Влияние УФ-облучения на прочность и долговечность битумных кровель
Исследование процессов фотодеструкции битумной кровли. Выявление механизма разрушения кровельного материала под воздействием облучения. Определение механических констант бикроста. Анализ зависимости долговечности при одноосном растяжении от напряжения.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.02.2020 |
| Размер файла | 226,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
Тамбовский государственный технический университет
УДК 351.793.11
Влияние УФ-облучения на прочность и долговечность битумных кровель
Ярцев В.П., д-р техн. наук, профессор,
Долженкова М.В., инженер
В условиях эксплуатации битумные кровли подвергаются УФ-облучению, что приводит к фотодеструкции, снижающей их прочность и долговечность. Для оценки влияния УФ-облучения на сопротивление разрушению битумных кровель образцы бикроста, стекломаста, стеклобита в виде двусторонних лопаток подвергали облучению в специальной камере лампами ПРК в течение различного времени (от 12 до 108 часов). Испытания проводили при одноосном растяжении при постоянной скорости нагружения (кратковременные) и заданных постоянных напряжениях и температурах (длительные). При одинаковых условиях ( времени облучения, напряжении, температуре) испытывали по 6…12 образцов [1]. В результате кратковременных испытаний фиксировали величины разрушающих напряжений.
Зависимости прочности исследованных битумных кровель от времени УФ-облучения представлены на рисунке 1.
Рисунок 1 - Влияние времени УФ-облучения на прочность при одноосном растяжении бикроста и срезе стекломаста и стеклобита
Из рисунка видно, что для всех кровельных материалов после 12-ти часов облучения прочность падает на 20…25 %. С увеличением времени облучения от 12 до 52 часов прочность стекломаста и стеклобита практически не меняется, а бикроста увеличивается на 12…15 %. После 52…60 часов облучения прочность стекломаста и стеклобита падает еще на 8…10 %, а бикроста - на 12 %. К 100 часам облучения прочность стекломаста и стеклобита достигает исходной величины. Таким образом, УФ-облучение экстремально влияет на прочность кровельных материалов, что, по-видимому, связано с физико-химическими процессами, протекающими при фотодеструкции битумной кровли.
Для выявления механизма разрушения и оценки вклада фотодеструкции в процесс механодеструкции битумной кровли после 108 часов облучения проводили длительные механические испытания исследуемых материалов при одноосном растяжении и срезе при температуре +18 0С. Экспериментальные результаты в координатах lgф-у при комнатной температуре показаны на рисунке 2.
Рисунок 2. Зависимости долговечности при одноосном растяжении бикроста (а) и срезе стеклобита (б) и стекломаста (в) от напряжения при температуре18±2°С до и после 108 часов УФ-облучения
Из рисунка видно, что 108 часов облучения не влияет на долговечность стеклобита, снижает ее у бикроста и по-разному проявляется у стекломаста - ниже напряжения 1,75 МПа долговечность падает, а выше - растет. Последнее, по-видимому, связано с комбинацией процессов фото- и механодеструкции в данном кровельном материале.
Рисунок 3. Зависимости долговечности при одноосном растяжении от напряжения (а) и обратной температуры (б) для бикроста после 108 часов УФ-облучения
битумный кровля облучение фотодеструкция
Для бикроста при одноосном растяжении получены зависимости lgф-у при вариации заданных постоянных температур, (рисунок 3,а). Эти зависимости представляют собой семейство веерообразных прямых, описываемых уравнением
(1)
где - время до разрушения (долговечность); - физические константы материала: - период колебания кинетических единиц, - максимальная энергия активации разрушения, - структурно-механическая константа, -предельная температура существования твердого тела; - напряжение; - температура; - универсальная газовая постоянная.
При определении констант графоаналитическим способом зависимости lgф-у перестроили в координаты lgф-103/Т (рисунок 3, б). Из последних зависимостей по программе «Коnstanta» [2] в координатах U-у (рисунок 4) определили величины максимальной энергии активации U0 и структурно-механической константы г.
На рисунке 4 также нанесли прямую U-у для исходного бикроста. Величины всех констант для бикроста представлены в таблице 1.
Рисунок 4 - Зависимости эффективной энергии активации разрушения от напряжения для бикроста до (1) и после 108 часов УФ-облучения (2)
Таблица 1
Значения физических констант бикроста до и после облучения.
|
Время облучения, ч |
U0, кДж/моль |
, кДж/ (мольМПа) |
Тm, К |
фm, с |
m=U0/г, МПа |
|
|
0 |
195 |
35 |
368 |
10-1,2 |
5,57 |
|
|
108 |
270 |
57 |
339 |
10-0,7 |
4,74 |
Из таблицы видно, что после облучения величины U0 и г существенно возрастают. Это указывает на изменение кинетики механохимической деструкции, приводящей к разрушению физической структуры.
В результате на 30 0С снижается предельная температура размягчения (Тm) и увеличивается период колебаний кинетических единиц за счет укрупнения последних (образования ассоциатов), что ранее наблюдалось для термопластов [3,4].
Величина предельной прочности уm (таблица 1) после облучения бикроста падает на 15 %.
Список литературы
1. Ярцев В.П. Прогнозирование работоспособности полимерных материалов в деталях и конструкциях зданий и сооружений / В.П. Ярцев // Учебное пособие (рекомендовано УМО в области строительства) - Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2001 - 149 с.
2. Санников Д.А. Аналитический метод определения термофлуктуационных констант механической долговечности твердых тел / Д.А. Санников, В.П. Ярцев, В.А. Русин // Математические методы в технике и технологиях: Сб. трудов XV Международ. науч. конф./ Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2002. - Т.8- С.39-41.
3. Ярцев В.П. Влияние химически активных сред на физические константы термопластов, определяющие их сопротивление механическому разрушению / В.П. Ярцев, С.Б. Ратнер // Доклады АН СССР. - М., 1978.-Т.240.- №6- С.1394-1397.
4. Ярцев В.П. Влияние УФ-облучения на прочностные свойства термопластов./ В.П. Ярцев // Пластические массы. М., 1986. - №12. - С.16-17.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение назначения и описание основных видов кровель, устройство их несущих и ограждающих конструкций. Техническия параметры материалов для устройства рулонной кровли: битум, рубероид, мастика, грунтовка. Подготовка и укладка рулонного материала.
контрольная работа [126,4 K], добавлен 13.02.2015Кровля как основной элемент крыши любого здания. Основные требования к качеству и внешнему виду конструкций. Характеристики применяемых материалов. Разработка технологической карты на устройство кровельного покрытия из рулонного кровельного материала.
курсовая работа [458,6 K], добавлен 28.11.2017Причины и механизмы разрушения различных материалов при эксплуатации их в агрессивных средах. Химическая стойкость бетона, металла, полимерных материалов. Способы защиты от коррозии. Меры повышения долговечности строительных конструкций и изделий.
курс лекций [70,8 K], добавлен 08.12.2012Особенности работы и разрушения каменных и армокаменных конструкций. Определение их прочности и технического состояния по внешним признакам. Влияние агрессивных сред на каменную кладку. Мероприятия по обеспечению долговечности промышленных зданий.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 27.12.2013Основные принципы безопасного труда при проведении кровельных работ, их отличительные особенности в зимнее время года. Контроль за техническим состоянием кровель, возможные дефекты и пути их устранения. Причины разгерметизации кровельного ковра.
контрольная работа [47,8 K], добавлен 13.02.2015Изучение основных видов коррозии цементного камня. Анализ влияния объёма и глубины нейтрализации цементного состава на кинетические константы. Прогнозирование долговечности строительных материалов. Построение графиков зависимостей кинетических констант.
курсовая работа [367,8 K], добавлен 17.04.2014Устройство кровли из полимерных составов. Использование битумно-полимерных и полимерных мастик. Материалы для устройства кровель. Кровля, выполненная из асбестоцементных листов. Кровли из металлочерепицы и профнастила. Конструкция листа металлочерепицы.
контрольная работа [118,4 K], добавлен 13.02.2015Свойства строительных материалов. Область эксплуатации строительного материала. Металлические кровельные материалы. Основные характеристики битумных композиций. Структура потребления рулонных кровельных материалов в России. Рулонные покрытия кровель.
реферат [31,6 K], добавлен 23.06.2013Динамическая прочность бетона при сжатии и при растяжении. Чувствительность к скорости деформирования. Исследование напряженно-деформированного состояния несущих железобетонных конструкций зданий и сооружений при действии динамических нагрузок.
реферат [1,4 M], добавлен 29.05.2015Кровля - верхний элемент крыши, предохраняющий здание от атмосферных и механических воздействий. Виды кровли, характеристика кровельных материалов, их преимущества и недостатки. Выбор покрытия, требования к прочности, теплопроводности, шумоизоляции.
презентация [4,0 M], добавлен 02.02.2016Виды применения технологической карты, предназначенной для производителей работ, мастеров, бригадиров, занимающихся устройством кровельного ковра, технического надзора заказчика. Калькуляция затрат труда, заработной платы. Материально-технические ресурсы.
курсовая работа [37,8 K], добавлен 14.06.2010Ручной расчет трехстержневой и многостержневой ферменной конструкции, пластин при одноосном растяжении и термическом расширении. Основные геометрические параметры системы. Алгоритм расчета в приложении MathCAD и Ansys. Описание процедуры решения.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 01.11.2012Механические свойства древесины: прочность, деформативность. Работа на растяжение деревянных конструкций. Значение величины дефекта, его расположения на их разрушение в виде разрыва. Растягивающие напряжения вдоль волокон. Центральное растяжение элемента.
презентация [208,4 K], добавлен 18.06.2015Несущие конструкции каркаса, тип ограждающей конструкции кровли. Компоновка рабочего сечения панели. Сбор нагрузок на панель. Расчетные характеристики материалов. Проверка панели на прогиб. Прочность сжатой обшивки: превышение расчетного сопротивления.
контрольная работа [1,8 M], добавлен 03.03.2010Природа грунтов и показатели физико-механических свойств. Напряжения в грунтах от действия внешних сил. Разновидность песчаных грунтов по степени водонасыщения. Построение графика компрессионной зависимости и определение коэффициента сжимаемости грунта.
курсовая работа [610,6 K], добавлен 11.09.2014Исследование жилого объекта недвижимости – индивидуального жилого дома с целью определения причин разрушения отделки фасада. Алгоритм составления экспертного заключения по техническому состоянию строительных конструкций, мероприятия по их реставрации.
дипломная работа [3,4 M], добавлен 17.04.2015Преимущества холодного асфальтобетона на битумных эмульсиях по сравнению с асфальтобетоном на битумах. Технология изготовления холодного асфальтобетона на основе битумных эмульсий. Использование холодного асфальтобетона на основе битумных эмульсий.
курсовая работа [483,8 K], добавлен 21.11.2012История развития кровли, ее основные формы и функции. Кровельные работы и классификация современных покрытий крыш. Краткая характеристика кровельных материалов и технология их устройства: рулонные фольгированные, полимерные, мастичные, фальцеые и другие.
курсовая работа [4,5 M], добавлен 17.10.2010Повышение или изменение функциональных, конструктивных и эстетических свойств как цель реконструкции зданий. Требования к техническому состоянию крыши. Материалы для ремонта кровельного покрытия, виды дефектов на его поверхности, причины их возникновения.
реферат [191,7 K], добавлен 04.11.2015Характеристика мастики; преимущества мастичных кровель. Рассмотрение устройства ламинатных покрытий полов многоэтажного жилого дома. Изучение технологии и организации выполнения работ. Калькуляция трудовых затрат, машинного времени и заработной платы.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 13.04.2014
