Автореферат диссертации (1141529), страница 3
Текст из файла (страница 3)
веществческих веществКапиталовложенияБиологическоеразнообразиеОтносительноеобилие видовАнтропогеннаятрансформацияэкосистемОхраняемыетерритории12продолжение таблицы 1ОтходыКачество подземных вод и почвыОбразованиеотходовСкорость обработки.КапиталовложенияВодныересурсыОтношение спроса Объем водозабора,к потреблению,интенсивностькачествоиспользованияЭкономия воды.Плата за водуЛесныересурсыОтношение рубка/прирост.Площадь деградации лесовИнтенсивностьиспользованияПовышениекачества лесногохозяйстваРыбныересурсыУстойчивостьрыбных запасовУловыКвоты на выловДеградацияпочвПотери плодородногослояИзменения виспользованииземлиЗащита ивосстановлениеПрибрежныезоны, океаныКачество водыСбросы загрязнений,разливы нефтиУправлениеприбрежной зоной.Защита океановЭффективную защиту обделки от агрессивного воздействиясточных вод могут обеспечить футеровки, способные выдерживатьвоздействие агрессивных грунтовых вод, быть устойчивым к биологической и газовой коррозии, обеспечивать хорошую адгезию с бетоном.Наиболее перспективным материалом, отвечающим этим требованиям,может стать полимерно-композиционный материал на основе базальтопластика (рисунок 1).Для оценки влияния базальтопластиковой футеровки на геоэкологическую устойчивость прилегающего подземного пространстваканализационных коллекторов следует рассмотреть следующие геоэкологические индикаторы: концентрации N, Р и величину БПК поступающих в воду и почву.13Рисунок 1 – Схема канализационного коллекторас базальтопластиковой футеровкойПо данным Постановления Правительства Москвы от 21 сентября 2016 года «Об утверждении схем водоснабжения и водоотведения города Москвы на период до 2025 года» потери при транспортировке сточных вод составляют 153033 тыс.
куб.м/год. В таблице 2представлено количество вредных веществ, поступающих в почвы г.Москвы при потерях из канализационных коллекторов, на основаниианализа характеристик качества сточных вод в г. Москве за 1 квартал2017 г. по данным АО «Мосводоканал».Таблица 2– Количество вредных веществ, поступающих в почвы города Москвы при транспортировке сточных водЗагрязняющие веществаУсредненная характеристика хозяйственнобытовых сточных водВзвешенные вещества, г/л58,714продолжение таблицы 2БПК 5, мг/л38,2Азот аммонийных солей,нитритов, нитратов (N),т/год6,63Фосфаты (Р), т/год0,61Нефтепродукты, т/год0,44Хром +3, т/год0,0032Никель, т/год0,0036Цинк, т/год0,0493Медь, т/год0,0185Кадмий, т/год0,0004На основании изучения научно-технической литературы былаобоснована актуальность темы диссертационного исследования ипредложена научная гипотеза.В главе 2 «Разработка и оптимизация состава базальтопластиковой футеровки для повышения геоэкологической устойчивости прилегающего подземного пространства канализационногоколлектора» представлены результаты разработки состава и конструкции базальтопластиковой футеровки.Проведен сравнительный анализ компонентов базальтопластиковой футеровки (волокон и полимерного связующего) с существующими аналогами.
Комплексные исследования характеристик базальтовых волокон и материалов на их основе позволили выявить следующиеосновные преимущества по сравнению со стеклянными и металлическими волокнами:151. Высокая прочность базальтовых волокон на разрыв, превышающая соответствующий показатель металлических волокон в 2-2,5раза, стеклянного волокна (из Е-стекла) – в 1,4-1,5 раза.2. Высокая химическая стойкость базальтового волокна в различных средах, в том числе и к растворам щелочей.При выборе полимерной матрицы учитывались: тип смолянойчасти, необходимые отвердители и модифицирующие компоненты,обеспечивающие требуемые химические, физико-механические свойства и технологические показатели переработки связующего, в первуюочередь, его экологическая безопасность, прочностные свойства истойкость в агрессивных средах.Рассматривались матрицы на основе: эпоксидиановых смол,бисфенольных полиэфирных смол, эпоксивинилэфирных смол и др.Учитывая высокую коррозионную стойкость (стойкостью кдействию воды, минеральных масел, неорганических кислот, органических растворителей), а также меньшую стоимость, для изготовленияполимерной футеровки железобетонных блоков выбрано связующее«УНИПЭК» (ТУ 2257-179-05786904-2004) на основе полиэфирныхсмол, выпускаемое ООО «ЭкоТеплоХим» и ОАО «НПО «Стеклопластик».В таблице 3 представлены результаты испытаний «УНИПЭК»после экспозиции в химически активных средах, превышающих химическую активность среды внутри канализационного коллектора.
Исходная прочность при растяжении – 70 МПа.Для оценки надежности полимерной футеровки были проведены исследования трещиностойкости конструкции, т.к. образованиетрещин приводит к значительно более быстрому разрушению конструкций канализационных коллекторов, а, следовательно, к аварийной разгерметизации. Определение процентного соотношения армирующего материала и связующего было определено из условий трещиностойкости при воздействии эксплуатационных нагрузок.16Таблица 3 – Результаты испытаний «УНИПЭК» после экспозиции вхимических средахСреда,температураПоказателиОстаточная прочность, МПаПотеря прочности,%10%-ный растворH2SO4Т = 500СВремяэкспозиции3ч60%-ный растворH2SO4Т = 800СВремяэкспозиции3чН3РО4(54% Р2О5)Т = 950СВремяэкспозиции3ч65,2460,5568,396,813,52,3Состав базальтопластиковой футеровки включает следующиекомпоненты:1. Связующее «УНИПЭК» (ТУ 2257-179-05786904-2004) – 70%.2.
Ровинг из базальтовой нити (ТУ 5769-001-80104765-2008) – 15%.3. Ткань базальтовую (ТУ 5952-031-00204949-95) – 15%.Структура базальтопластиковой футеровки, предназначеннойдля изготовления железобетонных блоков, представлена на рисунке 2:1 – гелькоут – слой толщиной 0,5-0,7 мм; представляет собойкомпозицию на основе наномодифицированных термореактивныхсмол, наполненных дисперсными органическими и неорганическиминаполнителями; гелькоут контактирует непосредственно с агрессивнойсредой и предназначен для защиты железобетонного блока от коррозии и эрозионного износа;2 – конструкционный слой выполнен из рубленых базальтовыхволокон, чередующихся со слоями базальтовой ткани, пропитанныхкоррозионностойким термореактивным связующим; предназначен длязащиты железобетонного блока от коррозии и придания полимернойфутеровке конструкционной прочности; толщина конструкционногослоя определялась на основании однофакторного эксперимента и составила 4,0 мм;173 – промежуточный слой толщиной 0,5-0,7 мм предназначендля обеспечения адгезии между футеровкой и бетоном; выполняется изкомпозиционных материалов на основе термореактивных связующих,армированных крупнозернистым неорганическим заполнителем (щебень) и ткаными материалами на основе базальта.4 - армирующие элементы предназначены для механическогокрепления футеровки к бетону; выполняются из базальтопластика.Рисунок 2 - Структура полимерной футеровки железобетонных блоковобделки1 – гелькоут; 2 – конструкционный слой; 3 – промежуточный слой;4 – армирующие элементыВ главе 3 «Методика, результаты исследований базальтопластиковой футеровки» приведены экспериментальные исследования влияние базальтопластиковой футеровки на геоэкологическуюустойчивость прилегающего подземного пространства канализационных коллекторов.Описаны используемые материалы и научно-исследовательскоеоборудование.
Представлены результаты лабораторных исследованийсопротивления отрыву базальтопластиковой футеровки от железобетонного основания. Приведены результаты лабораторных испытанийэлементов футеровки из базальтопластика на коррозионную стойкость.Согласно ГОСТ 12020-2018 «Пластмассы. Методы определения стойкости к действию химических сред» стойкость образцов, вырезанныхиз элементов базальтопластиковой футеровки, к воздействию выбранных химических сред является хорошей (таблица 4). Установлено, что18стойкость к действию химических сред базальтопластиковой футеровки выше, чем у материалов, применяемых для вторичной защиты железобетонных конструкций и стеклопластиковой футеровки (удовлетворительная), что доказывает возможность повышения геоэкологической устойчивости прилегающего подземного пространства канализационных коллекторов путем применения железобетонных блоков сбазальтопластиковой футеровкой при их возведенииТаблица 4 – Оценка стойкости базальтопластика к действию химического реагента по изменению механических показателей пластмассыТип материалаБазальтопластикОценка стойкостиИзменение показателя, %ХорошаяОт 0 до 15УдовлетворительнаяСвыше 15 до 25ПлохаяСвыше 25Представлены результаты неразрушающего контроля железобетонных блоков с базальтопластиковой футеровкой свидетельствующие о том, что футеровка на 30% снижает дефектность.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
