методи ремонту рубероїдних покрівель.

Для встановлення найефективнішого з розглянутих методу проведено порівняння їхніх техніко-економічних показників. Встановлено, що, за певних умов, найвищу ефективність має метод ліквідації пошкоджень покрівельного килима шляхом його відновлення нагріванням і ущільненням. Метод має одні з найнижчих показників собівартості - 0,9 у.о./м 2 та трудоємкості - 0,75 люд.-год/м 2 ремонтних робіт при задовільному терміні післяремонтної експлуатації покрівлі - в середньому 5 років.

Суть методів ремонту рубероїдних покрівель шляхом нагрівання й ущільнення, без заміни покрівельного килима, полягає в тому, що прогрітий упродовж певного часу спеціальними апаратами покрівельний килим розм`якшується на всю глибину, а його бітумна поверхня розплавляється. Після прогрівання апарат переставляють на інше місце, а розігрітий килим розрізають чи проколюють у місцях здуття для випуску повітря. Коли здуття осядуть, дерев`яними шпателями замазують проколи та прорізи в руберойді розплавленим на поверхні бітумом і ущільнюють розм`якшений покрівельний килим циліндричним котком.

Аналіз методів нагрівання покрівельного килима за допомогою інфрачервоного випромінювання, кондуктивного перенесення теплоти та використання електромагнітних хвиль надвисоких частот засвідчив, що за показниками якості прогрівання, умов застосування методу прогрівання та за конструктивними характеристиками установок найдоцільнішим є використання методу нагріву покрівельного килима за допомогою інфрачервоного випромінювання.

Незважаючи на високу ефективність методу ремонту рубероїдних покрівель за допомогою нагрівання АІВ та ущільнення, залишається можливість подальшого підвищення його ефективності за рахунок вибору і наукового обгрунтування організаційно-технологічних рішень. Застосування існуючих наукових і методичних підходів до виконання ремонтних робіт за допомогою АІВ не задовольняють вимоги, що ставляться при визначенні раціональної технології, зважаючи на її особливості, змінні обсяги робіт, характеристики ремонтного покрівельного килима та оточуючого середовища, а тому виникла потреба у розробці методики визначення оптимальної технології ремонту багатошарових рубероїдних покрівель з використанням АІВ.

У другому розділі обґрунтовано вибір напрямку дослідження та проведено аналіз стану об`єкта дослідження. Технологію ремонту рубероїдних багатошарових покрівель з використанням АІВ представлено у вигляді сіткової моделі, складовими елементами якої є технологічні операції. Виявлено та згруповано чинники, що впливають на кожну з операцій технології (вхідні параметри). Встановлено інтервали зміни вхідних параметрів технології та розроблено схему їх впливу на технологію ремонту багатошарових рубероїдних покрівель з використанням АІВ.

З-поміж операцій технології ремонту рубероїдних покрівель із використанням АІВ найскладнішими є операції нагрівання й ущільнення покрівельного килима.

Розроблено багатофакторну аналітичну модель стану об`єкта дослідження, на підставі аналізу якої сформульовано мету та задачі дослідження. Для вирішення поставлених задач обгрунтовано вибір методів дослідження та розроблено загальну методику їх проведення з обгрунтуванням необхідної кількості дослідів. Потрібна точність результату забезпечувалась кількістю повторів дослідів, яка залежала від розкиду експериментальних значень. Проведено планування експериментів.

У третьому розділі наведено дослідження конструктивних особливостей АІВ та технологічних параметрів нагрівання багатошарового рубероїдного покрівельного килима.

Аналізом теоретичних основ роботи електронагрівальних установок (рівняння теплового балансу) доведено, що підвищення ефективності роботи АІВ можливе за рахунок підвищення потужності установки, зменшення підковпакового простору й утеплення ковпака. Показано, що заміна нагрівників із ніхромової сталі у кварцовій трубці на стандартні ТЕНи з підібраними робочими параметрами дасть змогу знизити вартість установки на 130 у.о. і підвищити їх довговічність у п`ять разів. Спираючись на результати аналізу та досліджень, розроблено креслення та виготовлено промисловий зразок модернізованого АІВ з електроживленням від мережі 220 В потужністю 6 - 12 кВт і масою 30 кг.

За допомогою модернізованого АІВ виконано експериментальні дослідження з метою визначення впливу потужності АІВ на параметри технології нагрівання (тривалість нагрівання та температура покрівельного килима). Дослідження проводили з потужністю модернізованого АІВ 6, 8 і 10 кВт та АІВ базової конструкції потужністю 7,1 кВт. Експерименти виконували на спеціально сконструйованому стенді з фрагментом реальної рубероїдної покрівлі. Покрівельний килим нагрівали до досягнення температури на його поверхні 180 0С. Через кожні 2хв у дослідних точках експериментального килима вимірювали температуру.

Експериментально визначено залежності температури на поверхні та у товщі шестишарового покрівельного килима при його нагріванні апаратами різних конструкцій і потужностей, які описуються параболічними функціями. На підставі цих залежностей отримано степеневу залежність тривалості нагрівання шестишарового покрівельного килима від потужності АІВ. Для модернізованого АІВ потужністю 8 кВт цей показник вищий на 22,6%, а для 10 кВт - на 13,3% порівняно з базовим апаратом. При цьому тривалість нагрівання менша відповідно на 25 і 37,5%.

За результатами досліджень для практичного використання рекомендовано модернізований АІВ потужністю 8 та 10 кВт.

Спираючись на результати комплексних досліджень, розроблено формули для визначення тривалості нагрівання (tн) покрівельного килима до досягнення на його поверхні температури 180 0С при різних комбінаціях температури оточуючого середовища та товщини і вологості покрівельного килима, год:

для АІВ потужністю 8 кВт:

(1)

для АІВ потужністю 10 кВт:

(2)

де Т(0) - температура оточуючого середовища, 0С;

k - товщина покрівельного килима, шар;

W - вологість покрівельного килима, %;

Рівняння (1) - (2) включають значення як постійних величин (кінцева середня температура покрівельного килима, теплоємності покрівельного килима та води, площа прогрівання, маса одного шару квадратного метра покрівлі), так і додатково визначені емпіричні залежності середньої початкової температури покрівельного килима та коефіцієнта втрат теплоти від температури оточуючого середовища.

Експериментальна перевірка отриманих формул засвідчила, що розбіжності між теоретично розрахованими значеннями тривалості нагрівання покрівельного килима модернізованим АІВ та значеннями, що обчислені за формулами (1) і (2), не перевищують 5%, що підтверджує їх достатню достовірність.

Формули (1) - (2) можуть бути використані для визначення тривалості нагрівання модернізованим АІВ потужністю 8 та 10 кВт покрівельного килима товщиною 1-6 шарів, вологістю 0-10% при температурі оточуючого середовища [-10... +30] 0С.

У четвертому розділі подано результати експериментальних досліджень залежності міцності склеювання шарів руберойду між собою та приклеювання покрівельного килима до цементно-піщаної основи від стискаючих напружень, кількості циклів їх прикладання, вологості та температури покрівельного килима.

Експериментальні дослідження проводили в лабораторних умовах відповідно до спеціально розробленої методики, яка надала можливість моделювати стиснення нагрітого покрівельного килима котком завдяки циклічного прикладанням напруження, що діє протягом 1 с через кожні 3 с. Всього було виконано 273 експерименти, параметри дослідів в яких змінювались у таких межах: стискаючі контактні напруження 1; 3; 5; 7; 9 кПа; кількість циклів прикладання стискаючого контактного напруження - 5; 10; 15 циклів (один цикл відповідає руху котка в одному напрямку); температура в зоні контакту - 50; 60; 70 0С; вологість на межі склеювання - 0; 5; 10%.

Оскільки необхідна міцність склеювання шарів руберойду бітумною мастикою між собою досягається при значно нижчих температурах і стискаючих напруженнях, ніж міцність приклеювання покрівельного килима до цементно-піщаної стяжки, надалі досліджували умови приклеювання покрівельного килима до цементно-піщаної основи.

Експериментально встановлено, що міцність приклеювання покрівельного килима до цементно-піщаної стяжки зростає прямо пропорційно кількості циклів стиснення та прикладеному стискаючому напруженню за квадратичним законом пропорційно температурі покрівельного матеріалу та обернено пропорційно вологості на межі склеювання та в`язкості бітуму.

Отримані залежності засвідчують, що для досягнення мінімально необхідної міцності приклеювання покрівельного руберойду до цементно-піщаної основи (1,59 кПа) при температурі матеріалів 60-70 0С потрібно, в даному температурному інтервалі, прикласти стискаюче напруження 1 кПа протягом п`яти циклів.

Для переходу від стискаючого напруження котка до його робочих параметрів проведено теоретичні дослідження деформаційних властивостей нагрітого покрівельного килима. В основу досліджень покладено диференціальні рівняння деформації складових рубероїдного покрівельного килима: бітуму та покрівельного картону. На підставі вирішення останніх, для умов стискання нагрітого АІВ покрівельного килима циліндричним котком, отримано та експериментально перевірено формулу, що відображає залежність стискаючого напруження котка безпосередньо під ним і на контакті з цементно-піщаною стяжкою від маси, діаметра та ширини котка, а також температури покрівельного килима за умови, що напруження в покрівельному килимі розподіляється під кутом 600:

(3)

де Gk - стискаюче напруження котка, кг/см 2;

Р - маса котка, кг;

В - ширина котка, см;

r - радіус котка, см;

Т - середня температура покрівельного килима, 0С;

k - товщина покрівельного килима, шар.

Наведена формула (3) включає в себе як параметри, що впливають на операцію ущільнення покрівельного килима котком, так і визначену автором емпіричну залежність коефіцієнта постелі розігрітого покрівельного килима від його температури.

Область застосування формули (3) обмежується визначенням стискаючого напруження в покрівельному килимі товщиною 1 - 6 шарів, нагрітого АІВ до температури його поверхні 180 0С, від дії котків масою 10 - 30 кг., шириною 100 см., радіусом 5 - 15 см.

Спираючись на отримані залежності, визначено технологічні параметри операції ущільнення розігрітого покрівельного килима котком: тривалість ущільнення - 20 с (5 проходок котка) та робочі параметри котка.

Тривалості операцій ліквідації повітряних і водяних мішків у покрівельному килимі, нанесення на покрівельний килим подрібненого бітуму, переставлення АІВ, охолодження розігрітого покрівельного килима перед його ущільненням, розрівнювання розігрітої бітумної поверхні килима з видаленням із його товщі нагрітого вологого повітря та нанесення на покрівельний килим і коток гідрофобного мастила встановлені шляхом їх хронометражу.

Виходячи з результатів хронометражу, встановлено емпіричну залежність

загальної тривалості ручних операцій від площі здуть ремонтного покрівельного килима, яку визначають за формулою, год/м ²:

t(р.о) = 0,0002F(з.д)+0,0212, (4)

де t(р.о) - тривалість ручних операцій, год/м ²;

F(з.д) - площа здуть покрівельного килима, % .

При температурі оточуючого середовища, яка перевищує 27 0С, та швидкості вітру, меншій за 1 м/с, загальну тривалість ручних операцій можна виразити формулою, год/м ²:

t (р.о) = 0,0002F(зд)+ (0,0231-0,0005ДT), (5)

де ДT - різниця між температурою оточуючого середовища і 27 0С, ⁰С.

Отримані формули (4) і (5) можуть бути використані для визначення загальної тривалості ручних операцій у технології ремонту рубероїдних покрівель з використанням АІВ при площі здуть покрівельного килима 0 - 40% і температурі оточуючого середовища [-10... +30] 0С.

У п`ятому розділі викладено розроблену методику вибору оптимальної технології ремонту багатошарових рубероїдних покрівель із використанням АІВ. При цьому під оптимальною технологією ремонту покрівель із використанням АІВ слід розуміти технологію, в якій досягнуто оптимальних техніко-економічних показників ремонтних робіт. Останні забезпечуються завдяки використанню рекомендованих автором режимів технологічних операцій і розроблення на їх основі технологічного комплекту, який уможливлює відсутність простоїв робітників і техніки.

Відповідно до методики, вибір оптимальної технології ремонту багатошарових рубероїдних покрівель із використанням АІВ здійснюють за блок-схемою. За цією блок-схемою, спочатку вводять вхідні дані та виконують їх аналіз (блок 2),. За результатами обстеження встановлюють показники, що характеризують стан покрівельного килима, на підставі яких формують експертну оцінку стану покрівельного килима, який підлягає ремонту (блок 3). Далі визначають групу ремонту та перевіряють можливість виконання ремонтних робіт з використанням пропонованої технології (блок 4). При можливості використання для ремонту конкретної покрівлі вдосконаленої технології з використанням АІВ, за пропонованими формулами визначають технологічні режими складових операцій технології ремонту покрівельного килима за допомогою АІВ та схеми переміщення АІВ по покрівлі (блок 6), а також розраховують технологічний комплект для виконання ремонтних робіт у заданий термін (блок 7). Раціональне співвідношення кількості АІВ у комплекті та кількості покрівельників, що їх обслуговують, встановлюють виходячи з умови врівноваження темпів нагрівання покрівельного килима та ручних операцій. Для найбільш конкурентоздатних варіантів технології, сформованих на підставі розрахованих технологічних комплектів, визначають техніко-економічні показники ремонту (тривалість, собівартість та трудоємкість) (блок 8). Для кращого, за техніко-економічними показниками, варіанта технології ремонту багатошарових рубероїдних покрівель із використанням АІВ розробляють організаційно-технологічні рішення (блок 11).

У п`ятому розділі також наведені розроблені організаційно-технологічні рішення щодо вдосконаленої технології ремонту рубероїдних покрівель із використанням АІВ, які містять рекомендації до вибору технологічних режимів складових операцій технології, рекомендовані схеми переміщення АІВ по покрівельному килимі залежно від його розмірів і вологості, рекомендації щодо вибору раціональних параметрів котків для ущільнення покрівлі нагрітої АІВ, рекомендації стосовно області ефективного використання технології.

Експериментальна перевірка розробок дисертаційної роботи на практиці надала можливість підтвердити достатню ефективність виконаних досліджень.

Загальні висновки

1. З-поміж великої різноманітності технологій ремонту рубероїдних покрівель, за певних умов, найефективнішим є метод їх відновлення нагріванням і ущільненням циліндричним котком. Встановлено, що для нагрівання покрівельного килима найбільш раціонально використовувати інфрачервоне випромінювання.

Виявлено резерви підвищення ефективності технології ремонту рубероїдних покрівель із використанням інфрачервоного випромінювання. Сформульовано задачі досліджень з метою вдосконалення цієї технології. Проведено системний аналіз об`єкта дослідження, визначено перелік та інтервали зміни вхідних параметрів, обгрунтовано та розроблено загальну методику досліджень.

2. Досліджені можливості вдосконалення АІВ і виконана його модернізація.

Експериментально виявлені залежності: тривалості нагрівання багатошарового покрівельного килима АІВ від його потужності, товщини та вологості покрівлі і температури оточуючого середовища; швидкості зростання температури в покрівельному килимі від потужності АІВ; підвищення середньої температури в покрівельному килимі від спожитої АІВ різних потужностей 1 кВт·хв енергії. Встановлено, що на практиці слід використовувати модернізований АІВ потужністю 8 і 10 кВт.

Запропоновано формулу для визначення тривалості нагрівання покрівельного килима модернізованим АІВ. Розраховані за цією формулою значення тривалості нагрівання мають відхилення в межах 5% від експериментальних результатів.

3. Експериментально виявлено залежності міцності приклеювання руберойду до цементно-піщаної стяжки за допомогою бітумної мастики від стискаючого напруження та кількісті циклів його прикладання, що імітувало ущільнення килима котком, і температури та вологості матеріалів у місці стиснення при різних їх комбінаціях. Установлено, що мінімальна кількість циклів прикладання стискаючих напружень для досягнення необхідної міцності приклеювання руберойду до цементно-піщаної основи, а отже і склеювання між шарами покрівельного килима, становить п`ять циклів і досягається за температури матеріалів 60-70 0С і стискаючого напруження 1 кПа.

Теоретичний аналіз деформаційних властивостей нагрітого покрівельного килима дав змогу визначити робочі параметри котків при різних умовах стиснення.

4. Хронометражем процесу визначено залежність загальної тривалості ручних операцій при ремонті покрівлі від температури оточуючого середовища, швидкості вітру та площі здуть покрівельного килима. Встановлено, що загальна тривалість ручних операцій прямо пропорційна площі здуть покрівельниго килима і практично не залежить від температури оточуючого середовища.

5. Розроблено методику визначення оптимальної технології ремонту

багатошарових рубероїдних покрівель з використанням АІВ, яка дає змогу обгрунтувати організаційно-технологічні рішення ремонту та визначити технологічний комплект.

6. Перевірено ефективність результатів досліджень при впровадженні розробок у виробництво на об`єктах ремонту багатошарових рубероїдних покрівель у м. Києві загальним об`ємом 7800 м 2. Підтверджена економія у розмірі 4009 грн., що складає близько 11% вартості робіт за базовою технологією ДЕКС-НДІБВ. Економія досягається завдяки використанню ефективних технологічних рішень і раціонального технологічного комплекту. При цьому знизились затрати праці й електроенергії відповідно на 681 люд.-год і 1400 кВт-год порівняно з існуючою технологією.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Терновый В.И., Совач С.А. Современная практика ремонта кровель плоских крыш // Строительное производство.- К.: НИИСП. - 1997. - № 38. - С. 76-82.

2. Терновый В.И., Баглай А.П., Совач С.А., Чулаевский П.И. Ремонт рубероидных кровель с использованием инфракрасного излучения // Строительное производство. - К.: НИИСП. - 1998. - № 39. - С. 86-90.

3. Совач С.О. Огляд технологій ремонту рубероїдних покрівель // Шляхи підвищення ефективності будівництва в умовах формування ринкових відносин. - К.: КДТУБА. - 1998. - № 3. - С. 189-191.

4. Терновий В.І., Совач С.О Експериментальні дослідження нагрівання багатошарової рубероїдної покрівлі апаратом інфрачервоного випромінювання // Шляхи підвищення ефективності будівництва в умовах формування ринкових відносин. - К.: КДТУБА. - 1999. - № 5. - С. 145-153 .

5. Терновый В.И., Совач С.А. Методика определения продолжительности нагрева инфракрасным излучением ремонтируемого рубероидного ковра // Строительное производство. - К.: НИИСП. - 1999. - № 40. - С. 89-93.

6. Терновый В.І., Баглай А.П., Совач С.О. Дослідження процесу ущільнення покрівельного килима, нагрітого інфрачервоним випромінюванням // Строительное производство. - К.: НИИСП. - 2000. - № 41. - С. 74-76.

Размещено на Allbest.ru

...