Ульченко Тетяна Володимирівна. Високорухливі ін'єкційні розчини на модифікованому в'яжучому для захисту транспортних споруд від водопритоку

brief description

Ульченко Тетяна Володимирівна. Високорухливі ін'єкційні розчини на модифікованому в'яжучому для захисту транспортних споруд від водопритоку : дис... канд. техн. наук: 05.23.05 / Придніпровська держ. академія будівництва та архітектури. - Д., 2006

Ульченко Т.В. Високорухливі ін’єкційні розчини на модифікованому в’яжучому для захисту транспортних споруд від водопритоку. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.05 будівельні матеріали та вироби. Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, м. Дніпропетровськ, 2006.
У дисертації приведено теоретичне узагальнення і рішення практичної задачі, що є в розробці спеціальних розчинів підвищеної стійкості на модифікованій полімерній речовині для захисту транспортних споруд від водопритоку.
Визначено вплив компонентів полімерного розчину на величину коефіцієнта лінійного температурного розширення. Введення в якості модифікатора 10% полісульфідного каучука як найбільш ефективного дозволяє знизити КЛТР наповненої полімерної матриці на 24...27% при введенні цементу і на 31...34% при введенні до складу композиції цементного пилу, що наближає значення КЛТР алкілрезорцинової композиції до аналогічних значень бетону відновлюваної споруди.
Результати досліджень підтвердили доцільність введення до складу полімерного розчину в якості наповнювача цементного пилу, оскільки умови тверднення практично не чинять негативного впливу на формування міцної структури наповненої полімерної матриці ремонтних розчинів. Це визначає можливість використання розчинів на основі алкілрезорцину для ремонтно-відбудовних робіт на спорудах незалежно від ступеня їх обводненості.
При дослідженні адгезійної міцності полімерного розчину на основі алкілрезорцину встановлено, що руйнування зразків відбувається по бетону або носить змішаний характер. Руйнування зразків, викликаного відшаруванням полімерного розчину від бетону в зоні їхнього контакту, не відзначалося. Адгезійна міцність контактного шару на обробленій поверхні бетонних зразків на 7...12% вище міцності адгезії полімерного розчину з природною бетонною поверхнею. При дослідах руйнування зразків відбувалося не по замоноліченій тріщині, а по новій поверхні в бетоні.
Мікроскопічними дослідженнями наповненого алкілрезорцинового розчину встановлено формування однорідної фібрилярної структури з високим ступенем щільності незалежно від умов отвердження, що сприяє підвищенню міцнісних властивостей матеріалу. У процесі отвердження полімерного розчину йдуть процеси зменшення розмірів крупнокристалічних новоутворень і розгортання глобул з переводом їх у лінійну будову.
Розроблена технологія ґрунтується на застосуванні полімерних композицій, особливістю яких є хімічна взаємодія з бетоном відновлюваного елемента споруди з формуванням у місцях контакту структурних зв'язків, що забезпечує відновлення експлуатаційних характеристик споруди і захист від впливу вологого середовища.

У дисертації приведено теоретичне узагальнення і рішення практичної задачі, що є в розробці спеціальних розчинів підвищеної стійкості на модифікованій полімерній речовині для захисту транспортних споруд від водопритоку.Основні наукові і практичні результати, отримані в дисертаційній роботі, полягають у наступному:

Визначено вплив компонентів полімерного розчину на величину коефіцієнта лінійного температурного розширення. Введення в якості модифікатора 10% полісульфідного каучука як найбільш ефективного дозволяє знизити КЛТР наповненої полімерної матриці на 24...27% при введенні цементу і на 31...34% при введенні до складу композиції цементного пилу, що наближає значення КЛТР алкілрезорцинової композиції до аналогічних значень бетону відновлюваної споруди.
На підставі якісного аналізу реакцій полімерної матриці розчину на зовнішні навантаження встановлено, що її міцність визначається міцністю зв'язків у кристалічних ґратках і щільністю їхнього упакування в займаному об’ємі, пружністю і міцністю контактів між структурними складовими, кількістю і перетином пор (дефектів), а також відновлюваною силою, що виникає під дією зовнішнього навантаження внаслідок релаксаційних коливань і зрушень мікро- і макроструктурних елементів. У результаті цього підвищується однорідність і міцність ін'єкційного розчину.
Результати досліджень підтвердили доцільність введення до складу полімерного розчину в якості наповнювача цементного пилу, оскільки умови тверднення практично не чинять негативного впливу на формування міцної структури наповненої полімерної матриці ремонтних розчинів. Це визначає можливість використання розчинів на основі алкілрезорцину для ремонтно-відбудовних робіт на спорудах незалежно від ступеня їх обводненості.
При дослідженні адгезійної міцності полімерного розчину на основі алкілрезорцину встановлено, що руйнування зразків відбувається по бетону або носить змішаний характер. Руйнування зразків, викликаного відшаруванням полімерного розчину від бетону в зоні їхнього контакту, не відзначалося. Адгезійна міцність контактного шару на обробленій поверхні бетонних зразків на 7...12% вище міцності адгезії полімерного розчину з природною бетонною поверхнею. При дослідах руйнування зразків відбувалося не по замоноліченій тріщині, а по новій поверхні в бетоні.
При введенні до складу полімерного розчину 15% цементу в якості наповнювача найбільша адгезійна міцність характерна для розчину на змішаному піску середньої крупності, причому зниження міцності при зсуві протягом 100 циклів зміни температури склало всього 4,2%, тоді як зниження адгезії розчину на дрібному піску при 100 циклічних змінах температури склало 23,9%. При введенні до складу розчину цементного пилу в якості наповнювача адгезійна міцність підвищується (зниження міцності при зсуві при 150 циклах склало 8,6%). Отриманий ефект обумовлюється особливостями структури контактного шару полімерного розчину з цементним пилом на піску середньої крупності.
Мікроскопічними дослідженнями наповненого алкілрезорцинового розчину встановлено формування однорідної фібрилярної структури з високим ступенем щільності незалежно від умов отвердження, що сприяє підвищенню міцнісних властивостей матеріалу. У процесі отвердження полімерного розчину йдуть процеси зменшення розмірів крупнокристалічних новоутворень і розгортання глобул з переводом їх у лінійну будову.

7. Несуча здатність відновлених зразків незначно залежить від вихідної міцності бетону, тобто зразки з низькою (20 МПа) і високою (30 МПа) вихідною міцністю при повторному випробовуванні витримали практично однаковий рівень руйнівного навантаження. Це пояснюється тим, що при повторному випробовуванні в роботу залучається вже не весь бетон, а лише приповерхневі шари берегів тріщин. З цієї причини загальна несуча здатність зразка більше визначається адгезійною міцністю полімерного розчину, ніж когезійною міцністю бетону.
8. Розроблена технологія ґрунтується на застосуванні полімерних композицій, особливістю яких є хімічна взаємодія з бетоном відновлюваного елемента споруди з формуванням у місцях контакту структурних зв'язків, що забезпечує відновлення експлуатаційних характеристик споруди і захист від впливу вологого середовища.
9. Економічна ефективність розроблених полімерних розчинів для захисту спеціальних споруд від водопритоку склала 11903грн., при загальній площині відновлених залізобенних резервуарів 560 м2,у порівнянні з відомими матеріалами без урахування підвищення експлуатаційних характеристик ремонтного шару.