Громова Олена Вячеславівна. Бетони з підвищеними адгезійними властивостями для ремонту штучних транспортних споруд

Краткое описание

Громова Олена Вячеславівна. Бетони з підвищеними адгезійними властивостями для ремонту штучних транспортних споруд: дисертація канд. техн. наук: 05.23.05 / Придніпровська держ. академія будівництва та архітектури. - Д., 2003.

Громова О.В. Бетони з підвищеними адгезійними властивостями для ремонту штучних транспортних споруд. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.05 будівельні матеріали і вироби. Придніпровська державна академія будівництва та архітектури. Дніпропетровськ, 2003.
Дисертація присвячена розробці, дослідженню бетонів на активованій в’яжучій речовині з підвищеними адгезійними властивостями при ремонті і захисті бетонів транспортних споруд у підводній зоні. Проведено аналіз процесів і причин порушення цілісності бетону масиву та відновлених елементів, зроблено вибір матеріалів і можливих способів ремонту споруд у підводній зоні. Встановлено, що основним критерієм довговічності відновлених елементів є якість зчеплення нового бетону зі старою бетонною кладкою і сумісність ремонтного бетону з бетоном старої кладки. Проведено аналіз фізико-хімічної природи формування контактної зони, факторів які впливають на величину зчеплення. Встановлено вплив параметрів високоінтенсивної гідравлічної активації цементної системи на технічні показники бетонної суміші, фізичні та механічні властивості бетону і контактної зони. Досліджені фізико-механічні, деформативні і експлуатаційні властивості бетону старої кладки, бетону на активованій в’яжучій речовині і контактної зони. Розроблено основи технології підводних бетонів для ремонту транспортних споруд. Наведено економічне обґрунтування застосування розроблених бетонів.
Результати практичних розробок знайшли застосування при відновленні і захисті аварійних ділянок бетону водоводу Дніпро - Західний Донбас в підводній зоні.

У дисертаційній роботі викладені результати науково обґрунтованих досліджень, спрямованих на вирішення актуальної задачі забезпечення якості ремонту шляхом вибору ремонтних матеріалів сумісних до бетону основи при відновленні цілісності бетонів транспортних штучних споруд при ремонтно-відбудовних роботах в підводній зоні.
1. Розроблено основи технології підводних бетонів з підвищеними адгезійними властивостями для ремонту штучних транспортних споруд.
2. Розроблено метод оцінки несучої здатності штучних споруд з використанням методу скінчено-елементного аналізу програмного забезпечення «ANSYS», що дозволяє оцінити технічний стан споруд і визначити напружено-деформований стан у контактній зоні між старим і ремонтним шаром бетону і зробити вибір оптимальних складів підводного бетону.
3. Розроблена геометрична і скінчено-елементна модель трьохшарового елементу і доведена адекватність оцінки контактної міцності на відрив. Встановлено, що адгезія в чистому виді визначається при нормальній силі, що відриває, яка викликає нормальні напруги і виключає вплив шорсткості поверхні при відриві.
4. Досліджено фізико-хімічні основи корозійних процесів в масиві старого бетону і контактному шарі підводної і надводної зон транспортних штучних споруд. Встановлено, що основним процесом руйнування бетону і порушення монолітності контактного шару є вплив водного середовища під напором з виносом структурного компоненту бетону вапна. Цьому ж процесу сприяють продукти метаболізму біологічних шарів на старому бетоні під водою. Тому частина вільного вапна (10...15 %) у цементі підлягає зв'язуванню кремнеземистим наповнювачем (10...15% у мас. ч.) у важкорозчинні компоненти низькоосновні гідросилікати кальцію.
5. Доведено, що ефективним способом підвищення адгезійної здібності нового бетону є використання активованої цементної системи у складі ремонтної бетонної суміші, при чому ефект підвищення адгезійної і когезійної міцності доповнюється введенням органо-мінерального комплексу (ОМК у співвідношенні компонентів: 25:20:15), варіюванням змісту кількості активованого компоненту в суміші і параметрами процесу активації.
6. Спільна активація цементної системи з ОМК сприяє поліпшенню фізико-механічних характеристик цементного каменю в контактному шарі, підвищенню щільності і непроникності контактного шару для зовнішнього середовища. При цьому зниження відкритої пористості складає 69%, підвищення водонепроникності контактного шару до W8W12.
7. Розроблено основні положення технології бетонів на активованій в'яжучій речовині при спільній активації цементної суспензії й ОМК.
8. Розроблено основи проектування і призначення ремонтних складів бетонів на активованій в'яжучій речовині. Рекомендовано оптимальні склади дрібнозернистого і звичайного бетонів на активованому в'яжучому для ремонту і відновлення бетону в підводній зоні.
9. Встановлено, що використання розроблених бетонів на активованому в'яжучому при ремонті підводних елементів способом ВПТ дозволяє одержати ремонтний шар, який має підвищені показники міцності при стиску (3045 МПа) та адгезійну міцність (4,8...6 МПа).
10. Виконано впровадження і техніко-економічне обґрунтування застосування бетонів на активованій в'яжучій речовині для ремонту і відновлення бетону транспортних споруд у підводній зоні. Економічний ефект очікується від підвищення довговічності розроблених бетонів та зменшення витрат на утримання та поточні ремонти споруди. Фактичний економічний ефект від впровадження склав 480 грн, а очікуваний економічний ефект 8909,3 грн.