Повышение долговечности железобетонных конструкций

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оренбургский государственный университет

Повышение долговечности железобетонных конструкций

Акулов М.В., магистрант

Салихов В.М., канд. техн. наук, доцент

Рубцова В.Н., канд. хим. наук, доцент

Промышленный комплекс Российской Федерации унаследовал производственные мощности от бывшего СССР, многие из которых построены в годы первых пятилеток. Научно-технический прогресс не стоит на месте, и оборудование не только очень изношено, но и устарело морально. По этой причине в настоящее время происходит реконструкция крупных предприятий [1].

Часто материалы основных несущих конструкций испытывают влияние непосредственного воздействия агрессивной среды. Одним из основных материалов несущих конструкций является железобетон. Из него изготавливают фундаменты, колонны, ригели, панели стен, плиты покрытия и перекрытия и т.д. Бетон впитывает в себя влагу из окружающей среды, т.е. испытывает активное действие паров газов, кислот, щелочей, технологических жидкостей и прочего. Последствия этого воздействия и характерные разрушения отражаются в отчетах по экспертизе промышленной безопасности опасных производственных объектов. При проведении обследования по признакам устанавливают категории технического состояния. В соответствии с видами повреждений выделяют четыре категории состояния конструкций: исправное, работоспособное, ограниченно работоспособное, аварийное [2].

При ведении ремонтно-восстановительных работ проводят обработку поверхностного слоя бетона. Для этого применяют специальные составы, помогающие упрочнить верхний слой конструкции, не утяжеляя ее. Номенклатура пропиток обширна, и область их применения разнообразна. Невозможно перечислить все их виды, так как в большинстве случаев необходим реальный результат. При производстве работ ценятся параметры, необходимые преимущественно в данный момент. Это может быть полная пропитка, поверхностная (на различную глубину), создание защитного слоя. Также важно, каким эффектом будет обладать материал несущих конструкций, обработанный той или иной пропиткой. Большинство пропиток преимущественно жидкие. Степень их вязкости будет зависеть от глубины требуемой пропитки. Если она поверхностная с созданием защитного слоя, то для этого применяют расплавы жидкого стекла, полимеры (расправленные), олигомеры (к ним можно отнести эпоксидную смолу). Они обладают высокой степенью вязкости и поэтому не проникают в глубину пор.

При проведении восстановительных работ также требуется не только нанесение защитного слоя, но и поверхностная обработка самой конструкции. Для этого применяют пропиточные составы меньшей вязкости, чем при нанесении защитного стоя. Необходимым условием является смачиваемость конструкции жидкостью.

При более сложном изменении свойств бетона материал пропитывают на большую глубину. Величина пропитки будет в этом случае зависеть от необходимой величины, так как данный процесс контролируется. При полной пропитке происходит полное погружение конструкции в жидкость, а затем наблюдается процесс затвердевания и полимеризации. В процессе полимеризации образуется новый материл бетонополимер. Он обладает улучшенными свойствами по сравнению с обычным бетоном. Значительно увеличиваются такие показатели бетона, как деформативность, износостойкость, морозостойкость, стойкость в агрессивных средах, что в конечном итоге, повышает долговечность бетона и конструкций на его основе. Данный процесс не только дорогостоящий, но и достаточно трудоемкий при своем исполнении [1].

При усиление железобетона пропитками на основе мономеров можно руководствоваться рекомендациями по ремонту и восстановлению железобетонных конструкций полимерными составами, разработанными научно-исследовательским институтом бетона и железобетона [3]. Наиболее популярные мономеры, применяемые для пропиток, ? это метилметакрилат и стирол. Изделия, пропитанные ими, прогреваются, и в результате реакции полимеризации получают бетонополимер. В этой области большой вклад внесли Ю.М. Баженов, В.И. Соломатов, Г.А. Туркестанов, Ю.А. Макаров [4, 5] и др. Они работали над созданием технологии получения нового материла, подготовкой составов для пропитки, способами пропитки и сушки изделия. Ими установлено, что процесс полимеризации мономеров в теле бетона достаточно сложный и применение в качестве пропитки данных жидкостей сопряжено с рядом условий. К ним относят следующие: мономеры в процессе полимеризации испаряются (до 1/3 от массы); из-за испарения жидкости возникают внутренние напряжения в теле бетона и образуются трещины [4]; процесс полимеризации протекает по термокаталитическому или радиационному процессу, что связано с затратами энергии, денежных средств; мономеры достаточно токсичны в жидком виде.

Ряд исследований прочностных и деформативных характеристик железобетонных элементов, восстановленных полимерными композициями на основе ММА, проводились на кафедре "Аэропорты и конструкции" МАДИ под руководством д.т.н., профессора Г.И. Попова и при консультации к.т.н., г.н.с. Ю.В. Максимова. Результаты исследований показали, что применение полимерных растворов и полимербетонов на основе ММА в качестве ремонтных составов позволяет значительно увеличить сроки эксплуатации элементов железобетонных конструкции [6].

Результаты диссертационной работы Картошиной С.В. «Прочность сжатых железобетонных элементов, восстановленных полимерсоставами на основе ММА» позволяют рекомендовать применение полимерсоставов на основе ММА в качестве ремонтного материала при восстановлении сжатых железобетонных элементов, работающих в условиях длительного нагружения [7].

«Интерремстрой-М», как научно-производственное предприятие, активно занимается производственной проверкой новых материалов в условиях российских строек, а также совместно с лабораториями НИИЖБ самостоятельной разработкой новых полимерных композиций, используемых в ремонтно-восстановительных работах [8]. Так, «Интерремстрой-М» совместно с лабораторией полимербетонов НИИЖБ разработана, производится на базе ООО НПП «Интерремстрой-М» и успешно применяется при проведении ремонтно-восстановительных работ композиция на основе ММА. Композиция представляет собой низковязкую жидкость, которая легко заполняет поры, трещины, раковины и другие дефектные участки бетона, пропитывает бетон на глубину 2-10 мм и после полимеризации образует монолитную структуру. На композицию имеется сертификат соответствия и гигиеническое заключение. Работы с низковязкой полимерной композицией могут проводиться при температуре окружающей среды до - 30 С^о [8].

ООО «ДИОС-1» несколько лет занимается изучением и успешным внедрением в практику полимерных материалов на строительных объектах, где требуется укрепление - «залечивание» - разрушенных участков в железобетонных конструкциях без их демонтажа.

Перед работами по усилению железобетонных конструкций фундаментов с трещинами в здании цеха завода АО «ПО Стрела» была поставлена задача - доработать технологию пропитки железобетонных конструкций полимерным композитом. Ранее было выяснено, что на скорость полимеризации полимерного композита влияют следующие факторы: состав реакционной смеси (количество ускорителя распада инициатора - диметиланилина, количество гранулированного твердого инициатора - перекиси бензоила) и температура окружающего воздуха. Для оценки влияния указанных факторов и математического описания процесса полимеризации использована модель первого порядка.

Проведенные нами исследования - полный трехфакторный эксперимент - позволили подобрать оптимальные составы полимерного композита, при которых полимеризация (твердение) происходит за 24 ч при температуре 25-35 °С. Подобранными составами было выполнено усиление (ремонт трещин) монолитного фундамента в здание цеха завода АО «ПО Стрела».

Список литературы

долговечность железобетонный полимерный

1 Коренькова С.Ф., Рудакова Е.М. Модификация бетона при производстве ремонтных работ на промышленных предприятиях [Текст] / С.Ф. Коренькова, Е.М. Рудакова // Вестник СГАСУ. Градостроительство и архитектура. - 2013. - № 2 (10). - С. 97-101.

2 Свод правил по проектированию и строительству: СП 13-102-2003. Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений [Текст]: нормативно-технический материал. - Москва: Госстрой России, 2004. - 32 с.

3 Рекомендации по ремонту и восстановлению железобетонных конструкций полимерными составами - М.: НИИЖБ Госстроя СССР, 1986. - 28с.

4 Баженов Ю.М. Бетонополимеры [Текст] / Ю.М. Баженов. - М.: Стройиздат, 1983. - 472 с.

5 Соломатов В.И. Химическое сопротивление материалов. 2-е изд., перераб. и доп. [Текст] / В.И. Соломатов, В.П. Селяев, Ю.А. Соколова. - М.: РААСН, 2001. - 284 с.

6 Попов К.Н. Полимерные и полимерцементные бетоны, растворы и мастики. Учебное пособие для СПТУ [Текст] / К.Н. Попов. - М.: Высшая школа, 1987. - 72 с.

7 Картошина С.В. Прочность сжатых железобетонных элементов, восстановленных полимерсоставами на основе ММА [Текст]: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук (05.23.01) / Картошина Светлана Викторовна; ?Всероссийский заочный институт инженеров железнодорожного транспорта. - Москва, 1993. - 20 c.

8 Научно-производственное предприятие «Интерремстрой-М» [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://irs-m.ru/, свободный.

Размещено на Allbest.ru