Диссертация (1141562), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Второй компонент (В-отвердитель) состоит изаминного отвердителя, кварцевой муки, обработанной низкотемпературнойнеравновеснойплазмойиотходовпроизводствананоструктурированногоферромагнитного микропровода. Технология получения компонентов А и Врассмотрены в разделе 2.3. Массовое соотношение компонентов А и В приполучении разработанных эпоксидных композиций составляет 100:30. Основныетехнологические свойства эпоксидных композиций приведены ниже:минимальная температура отверждения, oC−+8;oтемпература применения, C−от +10 до +30;oработоспособность, мин., при температуре, C+10−90-110;+20−40-50;+30−30-35;продолжительность отверждения, часы, доотлипа−4;полного отверждения−168 (7 суток);усадка при отверждении, %−0,05-0,1;степень отверждения, %−96,5-97,8.Максимальная усадка разработанных эпоксидных составов происходит впервые 24 часа отверждения связующего и практически завершается на 30 сутки.При этом, объемная усадка слабогорючих эпоксидных композиций не превышает0,1%.
Усадка слабогорючих эпоксидных композитов зависит от химическойприроды использованных броморганических антипиренов. По технологическимпоказателям разработанные эпоксидные композиции соответствуют лучшимзарубежным аналогам.141Основные физико-механические свойства, горючесть и дымообразующаяспособность разработанных эпоксидных композиций, предназначенных дляремонта и усиления бетонных и железобетонных конструкций приведены ниже:температура, oCначала интенсивного разложениявосстановлениясамовосстановлениякислородный индекс, %коэффициент дымообразования, м2/кг, в режимепиролизапламенного горенияразрушающее напряжение, МПа, прирастяженииизгибесжатииотносительное удлинение при разрыве, %прочность по Бринеллю, МПаудельная ударная вязкость, кДж/см2водопоглощение за 30 суток, %адгезионная прочность при отрыве, МПа, кбетону марки 300−−−−269-276;269-276;480-490;31,4-32,2;−−460-480;350-370;−−−−−−−38,6-39,2;75,2-75,9;156,7-158,2;1,6-1,8;41,9-42,7;6,6-6,9;0,05-0,07;−превышаеткогезионнуюпрочностьбетона.При испытании по ГОСТ 30244-94 температура дымовых газов не превышала135 oC, степень повреждения образцов по длине и массе составила 56-61 и 17-19%соответственно, а самостоятельное горение отсутствовало.
По результатамиспытаний разработанные эпоксидные композиты можно отнести к слабогорючим(Г1) материалам. При этом Vрп по горизонтальной поверхности композита приконцентрации кислорода в окислителе 30-45% значительно меньше чем у полимераЭД-20.Совместное действие усадки и температурных деформаций, обусловленныхразличием коэффициентов термического расширения бетона и эпоксидныхкомпозитов,вызываетвозникновениевполимерномслоезначительныхрастягивающих напряжений. В зоне контакта дополнительно возникают икасательные напряжения, которые могут вызвать отслоение композита отоснования железобетонной конструкции. Поэтому важным условием длительной142эксплуатации внешнего армирования бетонных и железобетонных конструкцийявляется их высокая адгезия к основанию (прочность при отрыве связующихдолжна быть более 2,5 МПа) композитов.
Ударная стойкость покрытия на основеразработанных эпоксидных полимеррастворов составляет 6,8-7,1 кДж/см2.Интенсивное набухание исследованных эпоксидных композитов происходитв первые 3 месяца экспозиции образцов в зависимости от химической природыагрессивнойсредыииспользованногобромсодержащегоантипирена.Вдальнейшем изменение массы образцов практически не происходит и оставляет0,33-0,52%. Наибольшее увеличение массы образцов происходит в воде (0,690,7%),уксусной(0,5-0,51%)иазотной(0,42-0,45%)кислотах10%-нойконцентрации. Значительно меньшее изменение массы наблюдается в серной (0,40,42%) и соляной (0,38%) кислотах. Для воды в первые 3-4 месяца наблюдаетсяболее медленное увеличение массы образцов, через 1 месяц – 0,08-0,09%, а через 3месяца – 0,25-0,28%.Таким образом в результате проведенных экспериментальных исследованийразработаны модифицированные слабогорючие химически стойкие эпоксидныекомпозиционные материалы, предназначенные для ремонта и усиления бетонныхи железобетонных конструкций различного функционального назначения.
Ониобладают высокими технологическими и эксплуатационными характеристиками ине уступают по этим показателям зарубежным аналогам.1434АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗРАБОТАННЫХМОДИФИЦИРОВАННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХМАТЕРИАЛОВ ДЛЯ РЕМОНТА И УСИЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХКОНСТРУКЦИЙМножество железобетонных конструкций различных зданий и сооруженийимеют значительное количество трещин и дефектов, возникших в период ихдлительной эксплуатации. Это негативно отражается на несущей способноститакихконструкцийиприводитихваварийноесостояние.Ремонтно-восстановительные работы ставят всегда одну и ту же задачу: найти материал,которым можно было бы восстановить железобетонные конструкции так, чтобыони приобрели не только первоначальную форму и внешний вид, но и проектныезначения эксплуатационных характеристик на длительный срок их последующейэксплуатации.
Одновременно с ремонтом железобетонных конструкций частопроводят и их усиление. К основным недостаткам традиционных технологийусиления железобетонных конструкций относятся: значительное увеличение собственной массы усиливаемой конструкции,снижающей эффективность самого усиления; техническиетрудностиразмещенияконструкцийусилениявограниченном пространстве; необходимость дополнительной защиты металлических конструкцийусиления от воздействия внешней агрессивной среды.Альтернативным способом усиления железобетонных конструкций зданий исооружений является использование композиционных материалов на основеэпоксидным олигомеров [8, 29, 30, 63, 102, 138, 143, 146, 149].
Эксплуатационныесвойства эпоксидных ПКМ зависят от физико-механических характеристикармирующих наполнителей и полимерной матрицы, их массового соотношения.Достоинствами технологии внешнего армирования железобетонных конструкцийэпоксидными ПКМ по сравнению с традиционными способами являются:144 низкаямассаполимерныхкомпозитов,высокиепрочностныеидеформативные характеристики, коэффициент конструктивного качества ПКМ посравнению с металлом и бетоном; ПКМ не подвержены коррозии, а технология производства работ поусилению железобетонных конструкций с применением полимерных композитовдостаточно проста; возможностьсложнымиусилениягеометрическимиэлементовстроительныхконфигурациями.Приконструкцииэтомсостроительныеконструкции, усиленные ПКМ, практически не изменяют свои геометрическиеразмеры.В научно-технической литературе практически отсутствуют публикации овлияниивнешнегожелезобетонныхармированияПКМконструкций.
Поэтомунавсвойствавосстановленныхдиссертационной работе былаисследована эффективность различных ремонтных составов на цементной основе,широко используемых для восстановления несущей способности бетонных ижелезобетонныхконструкций,восстановленныхтестовыхатакжеплитвлияниевнешнегоперекрытия,армированияразработаннымимодифицированными эпоксидными ПКМ, на их несущую способность.Для ремонта и восстановления тестовых плит перекрытия в лабораторныхусловиях использовали ремонтные составы на цементной основе марок FibArmRepair SТ, производства компании АО «Препрег-СКМ», Структурит 100,производство компании Thoro и Mapegrout Tixotropic производство компанииMAPEI.Основныетехнологическиеифизико-механическиесвойстваиспользованных ремонтных составов, по данным производителя приведены втаблице 4.1.
Подготовку поверхности разрушенных после испытания тестовыхплит перекрытия к восстановлению и ремонту, расшивку трещин проводили сучетом рекомендаций по применению указанных ремонтных составов.145Таблица 4.1 – Технологические и физико-механические свойства цементныхремонтных составовМарка ремонтного составаПоказателиMapegrout СтруктуритFibArmRepair STTixotropic100Подвижность растворной смесиПк2Пк2Пк2Адгезия к бетону, МПа1,52,01,5Жизнеспособностьраствора,мин.606060Прочность через 24 ч/28 суток,МПа, при:сжатии25/5025/6025/65изгибе4,5/8,54,5/8,55/7,5МорозостойкостьF200F300F300ВодонепроницаемостьW8W10W10Для усиления восстановленных тестовых плит перекрытия использовалиуглеродную сетку марки FibArm Grid 380/1000 (ТУ 1916-020-61664530-2013) иуглеродную ленту марки FibArm Tape 230/150 (ТУ 1916-018-61664530-2013)производства компании АО «Препрег-СКМ».
Углеродную сетку и лентунаклеивали на поверхность восстановленны тестовых плит перекрытия, послеопределенияихнесущейспособности,спомощьюразработанногомодифицированного эпоксидного состава пониженной пожарной опасности. Схемавнешнего армирования тестовых плит перекрытия приведена на рисунке 2.1, амарки использованных ремонтных составов и углеродных усиливающих элементов– в таблице 4.2.Таблица 4.2 – Марки ремонтных составов и усиливающих элементов,использованных при усилении тестовых плит перекрытияМарка углеродного№Марка ремонтныхРасположениеусиливающегоплитысоставоварматурыэлемента1«Структурит-100»−В растянутой зонеМодифицированный2−В растянутой зонеэпоксидный составУглеродная лента3«Mapegrout Tixotropic»В растянутой зонеFibArm Tape 230/1504«Mapegrout Tixotropic»−В сжатой зоне 146Продолжение таблицы 4.2№плитыМарка ремонтныхсоставов5Структурит-1006«Mapegrout Tixotropic»7Структурит-100,8«FibArm Repair ST»9«FibArm Repair ST»10«FibArm Repair ST»4.1Марка углеродногоусиливающегоэлементаУглеродная сеткаFibArm Grid380/1000Углеродная сеткаFibArm Grid380/1000Углеродная лентаFibArm Tape 230/150Углеродная лентаFibArm Tape 230/150Углеродная сеткаFibArm Grid380/1000−РасположениеарматурыВ сжатой зонеВ сжатой зонеВ сжатой зонеВ сжатой зонеВ сжатой зонеВ сжатой зонеИсследование несущей способности исходных тестовых плитперекрытияРезультаты испытания несущей способности тестовых железобетонных плитперекрытия, изготовленных в заводских условиях на домостроительном комбинате№3, г.Москвы, на установке Instron 1000 HDX представлены в таблицах 4.3 и 4.4.Анализ данных таблицы 4.3 и 4.4 показал, что несущая способность, величиныпрогибов и ширина раскрытия трещин различны для исследованных плитперекрытия При расположении арматуры в растянутой зоне, тестовые плиты 2 и 3разрушаются при нагрузке 28,04 и 23,4 кН соответственно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
