Диссертация (1141562), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Основные физико-механические свойства грунтовки приведены ниже:− 1100;плотность грунтовки после смешивания, кг/м3прочность при изгибе, МПа− 82;адгезия к бетону, МПа− 2,5;о− 7.полный набор прочности при 20 С, суткиКомпонент А (эпоксидная смола) и компонент В (аминный отвердитель) грунтовкиперемешивали миксером со шнековой насадкой при скорости вращения насадки~300 об/мин в течение 3 минут до образования однородной массы. При нанесениигрунтовки температура бетонного основания и окружающей среды составляла+(25−27) °С.После отверждения эпоксидной грунтовки бетонную поверхность обеспыливали проводили разметку поверхности под наклейку углеродного холста MBraceFib CF 230/4900.530 g.
Наклейку холста (5 слоев) на железобетонные конструкцииколлектора осуществляли с помощью разработанного автором 2-х компонентногомодифицированного эпоксидного состава. Компоненты А и В эпоксидногосвязующего перемешивали с помощью миксера, оснащенного шнековой насадкойпри скорости вращения насадки ~300 об/мин в течение 3 минут до образования171однородной массы. Основные технологические ипрочностные свойстваиспользованного эпоксидного состава приведены ниже:плотность после смешивания, кг/м3температура стеклования, оСвремя переработки при 20 оС, минполный набор прочности при 20 оС, суткипрочность, МПа, присжатииизгиберастяженииадгезия к бетону, МПа−−−−1350;120;40;7;−−−−161,5;76,9;40,1;превышаеткогезионнуюпрочностьбетона.Эпоксидный состав наносили на грунтованную поверхность железобетонныхконструкций коллектора толщиной 0,6-0,8 мм с помощью резинового валика. Затемуглеродный холст MBrace Fib CF 230/4900.530 g накладывали на связующее иприкатывали резиновым валиком для его полной пропитки связующим и удаленияпузырьков воздуха.
Расход состава составил 1,1 кг/м2. При нанесениипоследующих 4 слоев углеродного холста на первый наклеенный холст наносилиэпоксидный состав в количестве 0,5 кг/м2 и прикатывают валиком следующийуглеродный холст. При этом температура бетонного основания и окружающейсреды при выполнении работ по усилению железобетонных конструкций была вприделах +(22-25) °С.После нанесения 5 слоя углехолста MBraceFib CF 230/7900.530g на поверхность усиленной конструкции наносили защитный слой эпоксидного составаMBrace Adesivo Saturant для полной пропитки холста. На неотвержденнуюповерхность железобетонных конструкций, усиленных углехолстами, наносилисплошную обсыпку из сухого, предварительно промытого кварцевого песка,фракций 0,8-1,4 мм.
После отверждения ПКМ на усиленную конструкцию,обсыпанную песком, наносили огнезащитный состав «Барьер». «Барьер» наносилипо стальной оцинкованной штукатурной сетке-рабице Р-20-1,6-0, Расходогнезащитного состава составил 13 кг/м2.172Таким образом, результаты опытно-промышленного и промышленноговнедрения разработанных слабогорючих химически стойких модифицированныхэпоксидныхкомпозицийприадминистративно-торговогоадминистративногоусилениикомплексов,центраижелезобетонныхжилогокоммуникационногоконструкцийдома,жилищно-коллектора«Лужники»подтвердили их технологичность, надежность и высокую эффективность.Композиционные материалы на основе разработанных модифицированныхэпоксидных составов и углеродных холстов MBraceFib CF 230/7900.530g илитканиуглеродноймаркиFibArmTape230/300обладаютвысокимиэксплуатационными свойствами и могут быть рекомендованы для усиленияжелезобетонных конструкций различного функционального назначения.
Общаяплощадь усиленных железобетонных конструкций составила 1903,2 м2.5.3 Технико-экономический эффект от внедрения разработанныхмодифицированных эпоксидных композиционных материаловпониженнойпожарной опасностиВ диссертационной работе экономический эффект от выполнения ремонтновосстановительныхработпоусилениюжелезобетонныхконструкцийкоммуникационных коллекторов получен за счет использования разработанногомодифицированного эпоксидного состава вместо эпоксидных составов марокEPOMAX-LD, Mopei EPOJET и FibArm Resin 230+.Экономическуюэффективностьотвнедренияразработанногомодифицированного эпоксидного состава рассчитывают по формуле:Э∙∙Н∙∙∙ПУ∙, (5.1)где С1, С2 – себестоимость базового и разработанного материала, руб/кг;КПУ – удельные затраты на разработку и внедрение новой техники составляют2,5 руб/кг;ЕН – коэффициент экономической эффективности, равен 0,15;U1, U2 – эксплуатационные расходы;173К1, К2 – дополнительные капитальные затраты, необходимые для нормальнойработы оборудования;Т1, Т2 – срок службы базового и монолитного огнезащитного материала, лет;А2 – годовой объем внедрения, кг;В2/В1 – изменение производительности новой техники по сравнению сбазовой.Учитывая, что В1=В2, К1=К2, U1=U2, формула 5.1 принимает следующий вид:ЭПри∙определении∙ПУэкономического∙,эффекта(5.2)отвнедренияразработанныхмодифицированных эпоксидных композиционных материалов приусилении железобетонных конструкций в качестве базового варианта использованэпоксидный состав марки EPOMAX-LD и Mapei EPOJET.
В качестве углеродногохолста использовали холст марки MBrace Fib CF 230/4900/530g компании BASF.По сравнению с базовым вариантом композиционные материалы для внешнегоармирования железобетонных конструкций отличаются составом и свойствамиэпоксидных композиций, используемых для наклеивания углеродных холстов наповерхность железобетонных конструкций. Поэтому экономический эффектможно получить лишь за счет снижения стоимости эпоксидных композиций.Состав модифицированной эпоксидной композиции использованной для усиленияжелезобетонных конструкций коммуникационных коллекторов приведен ниже,мас.%:эпоксидная смола марки ЭД-20эпоксидная бромсодержащая смола марки УП-631бутадиен-нитрильный каучук марки СКН-26-1Аполиэтиленполиаминкварцевая мука, обработанная низкотемпературнойнеравновесной плазмойгидроксид алюминияферроценотходыпроизводствананоструктурированногоферромакгнитного микропровода диаметром 5-35 мкм идлинной 10-25 мм−−−−30,3;15,1;6;3,4;−−−26,1;18,1;0,65;−0,35.174Расчет стоимости исходного сырья для получения модифицированныхэпоксидных композиций пониженной пожарной опасности приведен в таблице 5.1.Стоимость обработанной НТНП кварцевой муки возрастает по сравнению сисходной мукой на 0,7% и составляет согласно http://www.polypark.ru/:30 руб/кг·1,007=30,21 руб/кг.
Учитывая, что в настоящее время отсутствуетпроизводство продуктов бромирования эпоксидной смолы ЭД-22, в качествереакционноспособногослабогорючейбромсодержащегоэпоксиднойантипиренакомпозициивиспользовалиразработаннойэпоксиднуюбромсодержащую смолу марки УП-631 (ТУ 6-05-1689-79).Таблица 5.1 – Расчет стоимости исходного сырья для получениямодифицированных эпоксидных композиций пониженной пожарной опасности№п/п12345678Исходные материалыЭпоксидная смола ЭД-20(ГОСТ 10587-84)Бутадиен-нитрильныйкаучук марки СКН-26-1А(ТУ 38.303-01-41-92)Эпоксиднаябромсодержащая смоламарки УП-631 (ТУ 6-051689-79)Полиэтиленполиамин (ТУ2413-357-00203447-99)Кварцевая мука (ГОСТ3077-82), обработаннаянизкотемпературнойнеравновесной плазмойГидроксид алюминия(ГОСТ 11841-76)Ферроцен (ТУ 6-02-864-78)Отходы производствананоструктурированногоферромагнитногомикропровода диаметром 535 мкм и длинной 10-25 ммРасходматериала наизготовление1 кгмодифицированныхэпоксидныхкомпозиций0,3031 кгНа 1 кгмодифицированнойкомпозиции360,00109,08www.smola20.ru/0,06150,009,000,1511340,00202,34ООО «Заводбиополимеров»,www.rsg1.ruООО «Дорос»,www.yardoros.ru/0,0342980,00101,32www.smola20.ru/ 0,26130,217,90www.polypark.ru/0,181185,0033,49www.polypark.ru/0,00650,0035995,001000,006,473,5www.bpks.ruОтпускная ценазаводаИтого:473,1Стоимость, руб.Обоснование175Расчет себестоимости производства разработанной модифицированнойэпоксидной композиции пониженной пожарной опасности, использованной дляусиления железобетонных конструкций коммуникационных коллекторов приведенниже, руб/кг:стоимость исходного сырьястоимость электроэнергиизаработная плата рабочего операторадополнительная заработная платастраховые взносысодержание и эксплуатация оборудованияцеховые расходыобщезаводские расходыитого, производственная себестоимостькоммерческие расходысебестоиомстьпроизводствамодифицированнойэпоксидной композициистоимость упаковки для компонентов А и Бприбыль предприятия (15%)оптоваяценамодифицированнойэпоксиднойкомпозиции,используемойдляусиленияжелезобетонных конструкций−−−−−−−−−−473,1;0,77;0,65;0,06;0,23;0,13;0,11;0,25;475,3;0,1;−−−475,4;4,3;71,3;−551.Таким образом, стоимость разработанного модифицированного эпоксидногосостава пониженной пожарной опасности, предназначенного для усиленияжелезобетонных конструкций, значительно ниже стоимости эпоксидных аналоговотечественных и зарубежных производителей.
Так, например, по сравнению саналогичными составами Fib Arm Resin 530+, Sika Sikadur-30 Normal A+ или MapeiEporip стоимость разработанных композиций меньше соответственно на 835, 857 и819руб/кг.Экономическийэффектотпримененияразработанногомодифицированного эпоксидного состава пониженной пожарной опасности приусилении железобетонных конструкций коммуникационных коллекторов составил599 550,00 рублей (Приложение А). Экономический эффект получен за счетчастичной замены (732 кг) эпоксидного состава Mapei Eporip.176Заключение1.Разработаны основные принципы повышения пожарной безопасности ипрочностиэпоксидныхПКМзасчетсовместногоиспользованияреакционноспособных бромсодержащих эпоксидных соединений, производныхферроцена и модифицированного низкотемпературной неравновесной плазмойтонкодисперсного наполнителя, а также применения в качестве минеральнойфибрыотходовпроизводствананоструктурированногоферромагнитногомикропровода.2.Разработаныслабогорючие(Г1)сумереннойдымообразующейспособностью (Д2) эпоксидные композиционные материалы за счет использованияв качестве антипиренов смеси гидроксидов металлов и реакционноспособныхбромсодержащих антипиренов (продукты бромирования эпоксидной смолы ЭД-22или модифицированного анилином диглицидилового эфира тетрабромдиана), а вкачестве дымоподавителей - производных ферроцена.3.Методами лазерной дифракции, спектроскопии и рентгеновского анализаустановлено влияние плазменной обработки тонкодисперсного кварцевого пескана его макро- и микроструктуру.
Представлен механизм повышения прочностиэпоксидных за счет плазменной обработки тонкодисперсного наполнителя.Показано, что двукратная плазменная обработкаSiO2 повышает прочность эпоксидных композитов на 20-30%.4.Установлено, что применение в качестве фибры отходы производствананоструктурированного ферромагнитного микропровода диаметром 5-35 мкм идлиной 10-25 мм повышает прочность эпоксидных композитов при растяжении иизгибе на 15-20%.5.Показано,чтоиспользованиеразработанныхмодифицированныхэпоксидных композитов, армированных углеродными сеткой или лентой, длявнешнего армирования железобетонных плит перекрытия, повышает их несущуюспособность более чем в 1,7 раза.1776.Разработанные высококачественные эпоксидные ПКМ пониженнойпожарной опасности, прошлипромышленную апробацию при усилениижелезобетонныхразличногоконструкцийфункциональногоназначения.Экономический эффект от их применения превысил 599 тыс.
рублей.7.Рекомендуется продолжить исследования по снижению токсичностипродуктов пиролиза и горения эпоксидных материалов и обработку исходныхкомпонентов ПКМ низкотемпературной неравновесной плазмой для повышенияэксплуатационных характеристик эпоксидных компонентов. 178Список используемой литературы1. Абрамов В.В. Эффективные слабогорючие химически стойкие эпоксидныеполимеррастворы: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.23.05 / Абрамов ВасилийВикторович. – М., 2012. – 23 с.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
