Диссертация (1141530), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Использование базальтопластиковой футеровки повысит геоэкологическую устойчивость прилегающего подземного пространства канализационных коллекторов за счет снижения показателей основных геоэкологических индикаторов.52ГЛАВА 3. МЕТОДИКА, РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙБАЗАЛЬТОПЛАСТИКОВОЙ ФУТЕРОВКИ3.1 Используемое научно-исследовательское оборудованиеЛабораторные и натурные испытания базальтопластиковой футеровки проводились с использованием следующего оборудования и средств измерения:- гидравлический испытательный пресс C055 2000 кН (Matest, Италия, рисунок 3.1);- испытательная машины типа РМГ-МГ4 (Стройприбор, Россия, рисунок3.2);- ультразвуковой дефектоскоп А1220 MONOLITH (АКС, Россия, рисунок3.3);- адгезиметр ПСО-1МГ4С (Стройприбор, Россия, рисунок 3.4);- твердомер переносной по методу Баркола модификации ТПБа-934 (Метротест, Россия, рисунок 3.5);- домкраты гидравлические ДГ-200 с монометрами МТ-ЗУ (Россия, рисунок3.6);- весы лабораторные Mercury 122ACF- 3000.1 LCD (Mercury, Россия, рисунок 3.7).Рисунок 3.1 – Гидравлический испытательный пресс C055 2000кН(Matest, Италия)53Рисунок 3.2 – Испытательная машины типа РМГ-МГ4 (Стройприбор, Россия)Рисунок 3.3 – Ультразвуковой дефектоскоп А1220 MONOLITH (АКС, Россия)54Рисунок 3.4 – Адгезиметр ПСО-1МГ4С (Стройприбор, Россия)Рисунок 3.5 – Твердомер переносной по методу Баркола модификации ТПБа-934(Метротест, Россия)55Рисунок 3.6 – Домкраты гидравлические ДГ-200 с манометрами МТ-ЗУ (Россия)Рисунок 3.7 - Весы лабораторные Mercury 122ACF- 3000.1 LCD (Mercury, Россия)563.2 Определение физико-механических свойств базальтопластиковойфутеровки3.2.1 Лабораторные исследования сопротивления отрыву футеровки избазальтопластика от железобетонного основанияЛабораторные исследования сопротивления отрыву базальтопластиковойфутеровки от железобетонного основания были выполнены в соответствии сГОСТ 28574-2014 [41].Области разрушения образцов с базальтопластиковой футеровкой (рисунок3.8) в основном находились в бетоне.
При этом сцепление базальтопластиковойфутеровки с бетоном не было нарушено. В целях увеличения адгезии базальтопластика с бетонной поверхность блока использовали песок различной крупности,которой наносили на завершающий слой базальтопластика. При использованиипеска крупной фракции площадь разрушения составила 100, средней фракции –70, мелкой фракции – 40%.
При испытании на отрыв прикладывалась нагрузка3,04; 3,06; 3,67 МПа соответственно (минимально допустимая нагрузка – 1 МПа)[124].абвгРисунок 3.8 – Результаты лабораторных исследований сопротивления отрывубазальтопластиковой футеровки:57а – 100% когезионный отрыв бетона на песке крупной фракции;б – когезионный отрыв бетона и адгезионный отрыв в месте контакта бетонаи базальтопластика на песке средней фракции;в – когезионный отрыв бетона и адгезионный отрыв в месте контакта бетонаи базальтопластика на песке мелкой фракции;г – образцы после испытанийРезультаты испытаний показали высокую эффективность предложеннойконструкции анкеров для крепления базальтопластиковой футеровки к железобетонным блокам для повышения геоэкологической устойчивости канализационныхколлекторов.3.2.2 Проведение лабораторных испытаний элементов футеровки избазальтопластика на коррозионную стойкостьПроведение лабораторных испытаний элементов футеровки из базальтопластика на коррозионную стойкость проводилось в соответствии с нормативнымидокументами [62, 106, 107, 120].Оценка химической стойкости материала осуществлялась по изменениювнешнего вида, массы, линейных размеров, прочности образцов материала послевыдержки в течение определенного периода времени в растворах агрессивныхсред.Для проведения испытаний применялись образцы, вырезанные из отформованных элементов базальтопластиковой футеровки (Рисунок 3.9).58Рисунок 3.9 – Отформованные элементы базальтопластиковой футеровки дляжелезобетонных конструкций канализационных коллекторовВ качестве агрессивных сред были выбраны:- водный раствор H2SO4 (концентрация 5%) один раз в неделю на 6 час с последующей выдержкой в очищенной сточной воде КОС или ЛОС*);- водный раствор NaOH (рН=12) 1 раз в неделю на 6 час с последующей выдержкой в очищенной сточной воде КОС или ЛОС;- водный раствор смеси растворителей: бензол – 0,21 мг/л, толуол - 8,4 мг/л,1,1,2,2 – тетрахлорэтан - 0,1 мг/л; 1,1,2,2 – тетрахлоэтен – 8 мг/л один раз в неделю на 6 час с последующей выдержкой в очищенной сточной воде КОС или ЛОС;- водный раствор ацетона (концентрация 10 мг/л) 1 раз в неделю на 6 час споследующей выдержкой в очищенной сточной воде КОС или ЛОС.Приняты условные обозначения:*) КОС – Курьяновские очистные сооружения; ЛОС – Люберецкие очистные сооружения.Средняя температура агрессивного раствора составляла +200С.
Отклонениетемпературы агрессивной среды от средней не превышало ±2 0С. Экспонированиеобразцов производилось в плотно закрытой стеклянной посуде. Емкости с экспонированными образцами размещались при комнатной температуре под вытяжны-59ми шкафами. Перед экспонированием в агрессивных средах торцы образцов тщательно защищались от контакта с агрессивной средой.
Продолжительность испытаний составила 28 суток (до достижения сорбционного равновесия).В качестве контролируемых показателей были приняты следующие характеристики:- внешний вид образцов;- масса образцов;- твердость образцов на внутренней поверхности, твердость образцов навнешней поверхности; изменение прочности при статическом изгибе в осевомнаправлении;- изменение прочности при растяжении в осевом направлении:Результаты испытаний приведены в таблице 3.1.60Таблица 3.1 - Результаты испытаний контролируемых показателейВодный растворH2SO4 (концентрация5%) один раз в неделю на 6 часов с последующей выдержкой в очищеннойсточной водеСредаВодный раствор смеси растворителей: бензол – 0,21 мг/л, толуол –8,4 мг/л, 1,1,2,2 – тетрахлорэтан –0,1 мг/л; 1,1,2,2 – тетрахлоэтен – 8мг/л один раз в неделю на 6 часовс последующей выдержкой в очищенной сточной водеВодный раствор NaOH(pH = 12) один раз внеделю на 6 часов споследующей выдержкой в очищенной сточной водеВодный раствор ацетона (концентрация 10мг/л) один раз в неделюна 6 часов с последующей выдержкой в очищенной сточной водеВнешний вид вырезанных из элемента базальтопластиковой футеровки в осевом направление, после экспозиции в агрессивных средах в течении 28суток (ГОСТ 12020 [37])Сколов и трещин на внутренней поверхности футеровки не обнаружены;Сколов и расслоений на торцах футеровки не обнаружено.Изменение массы образцов связующего после экспозиции в агрессивных средах (ГОСТ 12020 [37])Исходная масса образца (средняя), г25,535825,772125,914525,8973Масса образца после экспозиции, г25,581825,810825,854925,9976Изменение массы образца, %0,180,15-0,230,31Измерение твердости связующего по Барколу (ASTM C-581-83, ASTM D2583-67 [60,61])Исходное значение,ед57,87После экспозиции в средах, ед.52,2149,5049,6249,32Изменение твердости по Барколу, %-9,78-14,46-14,26-14,77Изменение прочности при изгибе образцов, вырезанных из элемента базальтопластиковой футеровки в осевом направление, после экспозиции в агрессивных средах в течении 28 суток (ГОСТ 4648-2014 [63])61продолжение таблицы 3.1Прочность при изгибе исходная, МПа100,8(среднее значение из 5-ти образцов)Прочность при изгибе после экспозиции, МПа (среднее значение из 5-ти98,99100,5799,0298,79образцов)Изменение прочности при изгибе, %-1,8-0,23-1,77-1,99(среднее значение из 5-ти образцов)Изменение прочности при растяжении образцов, вырезанных из элемента базальтопластиковой футеровки в осевом направление, после экспозиции вагрессивных средах в течении 28 суток (ГОСТ 11262-80 [64])Прочность при растяжении исходная,Мпа (среднее значение из 5-ти образ40,8цов)Прочность при растяжении после экспозиции, Мпа (среднее значение из 541,2140,0340,239,63ти образцов)Изменение прочности при растяжении, % (среднее значение из 5-ти об1,0-0,77-1,47-1,17разцов)62В соответствии с ГОСТ 12020 [37] (таблица 3.2) стойкость образцов, вырезанных из элементов базальтопластиковой футеровки, к воздействию выбранныххимических сред является хорошей.
Стойкость к действию химических сред базальтопластиковой футеровки выше, чем у материалов, применяемых для вторичной защиты железобетонных конструкций и стеклопластиковой футеровки (удовлетворительная), что доказывает возможность повышения геоэкологическойустойчивости прилегающего подземного пространства канализационных коллекторов путем применения железобетонных блоков с базальтопластиковой футеровкой при их возведении.Таблица 3.2 - Оценка стойкости пластмасс к действию химического реагента поизменению механических показателей пластмассыТип материалаРеактопластыОценка стойкостиИзменение показателя, %ХорошаяОт 0 до 15УдовлетворительнаяСвыше 15 до 25ПлохаяСвыше 253.2.3 Оценка качества базальтопластиковой футеровки железобетонныхблоков для канализационных коллекторовНадежность технологического процесса производства железобетонных блоков с футеровкой, используемых для строительства канализационных коллекторов, в решающей степени определяется вероятностью образования в них дефектовв виде расслоений между футеровкой и несущей железобетонной кольцевой конструкцией.
Образование небольших участков расслоений может привести к выходу коллектора из строя. Базальтопластиковая футеровка на этих участках будетоказывать повышенное сопротивление, и, как следствие, испытывать аномальныепо сравнению с прилегающей футеровкой колебательные движения. В результатеаномальных колебаний площадь расслоения может увеличиваться. В соответствии с принципами положительной обратной связи процесс будет развиваться63вплоть до отрыва футеровки. В таком случае футеровка выполнять свои защитныефункции, а также увеличит гидравлическое сопротивление коллектора [122].Контроль железобетонных блоков с базальтопластиковой футеровкой, изготовленных по новой технологии проводился в заводских условиях.
Контрольосуществлялся по методике, которая приведена ниже.При неразрушающем контроле бетонных блоков применялся дефектоскоптипа А-1220 «МОНОЛИТ» (производство ЗАО «Акустические контрольные системы»). Для контроля были использованы следующие пьезоэлектрические преобразователи (ПЭП): ПЭП типа фазированная решетка; раздельно – совмещенные(РС).Перед контролем проводится настройка дефектоскопа.
Настройка скоростиразвертки и чувствительности производится согласно инструкции по эксплуатации дефектоскопа. В качестве образца используется бетонный блок без футеровкиразмером 400 x 400 x 200 мм. При настройке необходимо добиться амплитудыдонного сигнала не менее 1/3 высоты экрана. Длительность развертки должнаудовлетворять следующему требованию – донный сигнал должен находиться нарасстоянии 1/2 экрана от зондирующего импульса. В качестве испытательногообразца может использоваться блок с полимерной футеровкой, если амплитудадонного сигнала не менее 1/3 высоты при чувствительности дефектоскопа не менее 20 дБ при включенной ВРЧ.Проведен неразрушающий контроль железобетонных блоков с базальтопластиковой футеровкой, изготовленных по улучшенной технологии, в заводскихусловиях с использованием ультразвукового метода дефектоскопии. Выполненконтроль блоков (А1, В1) и анализ полученных результатов (рисунки 1-4).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
