CC BY
60
УДК 621.332.3 : 621.315.66
В. Г. СИЧЕНКО, О. М. ПОЛЯХ (ДПТ), Г. О. ТАТАРЧЕНКО (Т1 СНУ iм. В. Даля, Луганськ)
ВДОСКОНАЛЕННЯ ПОВЕРХНЕВОГО ЗАХИСТУ ЗАЛ1ЗОБЕТОННИХ ОПОР КОНТАКТНО1 МЕРЕЖ1 В1Д КОРОЗП
Проведено дослвдження впливу р1зних пдрофоб!зуючих сполук для зал!зобетонних опор контактно! мереж! на змшу !х електричного опору та водопоглинання. Показано, що за цими показниками найкращ пара-метри мае «Сшол» вичизняного виробництва.
Ключовi слова: зал1зобетонна опора контактно! мереж1, поверхневий захист ввд корози, електричний отр, водопоглинання, г1дрофоб1зуюча сполука, «Сшол»
Вступ
Зал!зобетонш опори контактно! мереж е функцюнально складними спорудами, яю в процес експлуатаци тддаються багатьом ком-бшащям вплив1в та навантажень. Основними дефектами та пошкодженнями опор е трщини, сколи бетону, вщшарування захисного шару бетону, короз1я бетону, електрох1м1чна короз1я арматури, раковини, руйнування пдро!золяци та шшь Багатор1чний досвщ експлуатаци опор показуе, що в реальних умовах !х розрахунков! параметри, яю були закладеш тд час проекту-вання, змшюються, що призводить до появи р1зних пошкоджень, тому необхщна розробка техшчних ршень щодо тдвищення експлуата-цшних характеристик опор.
На сьогодш стояки опор на територи Укра!-ни виготовляють зпдно з [1] за робочою 1 тех-нолопчною документащею. За узгодженням ¿з замовником дозволено виготовляти затзобе-тонш опори, як вщр!зняються габаритними розм1рами { розм1рами окремих деталей. Кожен виробник розробляе сво! робоч! креслення тд свою, вже юнуючу технолопю. Анал1з параме-тр1в опор, що виготовляються провщними ви-робниками, показуе, що нормативы значення показниюв у вс1х виробниюв схож { вщпов!-дають нормативним вимогам. Але суттево вщ-р1зняеться передавальна мщшсть бетону, мщ-шсть бетону на стиск у проектному вщ1, тип та кшьюсть застосовано! арматури на виготовлен-ня арматурного каркаса. Кр1м того, найбшьш! вщмшносп м1ж опорами виявлено в геометри-чних параметрах та конструктивних елементах, таких як: довжина опори, д1аметр опори в оголовку та комл1, наявнють та розташування отвор1в для встановлення закладних деталей, товщина внутршнього та зовшшнього захисного шару, матер1ал та вид бетонно! заглушки. Кожен виробник виршуе проблему якост свое!
продукци р1зними шляхами. Виходячи з цього потр1бно привести виробництво стояюв до еди-них вимог за вс1ма показниками. При цьому необхщно застосовувати нов! технологи виробництва, а також нов! технолог!! контролю якос-т! на етап! кожно! технолог!чн!й операц!! виго-товлення стояюв.
Зг!дно з вимогами д!ючого стандарту [1], виробник зобов'язаний виготовляти стояки з термшом служби 70 ! бшьше рок!в. Для усшш-ного та економ!чно доц!льного проведення ро-б!т по зам!н! зал!зобетонних опор, як! вщпра-цювали св!й термш експлуатац!! необх!дно не просто замшювати стар! стояки такими ж самими новими опорами, а впроваджувати розро-бки нових стояк!в (бшьш м!цних, б!льш надш-них, менш матер!алоемних та з довшим проек-тним терм!ном експлуатац!!), як! б вв!брали в себе все краще з сучасних технологш та матер> ал!в та мали б необхщний р!вень ст!йкост! до гальван!чних вплив!в. Для п!двищення довгов> чност! та надшност ст!йок зал!зобетонних опор контактно! мереж! необхщно реал!зовувати не-обхщш техн!чн! заходи як в процес! експлуата-цИ зал!зобетонних опор, так ! в процес! !х виго-товлення [2]. Одним з напрямюв забезпечення нормативного терм!ну експлуатац!! та тдвищення корозшно! ст!йкост! е додаткова х!м!чна обробка зал!зобетонних опор, як бетону, так ! арматури.
Основна частина
Для захисту вщ впливу атмосферно! та шд-земно! корози зал!зобетонних опор мае засто-совуватись пдро!золяцшне та антикороз!йне покриття [1]. Види цих покритт!в встановлю-ються робочими кресленнями, а !х виб!р визна-чаеться вимогами чинних нормативних доку-мент!в у галуз! захисту буд!вельних конструк-ц!й в!д корози. До цього часу передбачався захист лише комлево! частини стояка, в якосп
© В. Г. Сиченко, О. М. Полях, Г. О. Татарченко, 2012
гiдроiзоляцiйних та антикорозшних покриттiв застосовуються б^умт мастики типу «1зол» з нормативним термшом служби 5.. .8 рокiв. Але, як показуе досвiд експлуатаци, фактично вiн складае 3...4 роки, тобто «1зол» мае низьку ефективнiсть застосування та суттево не впли-вае на довговiчнiсть опор [3]. Зважаючи на те, що конструкторською документащею для стоя-кiв зi змшаним армуванням передбачаеться термiн служби 70 роюв, постае завдання щодо застосування нових сполук для пiдвищення ко-розшно! стiйкостi опор контактно! мереж, при-чому необхiдно передбачити захист не тшьки комлево! частини опори, але й частини, що екс-плуатуеться на повiтрi та тддаеться руйную-чому впливу вiд агресивних компонентiв на-вколишнього середовища.
Таю сполуки, володдачи комплексом реоло-пчних властивостей, мають глибоко проникати в пори будiвельних матерiалiв i створювати бар'ернi та водовiдштовхуючi плiвки [4]. При цьому затзобетонш стiйки опор контактно! мереж тсля обробки такими сполуками втра-чають здатнiсть до намочування водою та !! капшярного поглинання, що забезпечить !хню стшюсть до корозiйних впливiв.
Слiд зазначити, що на сьогодш iснуе велика гамма захисних сполук для гiдрофобiзацi! зал> зобетонних виробiв, як втизняного, так i закордонного виробництва. Для дослщження нами були взят три розповсюдженi гiдрофобiза-тори: «Сшол», «Флюат» та «Сеге811 СТ 17».
«Сiлол» - це малов'язка рiдина, силiконова органорозчинна композицiя, яку використову-ють для нанесення на поверхню будiвельних конструкцiй з метою додання !м водовщштов-хувальних властивостей i зниження водо поглинання. «Сшол» мае наступш переваги перед «1золом»:
- унiкальна атмосферостiйкiсть, шерт-нiсть до дi! ультрафiолету, озону, води, стш-кiсть в дiапазонi температур вiд -60 до +250 °С, довговiчнiсть;
- швидко висихае на поверхнi, фактично не змшюючи природну пористiсть матерiалу, зберiгаючи газопрониктсть та мае мiнiмальну токсичнiсть;
- дае значний економiчний ефект.
Захисна силоксанова плiвка, що утворюеть-
ся в поверхневих шарах бетону, тсля випаро-вування розчинника i завершення реакцi! кон-денсацi! мае висок дiелектричнi властивостi. Так, !! питомий об'емний ошр складае 1-1012 Омм, а тангенс кута дiелектричних втрат дор> внюе 0,01. Крiм того, в результат обробки сут-
тево знижуються вологiсть бетону опори i кон-центрацiя електролiтiв в поровш рiдинi за ра-хунок гiдрофобiзацi!, i, як наслiдок, тдвищу-еться !! електричний опiр, що мае надати стояку опори стiйкостi до електрокорози.
Гiдрофобiзуюча рiдина «Сеге8й СТ 17» е матерiалом на основi хiмiчно активного сшана-силоксiлана. I! густина - 0,79 кг/дм3. Температура нанесення складае вщ +5 до +35 °С. Ви-трата цього матерiалу для слабкопоглинаючих поверхонь - 0,3 л/м2, а для сильно поглинаю-чих - 0,7 л/м2. Даний матерiал призначений для захисту бетонних поверхонь вщ дi! атмосфер-них опадiв, забезпечуе водонепроникнiсть тр> щин шириною не бшьше 0,2 мм.
Флюат, який ще називаеться фiксатором, -це концентрований водний реагент, модифшо-ваний ефективними поверхневоактивними добавками. Розчин проникае в пори бетону, хiмi-чно перетворюючи розчинш у водi компоненти в особливо мщш нерозчиннi сполуки, армуе бетон.
Флюат звичайно використовуеться для бетону та залiзобетону, iнших будiвельних конс-трукцiй. Бетон при використаннi флюату стае твердим, стшким до атмосферних явищ i меха-нiчних пошкоджень, вологостiйким, паропро-никним, стiйким до корози залiзобетонних конструкцiй.
Було проведено дослщження впливу виду захисного покриття бетону на змiну його пито-мого опору та водопоглинання. Для експериме-нтальних дослiджень використовувались стан-дартш бетоннi блоки кубiчно! форми з метале-вою арматурою всерединi (рис. 1).
До^дження змши питомого опору бетону
Сутнють методу полягае у вимiрюваннi опору бетону тсля витримки зразюв у 3%-ному розчинi №С1. На бетоннi зразки було нанесене покриття пдрофобними розчинами (Сiлол, Флюат, Сеге8й СТ 11): №1 - флюат (2 шари); №2 - сшол (2 шари); №3 - флюат (2 шари) + церезгг (1 шар); №4 - сшол (2 шари) + церезгг (1 шар); №5 - церезгг (2 шари); №6 - церезгг (1 шар). Схема для визначення опору захисного покриття бетону наведена на рис. 2.
За допомогою вимiрювального приладу (6) В7-15 одразу тсля заповнення цилшдру розчи-ном вимiрюегься отр захисно! плiвки бетону усiх типiв зразюв. Вимiрювання повторюють через 15, 30 (хв), потм через 1, 2, 24, 48, 168 (год) i т.д.
Один раз на добу перевiряють рiвень розчи-ну в цилшдрах i доливають його до початково-го. Об'ем долитого розчину вимiрюеться, що
вказуе на стутнь водопоглинення зразка. Результата проведених дослiджень наведенi в табл. 1.
Рис. 1. Вигляд зразшв
Отриманi результати у вигщщ графiкiв на-веденi на рис. 3 та 4.
Середне значення перехiдного опору покриття Я, , Ом'м2, кожного зразка обчислю-
ють за формулою:
Рис. 2. Установка для визначення опору захисного покриття бетону: 1 - бетонний зразок; 2 - металева арматура; 3 - пла-стилш; 4 - цил1ндр; 5 - розчин NaCl; 6 - вим1рюва-льний прилад; 7 - графгтовий електрод; 8 - кришка
Таблиця 1
Опор зразшв при змочуванш
№ Час Отр затзобетонного зразка, кОм
з/п витр., год № 1 № 2 № 3 № 4 № 5 № 6
1 0 200 6500 1000 8500 1200 850
2 0,25 150 4500 850 6300 600 550
3 0,5 90 3800 670 4600 300 300
4 1 60 3300 580 3900 200 150
5 2 35 3200 450 3500 140 70
6 24 2 3200 12 3500 8 4
7 48 2 3200 3 3500 6 4
8 168 2 3200 3 3500 6 4
S
Ru =т! Rlj ,
(1)
j=1
де i - номер зразка;
j - номер вимiрювання; n - кiлькiсть вимiрювань на i-му зразку; Rij - отр i-го зразка при j-му вимiрi, Ом;
S - площа контакту зразка з розчином, м2. Питомий об'емний отр покриття pV, Ом м, обчислюють за формулою:
RS
Pv = % « b
(2)
де R - усталений отр захисного покриття, Ом;
S - площа дшянки захисного покриття, обмежена периметром порожнистого цилш-дра, м2;
b - товщина бетону, м. Результати розрахунюв наведенi в табл. 2. Аналiз результатiв проведених випробувань показав наступне: найкращi результати отри-
маш при використанн в якостi riдрофобiзую-чого розчину «Сшол». Перехiдний ошр бетону, вкритого даним матерiалом, значно перевищуе iншi зразки. Спад опору в зразках № 2 та 4 три-вав лише протягом 2 год, встановившись на усталеному значенн 2 МОм, в той час як у ш-ших зразкiв цей спад вiдбувався протягом двох дiб, i значення усталених опорiв знаходяться в межах лише кшькох кОм.
■Сшол (2шара)
ол (2 шара) )+Цер езгг (1 шар)
1 2 Час, год
Рис. 3. Змша опору зразшв № 2, 4
Змша опору бетону при змочуванш
9 ^ 800 но
й
Ю 600 Л
п
0 400
у
\
к
у * V
* ли -ш
0 0,25 0,5 1 2 24 48 168
Час, годин
Флюат
Церезгг (2шара)
Флюат+Церезгг ■Церезгг (1шар)
Рис. 4. Змша опору зразшв № 1, 3, 5, 6
До^дження водостiйкостi бетонних зразтв
Водостшюсть бетону показуе його здат-тсть збертати фiзико-механiчнi властивостi при взаемоди з водою. Бетон як капшярно-пористе тшо мае властивостi водопоглинання i водонасичення при безпосередньому контактi з
водою. Водопоглинання бетону е одним iз фак-торiв водостiйкостi. 1стотне значення в забез-печеннi водостшкосп бетону мае його водо-прониктсть - властивiсть, характерна навiть для бетонв щшьно! структури. При проведены дослщження, як зазначалось вище, зразки по-глинали воду. Результати вимiрювань кiлькостi поглинуто! води за 168 год наведен на рис. 5.
Таблиця 2
Розрахунковий опiр зразшв
№ зразка м2 Я, Ом Ягсер , Ом-м2 р„ , Ом-м
1 0,0039 2000 263,7 173,3
2 0,0039 3200000 15063,8 277333,3
3 0,0039 3000 1739,4 260,0
4 0,0039 3500000 18183,8 303333,3
5 0,0039 6000 1199,3 520,0
6 0,0039 4000 941,9 346,7
Водопоглинення зразюв
□ №1 □ №2
□ №3
□ №4
□ №5
□ №6
Рис. 5. Результати дослдження водопоглинання зразюв
Аналiзуючи отриман данi, можна вказати, що обробленi розчином «Сшол» зразки мають мiнiмальнi (близькi до нуля) значення поглинуто! води.
Висновки
В результат проведених дослщжень за роз-глядуваними критерiями кращi показники мае пдрофобний розчин «Сшол» вггчизняного ви-робництва, який може бути рекомендованим для обробки залiзобетонних опор контактно! мережi та фундаментiв замють застосовуваних нинi сполук.
9000
8000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
□.25
0,5
24
48
168
300
250
СО 200
1400
1200
50
0
200
Б1БЛ1ОГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК
1. ДСТУ Б В.2.6-21-2000. С зал1зобетонш для опор контактно!' мереж1 зал1зниць. Техшчш умови [Текст]. - К., 2000. - 25 с.
2. Сиченко, В. Г. Щдвищення довгов1чносл та надшносп стшок зал1зобетонних опор контактно! мереж1 [Текст] / В. Г. Сиченко, О. М. Полях, О. С. Кучмш // ОНПУ. Вип. «Пщйомно-трансп. техшка». - 2008. - № 2. - С. 70-79.
3. Вайнштейн, А. Л. Коррозионные повреждения опор контактной сети [Текст] / А. Л. Вайнш-
тейн, А. В. Павлов. - М.: Транспорт, 1988. -111 с.
4. Лучко, Й. Й. Методи щдвищення корозшно! спйкосп та довгов1чносп бетонних та зал1зобе-тонних конструкцш i споруд [Текст] / Й. Й. Лучко, I. I. Глагола, Б. Л. Назаревич / НАН Укра!-ни; Фiз.-мех. ш-т îm. Г. В. Карпенка: Каменяр, 1999. - 229 с.
Надшшла до редколегп 02.12.2011.
Прийнята до друку 14.12.2011.
В. Г. СЫЧЕНКО, А. М. ПОЛЯХ, Г. О. ТАТАРЧЕНКО
УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТНОЙ ЗАЩИТЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ОПОР КОНТАКТНОЙ СЕТИ ОТ КОРРОЗИИ
Проведено исследование влияния разных гидрофобизирующих соединений для железобетонных опор контактной сети на изменение их электрического сопротивления и водопоглощения. Показано, что по этим показателям наилучшие параметры имеет "Силол" отечественного производства.
Ключевые слова: железобетонная опора контактной сети, поверхностная защита от коррозии, электрическое сопротивление, водопоглощение, гидрофобизирующее соединение, «Силол»
V. G. SYCHENKO, O. M. POLYAKH, G. O. TATARCHENKO
IMPROVEMENT OF SUPERFICIAL PROTECTION OF STEEL CONCRETE SUPPORTS OF THE CONTACT NETWORK AGAINST CORROSION
The influence of different water-repellent rendering compounds for steel concrete supports of a contact network on change of their electric resistance and water absorption is under study. It is shown that the domestic production "Silol" has the best parameters on these indices.
Keywords: steel concrete support of a contact network, superficial protection against corrosion, electric resistance, water absorption, water-repellent rendering compound, "Silol"
