Таб.8 - Прочность торкретбетона с основанием.

Водонепроницаемость торкрет-бетона характеризуется маркой по водонепроницаемости W, коэффициентом фильтрации и водопоглощением (косвенно) и должна соответствовать требованиям указанным в таблице 9

Таб.9 - Водонепроницаемость торкретбетона.

Морозостойкость торкрет-бетона характеризуется марками F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500, F600, F800, F1000

Технология приготовления и нанесения торкрет-бетона на обрабатываемую поверхность

Приготовление сухой смеси:

Сухую цементно-песчаную смесь приготавливают на стационарных растворных узлах или непосредственно на месте производства работ. Централизованное производство целесообразно при обслуживании нескольких торкрет-машин, при работе без добавок или с жидкими добавками, а так же в стесненных условиях. В случае централизованного приготовления смеси схема технологической установки упрощается (отпадает необходимость в смесителе), а ее размеры уменьшаются.

Срок доставки и хранения приготовленной смеси не должен превышать 3ч. При больших расстояниях от растворного узла до места производства работ, небольших объемах работ, а также при работе с порошкообразными добавками и с применением быстросхватывающихся и быстротвердеющих цементов смесь следует приготовлять на месте производства работ.

Состав сухой смеси для торкретирования необходимо выбирать в каждом конкретном случае в зависимости от условий эксплуатаций объекта. Обычно применяют состав 1:3 -1:4 (цемент-песок). Для покрытия поверхностей, подвергающихся ударному или истирающему воздействию, применяют состав 1:3, а если поверхность подвержена атмосферному влиянию, то состав 1:4,приготовленная сухая смесь перед применением должна быть просеяна через сито не более 8мм.

Нанесение торкрета

Производство торкретирования при температуре массива конструкции не ниже 5 градусов Цельсия. В случае более низких температур в состав сухой смеси или в воду затворения следует вводить противоморозные добавки.

Основным условием получения торкрета хорошего качества является соблюдение правильной технологии его нанесения. Параметры режима торкретирования (давление в шланге, скорость вылета из сопла, водоцементное соотношение, расстояние между соплом и торкретируемой поверхностью) оказывают большое влияние на конечные физико-механические и эксплуатационные характеристики нанесенного слоя (сцепление нанесенного слоя с основанием, прочность слоя на сжатие, его водонепроницаемость, плотность и кол-во отскока)

Рабочее давление в цемент-пушке в зависимости от конструкции машины, расстояния от цемент-пушки до торкретируемой поверхности и длины материальных шлангов должно быть в пределах от 0.2 до 0.6 Мпа. Давление в водяном баке должно быть на 0.05 - 0.1 МПа больше рабочего давления в цемент-пушке. Оптимальная скорость вылета струи позволяющая получить наибольшую прочность покрытия находится в пределах 140-170 м/с.

3.2 Анализ методов очистки поверхности железобетонных конструкций для восстановления защитного слоя бетона

Первоочередным мероприятием в процессе восстановления защитного слоя бетона методом торкретирования является очистка его поверхности. Современные методы очистки поверхности:

- Гидрофрезеровочная очистка (рис.14);

- Пескоструйная очистка (рис.14);

- Механическая очистка (рис.15);

- Огневая очистка(рис.16);

Рис.13 Гидрофрезеровачная очистка

Рис.14 Пескоструйная очистка

Рис.15 Механическая очистка

Рис.16 Огневая очистка

Выбор метода очистки зависит от видов работ, которые будут проводиться с бетонной поверхностью. Для торкретирования обрабатываемая поверхность, на которую наносится торкрет-бетон, должна быть жесткой, обладать достаточной несущей способностью и выдерживать ударное воздействие струи: вибрация поверхности вызывает отслаивание нанесенной смеси.

Торкретирование выполняется на шероховатые и чистые поверхности. Нельзя допустить наплывов толщиной более половины толщины торкретируемого слоя. Гладким поверхностям следует придавать

шероховатость путем насечки. Нестабильный поверхностный слой (отслаивающиеся части поверхности, грязь, краска и т. д.) должен быть удален вплоть до прочного основания.

Это требование удаления нестабильного поверхностного слоя обусловлено необходимостью обеспечить достаточное сцепление между поверхностью нанесения и слоем торкрет-бетона, служащее для обеспечения их совместной работы. Величина сцепления должна превышать напряжения от внешних сил, действующих на конструкцию в процессе эксплуатации и стремящихся сдвинуть слой торкретбетона и поверхность нанесения друг относительно друга. В качестве внешних нагрузок могут выступать распределенные и сосредоточенные силы, а также температурные деформации.

При механизированном способе на поверхность нанесения воздействуют отбойными молотками с небольшой энергией удара (пневматическими, гидравлическими, электрическими) или дисковыми металлическими щетками. Обработка металлических поверхностей щетками позволяет удалить ржавчину и старую краску, но требует добавочных материалов для улучшения адгезии с торкретбетоном.

Иглофрезы (игольчатые перфораторы(рис.15), при работе производят самозаточку и прорабатывают вплоть до 300 ч, у обычных щеток эксплуатация 10-12 ч, реже до 25 ч, что обеспечивает очистку углублений на поверхности нанесения.

К достоинствам механической очистки относятся: малая масса инструмента, легкость транспортировки, простота в выполнении работ, однако имеет низкую производительность. После очистки поверхность следует замочить дистиллированной водой, для дальнейшего торкретирования.

Струйно-эрозионная очистка заключается в обработке поверхности струей сжатого воздуха, содержащего зерна абразива. Зерна, ударяясь о поверхность нанесения, откалывают от нее небольшие кусочки материала. В качестве абразива можно использовать кварцевый или речной песок (пескоструйная очистка), а также чугунную, стальную дробь или мелкорубленную стальную проволоку длиной и диаметром 1-1,5 мм (дробеструйная очистка). Данный способ обеспечивает качественную и высокопроизводительную обработку, в значительной мере зависящую от давления и количества воздуха, проходящего через сопло. Обработка камня и бетона требует давления 3-4 атм. Дробеструйное оборудование с вакуумной системой отсоса абразива и продукты отхода подходят для очищаемых конструкций имеющих большие плоские поверхности. Такие аппараты малогабаритны, смонтированы на тележках, легко перемещаются по фронту работ. Отработанная дробь и отходы отсасываются вакуумным насосом и проходят через сепаратор, откуда отделенная годная дробь вновь возвращается в систему, отходы направляются в специальный приемник, а выходящий в атмосферу воздух фильтруется.

Однако у струйно-эрозионного способа наблюдается и ряд отрицательных моментов. Так, вследствие выделения большого количества пыли, требуются повышенные меры по охране труда и производственной санитарии. При отсутствии системы отсоса абразива появляется необходимость его сбора и утилизации (приходится собирать 1,2-2,4 т/ч). При производстве работ следует также учитывать малую абразивную устойчивость сопел, которая не превышает 12 ч работы для стальных и чугунных сопел и до 200 ч - для металлокерамических.

Применение гидродинамического способа (гидрофрезерования) оправдано в том случае, если условия производства работ позволяют полноценно осуществлять сбор отработанной воды, а также в том случае, когда вода не оказывает негативного воздействия на состояние находящихся рядом конструкций, основание и окружающую среду. Например, очистка стен набережных, опор и пролетных строений мостов, конструкций морских нефтяных платформ и т. п.

Сам процесс гидрофрезерования выполняется под большим давлением (200 МПа и более) и небольшом потоке пресной воды (до 60 л/мин). Каждая из этих характеристик влияет на технологические параметры очистки: чистота обработки зависит от максимального давления, а производительность определяется расходом воды. Области применения машин для гидрофрезерования приведены в таблице 9.

Таб 9.- Области применения оборудования гидрофрезерования

Рабочее давление, атм	Расход воды, л/м	Температур а воды, Цельсий	Область применения
1500 и выше	От 50	До 50	Резка бетона, снятие всех видов краскидо металла, решение самых сложных задач
800-1500	30-50	До 40	Очистка арматуры, снятие нестабильного слоя,удаление сильных загрязненийи красок
300-800	20-60	До 150	Расшивка бетонныхшвов, чистка фасадов

При столь высоком давлении, для снижения нагрузки на машину и уменьшения отдачи, пистолет-распылитель дистанционно управляет электроприводом, плавно увеличивающим обороты двигателя и давление струи, но не имеет гидравлического клапана подачи воды. В работе представлены результаты исследования прочности сцепления торкретбетона с поверхностью горных выработок, которые позволяют судить о влиянии на этот параметр давления водяной струи (таблица 10)

Таб 10.- Результаты исследования прочности сцепления.

Давление воды, Мпа	Прочность сцепления, МПА
0,7	0,21
20	0,61

Вращающиеся сопла, насадки точечной резки, всевозможные щетки, а также нагревательные модули (осуществляют нагрев воды, например, при помощи пара с температурой порядка 1600 С) могут применяться для повышения производительности машин.

Положительными качествами гидродинамической очистки являются высокая производительность, безопасность для здоровья в сравнении с другими видами очистки, качественное водонасыщение поверхности, исключающий обезвоживание свежеуложенного слоя торкретбетона.

При оснащении фильтром и дополнительной помпой допускается гидрофрезерование морской водой, но для избежания попадания примесей в виде солей, микроорганизмов и прочих вещей, негативно воздействующих на

сцепления с наносимым торкретбетоном поверхность должна быть дополнительно промыта пресной водой для очищения.

Огневой способ очистки не требует наличия дорогостоящего оборудования - для выполнения используют газовые горелки различного типа. В процессе термической обработки происходит неравномерный нагрев поверхности нанесения, после чего видны различные температурные расширения слоев по толще. Так наибольшие растягивающие усилия возникают в быстронагревающихся верхних слоях. Поэтому в поверхностных слоях образуются трещины, вызывающие их отслоения, которые затем удаляются механизированным способом.

Практика показывает, что бетон является материалом с относительно высоким сопротивлением к тепловому воздействию (удару), что не позволяет получить эффект быстрого разрушения поверхности, подверженной температурному воздействию за счет значительного растрескивания и отделения частиц бетона.

Ввиду малой производительности и способности влиять на физико- механические свойства обрабатываемой поверхности. Данный метод применяется редко Последнее относится особенно к обработке рабочей арматуры, когда недостаточное нагревание не обеспечивает качественного результата, а чрезмерное нагревание способно вызвать местные перегревы, деформацию и изменение структуры металла.

Описанные выше способы по завершению процесса очистки оставляют на обрабатываемой поверхности продукты удаления. После выполнения работ поверхность нанесения следует продуть сжатым воздухом и промыть водой при давлении 0,2-0,3 МПа. Благодаря промывке осуществляется одновременное насыщение обрабатываемой поверхности водой, исключающее обезвоживание свежеуложенного слоя торкретбетона. Тем не менее, следует помнить, что промывка водой поверхностей с отрицательной температурой не допускается.

В таблице 11 приведено влияние способа очистки поверхности на прочность ее сцепления с нанесенным слоем. Способ торкретирования (сухой или мокрый) не оказывает влияния на прочность сцепления, а способ очистки поверхности более выраженно влияет на сцепление, нежели состав торкретбетона.

Таб. 11.- Значения прочности сцепления торкретбетона с поверхностью нанесения, Мпа

Материалдля торкретирования	Способ обработки поверхности
	Шлифовани е	Рубка	Пескоструйная обработка	Гидрофрезеров ание
Торкретбетон	0,2	1,1	2,0	1,6
Торкретфибробетон	0,8	1,3	2,0	2,0

В случае если поверхность нанесения представляет собой горную выработку с наличием фильтрации и сосредоточенных течей, вода должна быть

отведена до нанесения торкретбетона. С этой целью в местах концентрированных течей пробуриваются шпуры глубиной 10-20 см, куда устанавливаются водоотводные трубки. После набора торкретбетоном проектной прочности, трубки закрывают заглушками.

Зачастую используется уже имеющееся в строительной организации оборудование или подручные средства (например, зубило, троянка, бучарда). Энергетическое воздействие такого оборудования не всегда достаточно для удаления нестабильного поверхностного слоя. Это приводит к тому, что в процессе торкретирования вылетающая из сопла с большой скоростью бетонная смесь сама начинает разрушать поверхностный слой, который был некачественно удален в процессе механической обработки. В результате этого либо увеличивается отскок бетонной смеси и снижается производительность работ, либо внутри отремонтированной конструкции возникают отслоения, которые снижают ее прочностные свойства и долговечность.

Для механической очистки горизонтальных поверхностей предлагается методика заключающаяся в том, чтобы энергетическое воздействие на поверхность нанесения оборудования для ее очистки превышает аналогичное воздействие струи торкретбетона.

В основе лежит положение о том, что каждый движущийся элемент струи торкретбетона оказывает энергетическое воздействие на поверхность нанесения. С учетом динамичности нагружения величина энергетического воздействия зависит от скорости движения, массы и формы элемента.

Так, струя бетонной смеси, вылетая из сопла торкрет-машины со скоростью V0, разделяется на отдельные элементы, наиболее характерные из которых представляют собой зерно крупного заполнителя, покрытое пленкой цементно-песчаного раствора. Пролетая расстояние L, элемент ударяется о поверхность нанесения. Ввиду малого расстояния полета (80-120 см) и значительной начальной скорости элемента будем считать, что в момент соударения скорость элемента равна его начальной скорости.

На основе анализа методов очистки бетонной поверхности для дальнейшего восстановления защитного слоя бетона было установлено, что пескоструйный метод очистки является оптимальным решением по следующим факторам:

- Эффективность удаления загрязнений;

- Доступность оборудования

- Экономическая обоснованность

3.3 Свойства фибробетона

Фибробетон - разновидность цементного бетона, в котором равномерно распределены волокна в качестве армирующего материала.

Фибробетоны применяют в сборных и монолитных конструкциях, работающих на знакопеременные нагрузки. Важнейшая характеристика фибробетона -- прочность на растяжение -- является не только прямой характеристикой материала, но и косвенной, и отражает его сопротивление

другим воздействиям. Ещё одна важная характеристика фибробетона это его долговечность. По показателю работы разрушения фибробетон может в 15-20 раз превосходить бетон.

Таб. 12 - Сравнительная характеристика различной фибры

Область применения фибробетонов определяется технико-экономической эффективностью, которое обусловливается наиболее полным использованием положительных свойств фибробетона по сравнению с обычным бетоном, а также бетоном, армированным стальной арматурой.

В настоящее время технология изготовления базальтофибробетона развивается по двум направлениям, это метод виброэкструзии и метод принудительного перемещения.

Метод виброэкструзии позволяет получать базальтофибробетоны с ориентированным расположением волокон, что при меньшем расходе дает возможность добиться получения базальтофибробетонов с требуемыми физико- механическими свойствами.

Метод требует специального оборудования - технологическую линию с виброэкструзером, обеспечивающим ориентированное расположение фибр в цементно-песчаной матрице, позволяет изготавливать конструкции только прямолинейной формы, в ходе бетонирования которых ориентация волокон не нарушается.

Метод принудительного перемешивания в свою очередь имеет различные технологические приемы. Согласно рекомендациям, предварительно приготавливают цементно-песчаный раствор, затем вводят весь объем базальтовых волокон и вся смесь перемешивается в течении 45 секунд. При этом на частицах песка образуются цементные оболочки, снижающие абразивное действие песка на волокно, что способствует максимальному его сохранению. Потом вводится крупный заполнитель и подается вода, после чего смесь окончательно перемешивается. Общее время перемешивания - 5 минут. Уплотнение смеси при принудительном перемешивании осуществляется площадочными вибраторами, при применении глубинных в теле

базальтофибробетонов образуются цементно-песчаные пробки, что значительно снижает прочностные показатели.

Принудительное перемешивание не требует дополнительного оборудования или специальной технологической линии. Приготовление смеси и транспортирование осуществляется обычным способом. При этом для получения фибробетона с требуемыми свойствами требуется несколько больший расход фибр в сравнении с методом виброэструзии.

Ранее проводились исследования по изучению способа приготовления базальтовой смеси. Рассматривались различные способы приготовления, в том числе:

- ручное перемешивание

- бетоносмеситель принудительного перемешивания

- растворомешалка

- бетоносмеситель свободного падения.

В результате был сделан вывод, что способ перемешивания, в основном, не влияет на длину волокна в готовой смеси, а приготовление базальтобетонной смеси в бетоносмесителе принудительного действия наиболее приемлемо, так как прочностные показатели в сравнении с другими способами приготовления наиболее высоки, что говорит о равномерном распределении базальтовых волокон по объему смеси.

Однако, выбирая в качестве армирующего компонента полипропиленовое волокно, необходимо учитывать его значительные деформации при нагрузках растяжения, это связано с низкими показателями адсорбционной способности полипропилена в цементной матрице бетона. Наряду с этим, полипропилен имеет высокие показатели истираемости, а также горючести при воздействии высоких температур. Базальтовое волокно обладает высокой термической стойкостью. В связи с этим проявляется интерес к исследованиям базальтофибробетонов.

Таб. 13 - Химический состав базальта, %

Исследовав физико-механические свойства, были выявлены оптимальные составы армирования и режима приготовления базальтофибробетонных смесей

Испытаниями установлено, что введение различных волокон для армирования бетона повысило прочность на сжатие до 30%, на растяжение при раскалывании в 3,2 раза.

Таб. 14 - Составы базальтовых смесей

Важной особенностью наблюдения является то, что на ранних сроках твердения в момент достижения максимальной разрушающей силы для армированного волокном бетона свойственны большие деформации, чем в возрасте 28 суток.

Влияние модифицирующих добавок на микро и наноструктуру фибробетона.

К бетону как к материалу в рамках современного строительства предъявляются достаточно конкретные требования в зависимости от специфичности того или иного возводимого строительного объекта. Для того, чтобы композитный материал отвечал заданным эксплуатационным условиям необходимо управлять его свойствами с целью придания ему индивидуальных характеристик. К достижениям в области бетоноведения можно отнести возможность проектирования составов бетонных смесей с учетом заданных свойств, параметров и характеристик впоследствии возводимых и эксплуатируемых строительных конструкций. Это стало возможным благодаря введению в бетонную смесь химических модификаторов. Они направленно регулируют свойства бетонной смеси в момент приготовления, транспортирования и укладки, так и уже затвердевшего камня.

Традиционно пластификаторы позволяют снизить водопотребность бетонной смеси до 19%, в то время как суперпластификатор способен сократить водопотребность до 30%

Первой добавкой предназначенной для добавки в бетонные смеси был

«С-3», выпущенный в 1978 г. Так же «Дофен» , «10-03», «МФ-АР» и другие.

Применение добавок этого типа обеспечивает заданную подвижность смеси при минимальном водосодержании, другими словами, даёт возможность изменить свойства бетонной смеси: удобоукладываемость, подвижность, водопотребность, нерасслаиваемость, водоотделение.

Применению суперпластификаторов в технологии дисперсно- волокнистого армирования доказало свою эффективность. По результатам исследований выяснилось, что С-3 положительно влияет как на свойства фибробетонных смесей, так и на уже затвердевший материал. Это объясняется тем, что при введении в смесь суперпластификатора, повышается удобоукладываемость, что влечет за собой более равномерное рассредоточение волокон-фибр, а это характеризует улучшенное качество армирования.

Зависимость значений прочности на сжатие цементного камня в возрасте

28 суток от количественного содержания базальтовой фибры и суперпластификаторов различного наименования предоставила возможность выявить оптимальные соотношения содержания армирующего и пластифицирующего компонентов.

Таб. 15 - Зависимость значений прочности на сжатие

Диаграмма зависимости влияния суперпластификаторов на параметры и количество содержащей фибровой арматуры в цементном камне.

Очевидность положительного влияния на увеличение прочностных характеристик цементного камня дисперсно-армированного базальтовым волокном суперпластификаторов различного типа отражена в полученных зависимостях. Увеличение количества фибрового волокна пропорционально увеличению суперпластифицирующих добавок, что дает возможность получения максимальных показателей прочности.

3.4 Технология приготовления и нанесения на обрабатываемую поверхность торкрет-фибробетона

Для получения покрытий из торкрет-фибробетона в качестве армирующих компонентов следует использовать, как правило, стальные фибры. Если использование торкрет-фибробетона предназначается для конструкций, при эксплуатации которых могут иметь место воздействия повышенных температур, в том числе взрыва, пожара, в этом случае в сухую смесь, наряду с остальными фибрами целесообразно вводить полипропиленовые волокна диаметром - 30мкм в количестве 1.8-2.5 кг/м³ Рекомендуется производить дозирование фибр в одном технологическом цикле при приготовлении сухой смеси по регламенту, предусматривающему совмещение этих фибр с сухими компонентами (мелким и крупным заполнителем) бетонной смеси.

Сухие смеси должны изготавливаться с условиях стационарного производства: на действующих БСУ или специально оборудованных постах, либо на передвижных установках (бетоносмесителях).

При получении сухих смесей и торкрет-бетонных составов с использованием стальных фибр следует предупреждать образование сцепившихся друг с другом стальных комков фибр в объеме рассматриваемых смесей и составов. Для предотвращения возможности образования комков фибр следует уменьшать относительную длину фибр, размеры и содержание зерен крупного заполнителя, повышать подвижность получаемой смеси, соблюдать правила технического регламента.

При получении сухих смесей и торкрет-фибробетонных составов процесс введения в них стальных фибр должен быть постепенным и непрерывным. Данный процесс может быть реализован разными технологическими вариантами, в том числе:

- С использованием бетоносмесителя принудительного действия. В начале в него добавляют песок, а фибру в процессе перемешивания песка подают через вибросито, установленное над бетоносмесителем. После получения смеси песка и фибр осуществляют погружение ее в мешки, либо получаемую смесь загружают в передвижной бетоносмеситель, в который, после его транспортировки, добавляют в цемент

- С использованием смесительного агрегата и транспортера. Процесс осуществляют в 2 этапа

1. Приготовление сухой смеси мелкого и крупного заполнителя в смесительном агрегате.

2. Постепенная и непрерывная укладка на движущийся транспортер слоя заполнителей смеси с введением в этот слой равномерным потоком стальных фибр с последующим транспортом их в бункер, из которого осуществляют загрузку смеси в тару

- С использованием шнекового конвейера в сочетании с дозатором фибр Для уменьшения отскока компонентов торкрет-фибробетона следует

руководствоваться следующими правилами:

- Увеличивать содержание мелких частиц в смеси

-

Уменьшать отношение

- Увеличивать подвижность смеси при мокром методе торкретирования до уровня, при котором получаемое покрытие сохраняет свою структурную прочность.

Для получения торкрет-фибробетонных покрытий следует использовать существующие торкрет установки с внесением в них, с целью предотвращения возможного закупоривания фибрами отдельных узлов оборудования, необходимых коррективов, в том числе:

- Устранить из рабочих органов установки коленчатые патрубки с изгибом под углом 90 градусов

- Обеспечить подбор шлангов одного диаметра. Создать плотные уплотнения в месте соединения шлангов, обеспечивающих свободное транспортирование по шлангам смеси с фибрами

- Использовать шланги с внутренним диаметром не менее 50мм. Диаметр шланга должен превышать как минимум в 2 раза длину фибры

3.5 Расчёт оптимальной энергии удара при торкретировании.

Рассмотрим элементарную модель соударения торкретфибробетонной смеси с поверхностью нанесения. В основе этой модели лежит положение о том, что каждый движущийся элемент струи торкретфибробетона оказывает энергетическое воздействие на поверхность нанесения. С учетом динамичности нагружения величина энергетического воздействия зависит от скорости движения, массы и формы элемента

Так, струя бетонной смеси, вылетая из сопла торкрет-машины со скоростью V0, разделяется на отдельные элементы, наиболее характерные из которых представляют собой зерно крупного заполнителя, покрытое пленкой цементно-песчаного раствора2. Пролетая расстояние L, элемент ударяется о поверхность нанесения. Ввиду малого расстояния полета (80-120 см) и значительной начальной скорости элемента будем считать, что в момент соударения скорость элемента равна его начальной скорости.

Кинетическая энергия всех элементов, одновременно вылетающих из сопла, в момент соударения с поверхностью нанесения определяется по формуле:

Где к5V- и N - масса и количество элементов (зерен заполнителя) i-й фракции, одновременно прошедших через сопло

В строительстве крупный заполнитель (щебень) делится на фракции, фракционирование осуществляется путем просеивания щебня через стандартные сита с ячейкой 3, 5, 10 и 15 мм. В технологии торкретирования максимальный диаметр такого заполнителя ограничен 15 мм.

Диаметр выходного отверстия сопла торкретмашины - 50 мм. Скорость вылета смеси - 70 м/с. Торкретфибробетонная смесь приготовлена на заполнителе с плотностью материала 2 600 кг/м3 и частными остатками на сите Р<3 = 2 %, Р3…5 = 10 %, Р5…10 = 80 %, Р10…15 = 8 %. Для очистки поверхности предполагается использование отбойного молотка Bosch GSH 5 CE с размерами рабочей лопатки 0,5 х 3 см.

Площадь выходного отверстия сопла:

Площадь рабочей поверхности отбойного молотка:

синст = 0.5 б 3 = 1.5 ????² = 0.15 т 10³п²

Площадь сечения одного зерна заполнителя i-й фракции:

5F1

3.14 х 0.3²= 0.071

а2 = 0.20

а3 = 0.79

а4 = 1.77

Общее количество зерен заполнителя, одновременно прошедших через

сопло:

=0.0712+0.210+0.7980+1.778

Количество зерен заполнителя i-й фракции:

Масса зерен заполнителя фракций



Приведенная энергия струи:

Таким образом, принятый отбойный молоток Bosch GSH 5 CE с регулируемой энергией удара от 2 до 9 Дж подходит, но его использование возможно при энергии удара не ниже 6,8 Дж.

Выводы по третьему разделу

В данной главе было установлено что наиболее эффективный метод восстановления защитного слоя бетона - торкретирование. Был проведен сравнительный анализ подготовки торкретируемой поверхности, а так же освещено влияние фиброволокон на техническую спецификацию бетона в виде прочность на сжатие, устойчивость к растяжению на изгиб, к агрессивным средам.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

разрушение бетон защитный восстановление

1. Проведен анализ распространенных причин разрушения защитного слоя бетона. В ходе которого было заострено внимание на деструктивное поведение бетона без содержания фиброволокон в агрессивных средах.

2. Рассмотрены основные методы восстановления защитного слоя бетона, а так же выведен наиболее перспективный метод его восстановления.

3. Рассмотрена и проанализирована возможность повышения долговечности и прочностных характеристик защитного слоя бетона путем добавления фиброволокон и суперпластификаторов.

Диссертационная работа имеет две публикации в печатных изданиях и сборниках:

Отузбаев А.Е., Цыгулев Д.В. Восстановление защитного слоя бетона Сборник материалов XIV Международной конференции студентов и молодых ученых “GYLYM ZHANE BILIM - 2019” - Нур-Султан.

Отузбаев А.Е.., Цыгулев Д.В., Сравнительный анализ методов очистки поверхности железобетонных конструкций для восстановления защитного слоя бетона. Сборник материалов XV Международной конференции студентов и молодых ученых “GYLYM ZHANE BILIM - 2020” - Нур-Султан, 2020.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Report on Fiber-Reinforced Polymer (FRP) Reinforcement for Concrete Structures, by ACI Committee 440, 2000.

2 Шилин А.А., Пшеничный В.А., Картузов Д.В. Внешнее армирование железобетонных конструкций композитными материалами. М:

«Стройиздат», 2007, 184 с.

3 Чернявский В.Л., Хаютин Ю.Г., Аксельрод Е.З., Клевцов В.А.,«Руководство по усилению железобетонных конструкций композитными материалами» М., 2006.

4 Хаютин Ю.Г., Чернявский В.Л., Аксельрод Е.З. Применение углепластиков для усиления строительных конструкций// Бетон и железобетон.- № 6. - 2002. - с. 17-20.

5 Дзюба С.В. Фибропластиковые системы в современном строительстве. - Одесса: ОДАБА, 2017. - 407с.

6 Хаютин IО.Г., Чернявский В.Л., Аксельрод Е.З. Ремонт и усиление железобетонных конструкций в зданиях из монолитного железобетона // Проектирование и строительство монолитных многоэтажных жилых и общественных зданий, мостов и тоннелей // Сборник докладов. -2004, -С.

7 Cadei, J.M.C., Stratford, T.J., Hollaway, L.C. and Duckett, W.G. Strengthening Metallic Structures Using Externally Bonded Fiber-Reinforced Compo-sites, C595. - London: CIRIA, 2004.

8 Система внешнего армирования FibARM. Технология / Презентация. -Композитспецстрой, 2013 (www.hccomposite.com). - 20с.

9 Применение композитных материалов в строительстве / Презентация.-Холдинговая компания «Композит», 2014 (www.compozit.su). - 17с.

10 Carbon Fibre - An Australian Perspective // Composites without borders. I International Conference, Moscow, 31 October - 2 November, 2013 / Презентация. Carbon nexus. Carbon fibre & composite research. - 35с.

11 Design Guide Line for S&P FRP Systems. S&P Clever Reinforcement Company, Switzerland. - 69р.

12 FRP Design Guide, S&P Clever Reinforcement Company, Brunnen, Switzer-land, June 2000. - 70р.

13 Strengthening and rehabilitation of civil infrastructures using fibre- reinforced polymer (FRP) composites. Edited by L.C. Hollaway and J.G. Teng.- Woodhead Publishing Limited and Maney Publishing Limited on behalf of The Institute of Materials, Minerals & Mining, 2008. - 398p.

14 СТО 70386662-101-2012. Применение системы внешнего армирования MBrace для усиления главных балок железобетонных пролетных строений железнодорожных мостов. - М.: Общество с ограниченной ответственностью «БАСФ Строительные системы», 2012. - 16с.

15 СТО 2256-002-2011. Системы внешнего армирования из полимерных композитов FibARM для ремонта и усиления строительных конструкций. - М.: ЗАО «Препрег-СКМ», НИЦ «Мосты», 2012. - 54с.

16 American Concrete Institute. Guide for the Design and Construction of Exter-nally Bonded FRF Systems for Strengthening Concrete Structures.-ACJ 440.2R-02, Detroit, USA, 2002.

17 CNR-DT 200/2004. Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Existing Structures - Materials, RC and PC structures, masonry structures, Italian National Research Council, Rome, Italy, 2004. 144 p.

18 JSCE. Recommendation for Upgrading of Concrete Structures with use of Continuous Fiber Sheets. Concrete Engineering Series 41. Japan Society of Civil Engineers. Tokyo, Japan. -2001. - 88 p.

19 Fib Bulletin 14. Externally bonded FRP reinforcement for RC structures.

-- 2001. -- 138 p.

20 Chen G.M., J.G. Teng, J.F. Chen, O.A. Rosenbloom. Finite element model for intermediate crack debonding in RC beams strengthened with externally bonded FRP reinforcement // Fourth International Conference on FRP Composites in Civil Engineering (CICE2008). 22-24July 2008, Zurich, Switzerland.

21 Пособие по усилению железобетонных конструкций с использованием композитных материалов. Федеральное автономное учреждение «Федеральный центр нормирования, стандартизации и оценки соответствия в строительстве». Москва, 2017г.

22 Design Procedures for the Use of Composites in Strengthening of Reinforced Concrete Structures. State-of-the-Art Report of the RILEM Technical Committee 234-DUC

23 Friberg, E., Olsson, J. Application of fiber reinforced polymer materials in road bridges - General requirements and design considerations // Master of Science Thesis in the Master's Programme of Structural Engineering and Building Technology / Department of Civil and Environmental Engineering, Division of Structural Engineering, Chalmers University of Technology: Gцteborg, Sweden 2014. - 359p.

24 Рекомендации по применению композиционных материалов при ремонте железобетонных конструкций мостовых сооружений. - М.: Мосавтодор, 2007.

25 И.Улицкций - Железобетонные конструкции 1972.

26 В.Байков, Э.Сегалов - Железобетонные конструкции. Общий курс -

27 В.Плевков, А.Мальганов-Оценка технического состояния, восстановление и усиление железобетонных конструкций

28 ГОСТ 22690«Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля».

29 Дефекты строительных конструкций и их последствия. Гроздов В.Т. 2007г

30 Коррозия и защита арматуры в бетоне. Алексеев С.Н. 1968г.

31 Обследование строительных конструкций зданий и сооружений.Ремнев В.В. 2005г.

32 Аварии, дефекты и усиление железобетонных и каменных конструкций. Гарбусенко В.В.

33 Гроздов В.Т. Дефекты строительных конструкций и их последствия

34 СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции

35 ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния»

36 СПРК1.04-101-2012«Обследование и оценка технического состояния зданий и сооружений».

Размещено на Allbest.ru

...