Прогнозирование циклической долговечности герметизирующего материала в деформационных швах жестких аэродромных покрытий

• Автор: Сидоркин, Олег Анатольевич
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 154 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЗОР ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО СОСТОЯНИЯ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ШВОВ АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ

1.1 Анализ свойств герметизирующих материалов применяемых при эксплуатации аэродромных покрытий
1.2 Виды и причины разрушений герметизирующих материалов возникающие в процессе эксплуатации
1.3 Влияние эксплуатационных факторов на вариативность физикомеханических свойств герметизирующих материалов

1.4 Воздействие длительных, многократных нагружений на герметизирующие материалы

1.5 Выбор типа герметизирующего материала и прогнозирование его эксплуатационной долговечности

2 МОДЕЛЬ ПОВЕДЕНИЯ ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ В ДЕФОРМАЦИОННЫХ ШВАХ ЖЕСТКИХ ПОКРЫТИЙ

2.1 Моделирование напряженнодеформированного состояния герметиков в швах покрытий

2.2 Влияние термодинамического состояния герметизирующих материалов на вариативность их физикомеханических свойств

2.3 Модель предельного состояния герметиков в деформационных швах жестких покрытий

2.4 Результаты моделирования деформационнопрочностных свойств материалов
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКО МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГЕРМЕТИЗИРУЮ ЦИХ МАТЕРИАЛОВ
3.1 Цель и программа экспериментальных исследований
3.2 Экспериментальная установка для исследования физико
механических характеристик герметизирующих материалов
3.3 Методика экспериментальных исследований предельного
состояния герметизирующих материалов
3.4 Анализ результатов экспериментальных исследований
герметизирующих материалов
4 ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ГЕРМЕТИКОВ В
ДЕФОРМАЦИОННЫХ ШВАХ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЖЕСТКИХ АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ
4.1 Интерпретация полученных результатов используемых при
прогнозировании долговечности герметиков
4.2 Методика прогнозирования долговечности герметиков при
циклических воздействиях
4.3 Определение циклической долговечности герметиков
применяемых при эксплуатации аэродромных покрытий
4.4 Рекомендации по применению методики определения
долговечности герметиков в реальных условиях эксплуатации
ВЫВОДЫ
ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Приложение А Физикомеханические и эксплуатационные
характеристики герметизирующих материалов
Приложение Б Программа расчета деформации герметика в
Приложение В Акт о внедрении методики проведения
экспрессанализа физикомеханических свойств эластичных герметизирующих материалов
Приложение Г Акт о внедрении методики проведения
экспрессанализа эксплуатационных свойств битумнополимерного герметика БПАГ
Приложение Д Акт о внедрении методики определения
физикомеханических герметизирующих материалов для швов аэродромных покрытий
Приложение Е Заключение по результатам заказной научно 4 исследовательской работы на тему Исследование поведения герметиков в швах аэродромных покрытий
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Материалы I2 и i английского производства являются ремонтными материалами холодного отверждения и применяются для заделки швов и сквозных трещин в бетонных покрытиях. Герметик горячего применения, однокомпоиентный, термовулканизующегося типа. I относится к ремонтным материалам. Мастика представляет собой герметизирующий материал горячего применения на основе каменноугольной смолы и полимерных добавок. Применение возможно без предварительной праймеровки бетонных стенок шва. V0 относятся к группе невысыхающих герметиков и обладают всеми их основными свойствами, такими как пластичность, липкость и др. Ьолее подробные характеристики физикомеханических и эксплуатационных свойств г ерметизирующих материалов приведены в приложении А. Битумные герметики чувствительны к высоким положительным температурам С. Не только длительное, многократное воздействие, но даже одноразовый разогрев мастики при такой температуре вызывает деструкцию высокомолекулярной битумнополимерной решетки, в результате чего образуемся рыхлая структура с низкими физикомеханическими свойствами. Мастика получается неоднородной, с низкой эластичностью и прочностью сцепления с бетоном, а как следствие резко снижается качество и долговечность герметизации деформационных швов. Качество герметизации шва при заполнении его горячей мастикой неудовлетворительно, как правило, изначально , . Эго происходит в результате ослабления зоны контакта мастикабетон изза возникновения гак называемого эффекта стенки, который проявляется при соприкосновении горячей С мастики с холодной С бетонной стенкой шва. В этом случае горячая газовоздушная смесь воздух, пары мастики и праймера вспучивают герметик, образуя в зоне контакта мастики с бетоном слабое место. В результате отрыв герметика от бетонной стенки шва происходит даже при незначительном расширении последнего, что ведет к неполному использованию свойств материала и снижению расчетной долговечности покрытия. Выпускаемые промышленностью отечественные заливщики деформационных швов , , на практике применяют редко, а заливку швов, как правило, производят вручную с помощью котлов, леек, и других подручных средств. Причинами этого является низкая надежность заливщиков при эксплуатации, что связано с их пожароопасностью и необходимостью больших затрат труда на промывку оборудования. Па практике используют обжиг заливщиков, что приводит их в эксплуатационную непригодность. В России выпускаются заливщики швов, оборудованные специальными системами разогрева, степень которого должна регулироваться автоматически. Следует также отметить, что отечественные и зарубежные средства механизации исключают повторный разогрев мастики , перед ее применением. Разогрев битумных герметиков на аэродромах, как правило, производится в котлах открытого типа, не оборудованных системой регулирования температуры, что приводит к его значительному перегреву и самовозгоранию. Продукты сгорания, выделяющиеся при разофеве битумных герметиков, загрязняют окружающую среду и являются вредными для человека. Кроме того, сам процесс заправки котлов и подручных средств мастикой, а также процесс заполнения швов создает неудобства и опасность при производстве работ. Изучение в лабораторных и натурных условиях наиболее широко используемых герметизирующих материалов резинобитумных вяжущих марок РБВ, РБВ, РБВ показало, что в основном они не выдерживают установленного срока службы. Действующие в настоящее время технические условия , , , 1 некорректны, поскольку заложенные в них требования не всегда обоснованны. Методы испытания, предусмотренные техническими условиями , не всегда удовлетворяют современным требованиям качества получаемых результатов, поскольку вальцевание проб, предшествующие определению указанных показателей, нивелирует получаемые результаты. Кроме того, предварительное вальцевание проб может привести к искажению показателя однородности. Отсутствие обоснованных требований к РБВ также приводит к тому, что поступающий на аэродромы герметизирующий материал не удовлетворяет соответствующим реальным условиям эксплуатации герметика в покрытии.