Ремонтные пасты для заделки различных дефектов в зданиях, сооружениях и механизмах твердения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Саратовский государственный технический университет

РЕМОНТНЫЕ ПАСТЫ ДЛЯ ЗАДЕЛКИ РАЗЛИЧНЫХ ДЕФЕКТОВ В ЗДАНИЯХ, СООРУЖЕНИЯХ И МЕХАНИЗМ ИХ ТВЕРДЕНИЯ

Краюхин В.И., канд. техн. наук, доцент

В последнее время все больше внимания уделяется ремонтным работам по заделке различных дефектов стен зданий, находящихся в заглубленном состоянии и подвергающихся мощному воздействию грунтовых вод. Не менее важной проблемой, конечно, остается ремонт различных высотных сооружений - дымовых труб, градирен также подвергающихся различным агрессивным газовым и вредным воздействиям [1,3,4,5,6].

Выбор применяемых строительных материалов довольно широк, но при детальном анализе происходящих повреждений и образования дефективных мест вскрывается довольно узкий их выбор, способных выполнять свою функцию из-за сложности и трудоемкости подготовки ремонтных мест, в частности удаления влаги и подпора воды из внешней среды [5]. Таким образом процесс нанесения ремонтных строительных составов и их твердение в условиях подпора воды - весьма актуальная задача.

Это было подтверждено еще в ранних работах В.И. Соломатова [2]. Поверхность трещин покрыта адсорбционным слоем воды и сближение новых новообразований с этим слоем связано с термодинамическими условиями возникновения зародышей, играющих роль "якоря" в нашем случае, в частности молекул азота (имеется ввиду новые составы паст на основе галлиевых композиций). Прирост свободной энергии (F) при образовании зародыша-"якоря" может быть определен следующим образом. Предположим, что расстояние между двумя контактирующими субъектами в трещине -h, а длина ребра квадратного основания зародыша - а, тогда

(1)

полагая, что h = const, определяем из условия иF/da = 0 длину ребра устойчивого зародыша-"якоря" и работу его образования А_к как функции от перенасыщения пасты с/с_? и температуры Т:

(2)

(3)

где а₂ - длина ребра основания двумерного зародыша:

(4)

Так работа образования контакта А_к является величиной вероятности этого процесса, то вероятность возникновения контактов превращается в достоверность, если

(5)

где А^*₂ - работа образования двумерного зародыша роста, возникающего при некотором перенасыщении (с^* /с_? >1,5)

(6)

Подставив в уравнения (6) А^*₂ из другого уравнения (5) и А_к из уравнения (2) получим уравнение для определения расстояния h_к, при котором возникают контакты в трещинах с той же вероятностью, как и возникают двумерные зародыши роста-"якоря":

(7)

Как видно из уравнения (7), расстояние между срастающимися частицами h_к может быть тем больше, чем выше степень перенасыщения.

Однако и при низком перенасыщении, когда температура (Т) еще не велика 20^оС, возникновение двумерных зародышей - "якорей" проходит, а возникновение контактов проходит при условии, если

h_к? (23), подставив в уравнение (7) получим при h_к в зависимости от с/с_? значения по табл. 1.

Таблица 1

Как видно значения h_к /д₀ сравнительно мало изменяется при изменении соотношения с / с_?, а следовательно и срастание кристаллов происходит практически на протяжении всего процесса твердения композиции, но механизм движения диффузиционных субъектов весьма сложен.

Кроме прямой фильтрации, происходит молярный перенос пленочной жидкости. Этот перенос во много раз больше влагопереноса под действием диффузионных и капиллярных сил. Соломатов В.И. [2] исследовал возможность применения полиэфирных и эпоксидных смол для склейки бетонов. По его данным, прочность склеивания на полиэфирных клеях очень значительно снижается при нанесении на влажную поверхность бетонов в 4 раза, а на эпоксидных - примерно на 25 %. Разрушение - разрыв происходил в основном по шву и частично по бетону. Такой же характер и последовательность наблюдалась при испытании на морозостойкость. При этих испытаниях прочность снизилась с 44 до 17 кг/см² после 100 циклов. Морозостойкость образцов, склеенных эпоксидными смолами, оказалась более-менее высокой (снижение на 4 - 5 %). Поэтому автор считал целесообразным применять эпоксидные смолы для склейки бетонов и ремонта.

Технологический прием по высушиванию поверхности не всегда возможен при выполнении работ в условиях внешнего подпора грунтовых вод, особенно в заглубленных насосных на предприятиях нефтепереработки, нефтехимии и т.д. [3]. строительный ремонтный подпор вода

При изменении температурного параметра в галлиевой массе, разогреве до некоторых повышенных температур происходит термоосматическое движение по структуре капиллярно-пористого тела. Равнодействующая сила поверхностных напряжений F_a направленная в "холодную" сторону на границе раздела паровоздушная среда - жидкость (пленочная) на подложке может быть вычислена по формуле:

, (8)

где аТ /dx - градиент температуры вдоль поверхности, зависящей от угла, составленного ей и вертикалью.

Возникновение структуры подобной срастающихся электронных облаков с участием молекул азота N₂, где каждый из атомов азота имеет по три не спаренных электрона, можно ожидать образования связи, обусловленной сразу трем электронными парами.

Таким образом, азотистые компоненты стремятся занять стабилизирующие позиции на твердой "подложке" - стенке дефектного места сооружения, здания, вытесняя тем самым молекулы воды с этой поверхности, а^*

Насыщения поверхности сооружения азотом, например, стенки клепанного металлического резервуара, повышает твердость вследствие образования в контактном поверхностном слое нитридов железа, а в случае другой "подложки" - нитридов других различных соединений.

Передвижение воды с поверхности увлажненной стенки трещины сооружения, здания при наличии температурного градиента предопределяется диффузией. Под влиянием этой силы мономолекулярные пленки, смачивающая поверхность стенок дефектных мест, а также составляющих заполнителей ремонтных паст - постепенно заполняют элементарные поры.

Движение азотистых составляющих к поверхности трещин, полостей, капилляров - "подложки" (дефектные места), где необходим ремонт - носит характер самодиффузии, при котором происходит, во-первых, выравнивание изотропного вещества в среде с постоянной химической концентрацией, во-вторых, изменение массовых характеристик в объеме, обусловленное диффузионными перемещениями частиц в поле силы тяготения, поверхностного натяжения, упругости паровоздушной среды и других нехимических сил.

Таким образом, в заключение можно отметить, что применение галлиевых паст, содержащих некоторое количество азота позволяет исключить одну очень сложную технологическую операцию в ремонте труднодоступных мест зданий, сооружений, а именно - предварительную сушку.

Учитывая тот факт, что процессы сушки на объектах повышенной опасности, каковыми являются объекты нефтепереработки, нефтехимии является очень щепетильным, дорогостоящим процессом с привлечением больших людских контингентов по обеспечению так называемых огневых работ, находящихся в поле зрения пожарных служб, гапзоспасателей, ограниченного в цехах инженерно-технического персонала ремонтного объекта, а присутствие их необходимо в период проведения ремонтых работ, связанных с процессами высокотемпературного воздействия в процессе осушения ремонтных мест [6]. Исключение большого количества людей в ремонтных работах ведет к значительной экономии средств и понижению травматизма на этих предприятиях.

Список литературы

1. Вопросы строительства предприятий нефтепереработки и нефтехимии в Башкирии. Сб. трудов НИИ по строительству (БашНИИСтрой) - М., 1963. С. 256-269.

2. Соломатов В.И. Склеивание бетона полимерными материалами. Ж. "Бетон и железобетон", 1963, № 3. С. 11-13.

3. Москвин В.М., Иванов Ф.М., Алексеев С.Н., Гузеев Е.А. Коррозия бетона и железобетона, методы их защиты. М.: Стройиздат, 1980. С. 5-43.

4. Совершенствование методов расчета строительных конструкций и технологии строительства. Межвузовский научн. сб. СГТУ. Саратов, 2001. С. 167-170.

5. Рекомендации по ремонту и восстановлению железобетонных конструкций полимерными составами. М.: НИИЖБ Госстроя СССР с доп. изм. М., 1995. С. 16-18.

6. Положение о проведении планово-предупредительных ремонтов зданий и сооружений. М.: Госстрой РФ, 2000. С. 3-8.

Размещено на Allbest.ru