21 апреля 2019г.
Анализ условий эксплуатации цементобетонных аэродромных покрытий показал, что на протяжении всего периода службы, они работают при постоянном напряжении из-за частой смены температурно-влажностного режима, многократно повторяющихся динамических нагрузок, что приводит к возникновению и развитию трещин. Опасность сквозных трещин заключается в снижении несущей способность цементобетонных покрытий, вследствие чего происходит проникновение воды в грунтовое основание. К характерным разрушениям цементобетонных покрытий относятся нарушения целостности стыковых соединений и заполнителей швов. Для обеспечения качественных долговременных эксплуатационных характеристик покрытий необходимо уделять большое внимание качеству герметизирующего материала аэродромных швов [3].
В нашей стране доказательством необходимости использования качественных аэродромных герметиков является работа специалистов «НПО ПРОГРЕССТЕХ» в области строительства, реконструкции аэродромных покрытий и их ремонта. Проведенные исследования указывают на то, что долговечность аэродромных покрытий напрямую зависит от качества герметизирующих швов [8].
Герметизирующие материалы, применяемые при строительстве аэродромов, имеют различный состав, консистенцию и обладают показателями, изменяющимися в широком диапазоне, в зависимости от типа и условий эксплуатации.
Герметики холодного и горячего применения обладают как достоинствами, так и недостатками, то есть ни один из них в полной мере не соответствуют требованиям, предъявляемым к аэродромным герметикам.
Повышение физико-механических и эксплуатационных характеристик возможно достичь с помощью обработки герметизирующих материалов в магнитных полях различной интенсивности.
Магнитная обработка находит широкое применение в промышленности для интенсификации химических процессов. Известны положительные результаты, полученные при использовании магнитных полей при отверждении мочевино-формальдегидных смол [5]. Установлено [4], что при воздействии магнитного поля на расплавы термоэластопластов повышается микротвердость и разрывная прочность полимеров в блочном состоянии. Авторами [2] приведены данные по увеличению адгезионной прочности магнитообработанных полимерных покрытий на металлических подложках. В статьях [6, 7 ] показано, что обработка бутадиен-стирольного латекса СКС-30 АРК магнитным полем в течение пяти минут и более позволяет снизить расход коагулирующих агентов в 1,5–2 ,0 раз.
На основе изложенного выше, можно сделать предположение о том, что магнитная обработка герметизирующих составов также должна позволить повысить ряд эксплуатационных показателей аэродромных защитных покрытий и швов.
С целью обработки образцов аэродромных герметиков в постоянном магнитном поле применяли установку, общий вид которой изображен на рисунке 1.
Обработка герметика в магнитном поле осуществлялась следующим образом. Устанавливается межполюсное расстояние, затем подаётся электрический ток постоянного напряжения заданной величины, индукцию магнитного поля изменяли от 130мТл до 450мТл. Нагревательным элементом регулируется температура в рабочей ячейке. В рабочую ячейку помещается ёмкость из магнитоневосприимчивого материала с образцом аэродромного герметика.
Обрабатывают в течение 5 и 10 мин.
Проведен анализ аэродромного герметика БПГ-35 на морозостойкость. Для проведения экспериментов применяли медицинский морозильник SanyoMDF-U4186S, регулируемый диапазон температуры: -20 ~ -86 °С. Точность контроля температуры:± 1 °С. Метод исследования морозостойкости основывается на охлаждении образца герметика и определении температуры, при которой на образце появляются изломы и трещины. Изготавливают шесть образцов нанесением герметика толщиной 0,5 ±0,05 мм на полоски фольги размером 60 x 15 x 0,025 мм. Образцы выдерживают не менее 1 ч при температуре (23 ±2) °С.
Готовые образцы помешают в морозильную камеру, в которой выдерживают при температуре (-25±1) °С в течение (20 ±5) мин. По истечении заданного времени образцы извлекают из морозильной камеры и прикладывают к ровной поверхности бруса. Конец образца изгибают в течение (2 ±1) с вокруг закругленной части бруса до достижения другой ровной поверхности.
Визуально оценивают наличие трещин и изломов.
Время испытания одного образца не должно превышать 5 с. При отсутствии трещин испытания проводят, снижая каждый раз температуру в морозильной камере на 3 °С, до появления трещин или изломов не менее чем у двух испытываемых образцов. За результат испытания принимают минимальную температуру, при которой не менее чем у пяти испытанных образцов не обнаружено трещин и изломов [1].
Анализ полученных экспериментальных данных показал, что обработка аэродромного герметика БПГ-35 магнитным полем приводит к снижению температуры хрупкости. Температура хрупкости является одной из основных эксплуатационных характеристик, влияющих на качество герметизации деформационных швов.
При индукции 200мТл и продолжительности магнитной обработки 4 мин герметик растрескивается при температуре (-42)–(-43)°С, тогда как без магнитной обработки растрескивание происходит при температуре -37°С. При дальнейшем повышении индукции и времени обработки результат остается таким же.
Таким образом, экспериментально были установлены режимы магнитной обработки герметизирующего материала, обеспечивающие оптимальное сочетание времени обработки исследуемых показателей.
Список литературы
1
ГОСТ 30740–2000. Материалы герметизирующие для швов аэродромных покрытий. М .: Изд-во стандартов, 2002. 19 с
2 Кестельман В.Н. Физические методы модификации полимерных материалов. М.: Химия, 1980. 224с.
3
Лещицкая Т.П., Попов В.А. Современные методы ремонта аэродромных покрытий. М.: МАДИ- ТУ, 1999.132 с.
4
Молчанов Ю.М., Кисис Э.Р., Родин Ю.П. Структурные изменения полимерных материалов в магнитном поле // Механика полимеров. 1973. No4.С. 737 –738.
5 Никулин С.С. Попов В.М., Латынин А.В., Шендриков М.А. Механизм воздействия электрического поля на прочность клеевых соединений // ЖПХ. 2013. Т. 86. No 4. С. 643–646.
6
Никулин С.С., Шульгина Ю.Е., Пояркова Т.Н. Особенности выделения каучука из латекса N, N- диметил-N, N-диаллиламмоний хлоридом при воздействии магнитным полем // ЖПХ. 2014. Т. 87. No 7. С. 974–979.
7
Никулин С.С., Шульгина Ю.Е., Пояркова Т.Н. Влияние воздействия магнитного поля на процесс коагуляции бутадиен-стирольного латекса СКС-30 АРК в присутствии поли-N, N-диметил-N, N- диаллиламмоний хлорида // ЖПХ. 2014. Т. 87. No 11. С. 89–9 2.
8
Рекомендации по поддержанию по поддержанию искусственного покрытия ВПП аэропорта Минеральные Воды в эксплуатационном состоянии на основании результатов его обследования и испытания: Отчёт о НИР / ГПН и НИИ ГА «Аэропроект». М., 1993. 42 с.
