Диссертация (1141562), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Разработанымодифицированные эпоксидные ПКМ пониженной пожарной опасности, сумереннойдымообразующейспособностью(Д2),обладающиевысокимиэксплуатационными характеристиками, за счет совместного использованиягидроксидов металлов, модифицированного анилином диглицидилового эфиратетрабромдиана и производных ферроцена, для применения в различных отрасляхстроительства.Предложена2-хкратнаяобработкатонкодисперсногоминеральногонаполнителя НТНП и применения в качестве минеральной фибры 0,5-1 мас.%отходов производства наноструктурированного ферромагнитного микропроводадиаметром 5-35 мкм и длиной 10-25 мм, приводящих к повышению прочностипожаробезопасных эпоксидных ПКМ за счет улучшения взаимодействиякомпонентов ПКМ.Разработана технология приготовления модифицированных эпоксидныхсвязующих пониженной пожарной опасности и применения композиционныхматериалов на их основе, для усиления железобетонных конструкций.Показано,железобетонныхчтоплитвнешнееармированиеперекрытиявосстановленныхразработаннымитестовыхмодифицированными9эпоксидными композитами, армированными углеродными сеткой FibArmGrid380/1000 или лентой FibArmTape 230/150, повышает их несущую способностьболее чем в 1,7 раза.
Получен патент №2623767 от 29.06.2017 на эпоксиднуюкомпозицию.Внедрение результатов исследования. Разработанные модифицированныепожаробезопасные эпоксидные ПКМ использованы для усиления монолитныхжелезобетонных плит перекрытий административно-торгового комплекса сподземной автостоянкой «Mirax-Plaza» на площади 102 м2 и монолитныхжелезобетонных колонн и фасадной балки жилищно-административного центра сподземной автостоянкой в г. Москва на площади 315 м2, монолитнойжелезобетонной плиты перекрытия индивидуального жилого дома Московскойобластинаплощадим2286,2ивжелезобетонныхконструкцийкоммуникационного коллектора «Лужники» (г.
Москва) на площади 1200 м2.Экономический эффект от применения разработанных эпоксидных композитовпревысил 599 тыс. рублей.Методология и методы исследования. При разработке эпоксидныхкомпозиционных материалов для внешнего армирования железобетонныхконструкций использовали стандартные методы исследований с применениемсовременного оборудования (лазерный микроанализатор размера частиц Fritsch«Analysette 22», рентгеновский дифрактометр Thermo Scientific «ARL X’TRA»,растровый электронный микроскоп FEI Company «Quanta 200», термовесы «TGA951» и дифференциально-сканирующий калориметр «DSC-910» фирмы «DuPont»,разрывные машины «Instron 1000 HDX» и «Instron-1195»).
Методологическойосновой исследований является теоретико-эмпирические методы, базирующиесянаобобщении,эксперименте,сравнении,методахматематическогокомпьютерного планирования.Степень достоверности и апробация результатов. Высокая достоверностьположенийдиссертационнойработыдостигнутаобоснованнымвыборомсовременных физико-химических методов исследования эпоксидных композитов сиспользованиемсертифицированныхприборов,большимобъемом10экспериментальных исследований и использованием статистических методовобработки данных, а также положительными результатами опытно-промышленнойи промышленной апробации разработанных эпоксидных композитов.Основные положения и результаты диссертационной работы докладывалисьна Международной научной конференции «Интеграция, партнерство и инновациив строительной науке и образовании» (г. Москва, 2014 г.), 19-й Международноймежвузовской научно-практической конференции молодых учёных, докторантов иаспирантов «Строительство - формирование среды жизнедеятельности» (г.
Москва,2016 г.), Международной заочной научно-практической конференции «Научнаядискуссия. Инновационные строительные материалы и изделия», посвященной110-летию со дня рождения В.А. Китайцева, (г. Москва, 2016 г.), 15-ой Всемирнойконференции «Подземная урбанизация как необходимое условие устойчивогоразвития городов» (г.
Санкт-Петербург, 2016г.), 5-ой Международной научнопрактической конференции «Ройтмановские чтения» (г. Москва, 2017 г.), 8-йМеждународной конференции «Полимерные материалы пониженной горючестипамяти академика Жубанова Б.А. (г. Алматы, Республика Казахстан, 2017 г.).Положения, выносимые на защиту: основные принципы повышения пожарной безопасности и прочностиэпоксидных ПКМ за счет совместного использования реакционноспособныхбромсодержащихэпоксидныхмодифицированногосоединений,низкотемпературнойпроизводныхферроценанеравновеснойиплазмойтонкодисперсного наполнителя, а также применения в качестве минеральнойфибрыотходовпроизводствананоструктурированногоферромагнитногомикропровода; зависимоститермостойкостиипоказателейпожарнойопасностиэпоксидных композитов от химической природы и содержания тонкодисперсныхнаполнителей,аддитивныхиреакционноспособныхантипиренов, производных ферроцена;бромсодержащих11 влияниеусловийобработкикварцевоймукинизкотемпературнойнеравновесной плазмой на микроструктуру наполнителя и физико-механическиесвойства эпоксидных композитов; зависимости прочностных показателей эпоксидных композитов отсодержания, длины и диаметра наноструктурированного ферромагнитногомикропровода; результатыжелезобетонныхиспытанияплитирасчётаперекрытия,восстановленныхусиленныхтестовыхразработаннымимодифицированными пожаробезопасными эпоксидными композитами; результаты промышленной апробации разработанных модифицированныхпожаробезопасныхэпоксидныхкомпозитовиихтехнико-экономическиепоказатели.Личный вклад автора состоит в непосредственном планировании ипроведении экспериментальных исследований, статической обработке полученныхэкспериментальных данных, анализе и обобщении результатов исследования,оптимизации эпоксидных составов, обладающих пониженными горючестью идымообразующейспособностью,высокимитехнологическимииэксплуатационными характеристиками, промышленной апробации разработанныхэпоксидных композиционных материалов.Структура и объем работы.
Диссертационная работа состоит из введения, 5глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 157наименований и 1 приложения. Работа изложена на 199 страницах машинописноготекста и включает 57 рисунков и 47 таблиц.Публикации. Основные результаты диссертационной работы изложены в 8публикациях, в том числе в 3 российских рецензируемых научных журналах,согласно перечню ВАК, и 1 работа в зарубежных изданиях, индексируемых вScopus.Автор выражает глубокую признательность научному руководителю,доценту, к.т.н. Ушкову Валентину Анатольевичу за помощь в организации ипроведении экспериментальных исследований в области разработки слабогорючих12эпоксидных композитов, сотрудникам кафедры «Технология вяжущих веществ ибетоновинаучно-исследовательскойлаборатории«Современныекомпозиционные строительные материалы» НИУ МГСУ за постояннуюподдержку и содействие, оказанное во время подготовки диссертационнойработы.131ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ЭПОКСИДНЫХ ПКМ ДЛЯ УСИЛЕНИЯЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙПолимерныематериалыширокоиспользуютвразличныхотрасляхпромышленности, в том числе в строительстве (≈12% от общего объемапотребления) [7, 12, 48, 51, 75, 142].
Это обусловлено их высокимитехнологическими и эксплуатационными характеристиками. Они имеют высокуюпрочность и коэффициент конструктивного качества, стойки к воздействиюразличных агрессивных сред [10, 15, 20, 51, 59, 69, 109]. Большая деформативностьполимерных композитов по сравнению с традиционными строительнымиматериалами придают им стойкость к воздействию динамических нагрузок, аскорость отверждения реакционноспособных олигомеров в ПКМ позволяетиспользовать их для защиты сооружений от радиации и нанесения монолитныхпокрытий, а также при ремонте и усилении разнообразных строительныхконструкций [1, 11, 18, 23, 51, 54, 63, 79, 87, 138].За счет применения полимерных материалов возможно существенно снизитьтрудоемкость возведения и массу строительных конструкций и изделий на ихоснове,атакжеповыситьстепеньиндустриализациистроительства.Инновационным направлением использования ПКМ в строительстве являетсяприменение их для ремонта и усиления бетонных и железобетонных конструкций[63, 102, 138, 143, 149].1.1.Строительные материалы, используемые для ремонта бетонных ижелезобетонных конструкцийВоздействий окружающей агрессивной среды в течении продолжительноговремени привело к разрушению поверхности бетона и ослаблению несущихжелезобетонныхконструкций.Промышленныеигражданскиезданияисооружения, построенные в конце 20-го начале 21-го века, в настоящее времятребуют капитального ремонта с применением современных технологий и14высокотехнологичных инновационных материалов.
При этом выполнение работ пореконструкции и ремонту зданий и сооружений на крупных промышленныхпредприятиях требует временной остановки производства и как следствие влечетза собой значительные экономические потери [12, 23]. Анализ техническогосостояния поверхности железобетонных конструкций зданий и сооруженийпоказал, что глубина разрушения бетона как правило составляет 5 – 30 мм отнаружной поверхности бетонных конструкций, при этом толщина защитного слоябетона снижается на 20%, а коррозия арматуры заметна уже на глубине до 5 см.Также наблюдается повышение пористости и водопоглащения наблюдается наплощади до 50% бетонных поверхностей [11].Ремонт промышленных и гражданских зданий связан с восстановлениемэксплуатационных характеристик строительных конструкций и их усилением.Ремонтиреконструкцияпредусматриваютприменениесовременныхинновационных материалов для ремонта и усиления несущих и ограждающихконструкций [8, 30, 63, 102, 138].
Основные принципы ремонта и восстановлениястроительных конструкций зданий и сооружений, методики оценки ихтехнического состояния и эксплуатационной пригодности, , выявление дефектов иповреждений и методы их устранения, подробно рассмотрены в работах [8, 11, 12,26, 30, 97].Повышение долговечности железобетонных конструкций может бытьдостигнутозасчетприменениябетоноввысокойплотности(водонепроницаемости), морозо- и коррозионной стойкости, введения в бетоннуюсмесь ингибиторов коррозии стальной арматуры или при применении полимернойарматуры [113]. Для повышения функциональных свойств бетонных ижелезобетонных изделий используют также нанодисперсные частицы и порошки.В случае невозможности обеспечить требуемую долговечность железобетонныхконструкций указанными методами, применяют различные лакокрасочныепокрытия, защищающие конструкции от атмосферных воздействий, слабо- исредне агрессивных сред [7, 75].15Основные затраты при выполнении ремонтно-восстановительных работ,приходятся на устранение дефектов, ремонт и усиление железобетонныхконструкций, восстановление отдельных элементов конструкций из-за потери иминесущей способности [12, 94].
Дефекты в железобетонных конструкцияхвозникают в процессе длительной эксплуатации зданий и сооружений подвоздействием окружающей среды, пожаров, сверхнормативных нагрузок и другихнегативных факторов. К ним относятся повышенная пористость бетона, трещины,раковины, выбоины, сколы, каверны, обнажение арматуры, а также поверхностноеразрушение бетона [11,12]. Своевременная ликвидация дефектов несущихконструкцийповышаетнадежностьидолговечностьжелезобетонныхконструкций, снижает будущие расходы на проведение капитального ремонтазданий и сооружений.Ремонт бетонных и железобетонных конструкций ставит всегда одну и ту жезадачу: найти материалы которыми можно было бы восстановить конструкцию так,чтобы она приняла не только первоначальную форму и внешний вид, но и заданныеэксплуатационные свойства на длительный срок последующей эксплуатации. ВРоссии для проведения ремонтно-восстановительных работ широко используютимпортные материалы или ремонтные составы, выпускаемые совместнымипредприятиями.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
