Содержание к диссертации
Введение
1 Классификация герметизирующих материалов. Анализ существующих методик оценки физико-механических характеристик и прогнозирования ресурса эластомерных композиций 12
1.1 Классификация герметизирующих материалов 12
1.2 Анализ причин разрушений герметизирующих материалов в процессе эксплуатаци 18
1.3 Физико-механические основы структурообразования эластомерных композиций 21
1.4 Методы исследования вариативности физико-механических характеристик эластомерных композиций 24
1.5 Анализ существующих методик оценки физико-механических характеристик и прогнозирования ресурса эластомерных композиций... 28
1.6 Цель и задачи исследований 35
Выводы по разделу 37
2 Моделирование развития деградационных процессов в эластомерных композициях 38
2.1 Теория прочности полимеров 38
2.2 Деформации и старение полимеров 42
2.3 Анализ методов измерения значений механических характеристик полимеров при однократном кратковременном нагружении 47
2.4 Влияние наполнителей на свойства эластомерных композиций 50
2.5 Влияние активных нанонаполнителей на структуру эластомерных композиций 51
2.6 Моделирование состояния герметизирующих материалов, эксплуатирующихся в различных условиях 53
2.7 Предпосылки развития методики оценки качества и сроков эксплуатации эластомерных композиций СВЧ-резонансным методом 58
Выводы по разделу 66
Экспериментальные исследования герметизирующих материалов СВЧ-резонансным методом 67
3.1 Цель и задачи экспериментальных исследований 67
3.2 Расчёт геометрических характеристик камеры СВЧ-резонатора 69
3.3 Принцип действия и описание СВЧ-резонансной установки 73
3.4 Методика экспериментальных исследований состояния образцов эластомеров СВЧ-резонансным методом 78
3.5 Статистическая обработка и анализ экспериментальных данных... 82
3.6 Оценка скорости деградации свойств герметика АПГХО при многоцикловом комплексном воздействии 84
3.7 Оценка скорости деградации свойств герметика БПАГ-50 при многоцикловом комплексном воздействии 94
3.8 Оценка влияния рецептуры полимерного герметика АПГХО на динамику изменения частоты резонанса при многоцикловых комплексных воздействиях 102
3.9 Фиксация поверхностных деформаций образцов при помощи Выводы по разделу 111
Опыт производственного внедрения разработанной методики и практические рекомендации по её применению 114
4.1 Интерпретация результатов исследований оценки сроков эксплуатации строительных композитов СВЧ-резонансным методом 114
4.2 Порядок проведения испытаний и требования к оборудованию 120
4.3 Моделирование электрического поля резонатора 123
4.4 Апробация разработанного методического обеспечения оценки качества и сроков эксплуатации полимерных композиционных материалов СВЧ-резонансным методом 124
Выводы по разделу 127
Основные результаты и выводы 128
Список литературы 131
- Физико-механические основы структурообразования эластомерных композиций
- Анализ методов измерения значений механических характеристик полимеров при однократном кратковременном нагружении
- Методика экспериментальных исследований состояния образцов эластомеров СВЧ-резонансным методом
- Моделирование электрического поля резонатора
Физико-механические основы структурообразования эластомерных композиций
В настоящее время ассортимент герметиков весьма разнообразен. Все они представляют собой композиционные материалы, которые помимо полимерной основы могут содержать также наполнители, мягчители, пластификаторы, растворители, загустители и т.д.
Герметики [40,57,64] - жидкие, вязкотекучие и пастообразные композиции на основе полимеров и олигомеров, предназначенные для формирования уплотнения непосредственно на месте его применения. Герметизирующие материалы [77,87] могут быть изготовлены на основе полимеров, эластомеров, смол, масел в сочетании с другими целевыми добавками, которые формируют уплотнительное соединение непосредственно на месте применения, обеспечивая надёжную и долговечную защиту герметизируемой конструкции в заданном интервале температур, при воздействии жидких и газообразных агрессивных сред и других факторов. В отличие от других уплотнительных материалов герметики удерживаются в стыке или на поверхности изделия и обеспечивают герметичность не за счет крепления, обжатия или защемления, а за счет адгезии к поверхности сопрягаемых элементов.
В основу классификации герметиков могут быть положены различные признаки: характер вулканизации, назначение, полимерная основа, упругость (эластичность), стойкость к воздействию различных факторов - тепла, холода, агрессивных жидкостей и газов, число компонентов при поставке, рациональный способ нанесения и герметизации и пр. Условно герметики можно разделить на две большие группы [3,8]: - герметики, которые вулканизуются или отверждаются после нанесения (вулканизующиеся, отверждающиеся); - герметики, которые после нанесения не подвергаются вулканизации или отверждению (невулканизующиеся, неотверждающиеся).
Герметики могут вулканизоваться как в присутствии кислорода воздуха (эластичные герметики на основе каучуков), так и в его отсутствие. Вулканизация в присутствии кислорода воздуха может в свою очередь протекать либо при комнатных (15...30 С) и более низких температурах - «холодная» вулканизация, либо при повышенных температурах (от 50...70 С и до 200 С) - «горячая» вулканизация.
Невулканизующиеся герметики можно разделить на две группы - невысыхающие или нетвердеющие (пасты, мастики, замазки) и высыхающие. Первые готовятся из высокомолекулярных полностью насыщенных каучуков или каучуков с малой степенью непредельности, вторые - на основе высокомолекулярных каучуков и обязательно содержат в своем составе растворитель [3,15,22,27]. Существуют герметизирующие композиции, которые представляют собой растворные бутилкаучуковые мастики [27], содержащие, как правило, неактивный наполнитель и модифицирующие добавки. Широкое распространение получили герметики на основе жидких каучуков [37].
Применение наполнителей для создания герметизирующих уплотнений играет исключительно важную ключевую роль. Введением наполнителей [37,48] решают материаловедческие, технологические и технико-экономические задачи. Выбор наполнителей [48] полимерных материалов зависит от назначения материала, необходимости изменения определённых физико-механических характеристик и типа полимерной матрицы.
Согласно [48,73], основными структурными характеристиками любого наполнителя являются: форма частиц, их размеры, площадь поверхности, характер упаковки, пористость и структурность. При разработке рецептур материалов применяется приём усиления каучуков активными наполнителями. Наполнители [26,37,48] могут быть неорганическими и органическими, ценным элементом в составе которых является углерод; природными и искусственными; простыми по химическому составу и сложными. Частицы наполнителя могут быть также пластинчатыми, волокнистыми. Размер частиц обычно от 10 до 100 мкм и не более мм. Наполнители совместно с вяжущим веществом участвуют в формовании микроструктуры матричной части и контактных зон в конгломератах.
В настоящее время используется огромное количество минеральных наполнителей природного и синтетического происхождения [48]. Расширяются возможности для применения нанодисперсных наполнителей в эластомерных композициях [86], в том числе образующих цепочечные структуры.
Согласно [39], наличие цепочечных структур способствует образованию ориентированных на них фрагментов эластомера, что приводит к росту ориентации каучуковой фазы при удлинении и разрыве. Свойства наполненного полимерного материала определяются свойствами полимерной матрицы и наполнителя, характером распределения последнего, природой взаимодействия на границе раздела полимер-наполнитель. Следует отметить, что в наиболее суровых условиях эксплуатации находятся герметики для автомобильных дорог и аэродромов.
Пределы температуры эксплуатации герметизирующих материалов (от минус 40 до +80 С) зависят от дорожно-климатических зон, деформативность -100 % для швов расширения и до 150 % для швов сжатия, прочность на разрыв -не менее 0,2 МПа.
Полимерные герметики холодного применения должны выдерживать не менее 200 циклов замораживания-оттаивания, а горячего применения - 100 циклов. Материалы для герметизации швов аэродромных покрытий должны выдерживать кратковременное воздействие температуры до 200 С [16].
Проведём анализ свойств основных классов герметизирующих материалов горячего и холодного применения для швов ВПП, производимых в России и за рубежом.
В последние годы большое распространение получили пластифицирующие добавки в битумные материалы в виде каучуков: поли сульфидные (жидкие тио-колы), хлоропреновые (наирит или неопрен), кремнийорганические, полиуретано-вые, полибутадиеновые. С помощью этих добавок получен целый ряд герметиков, успешно применяемых на аэродромах.
Аэродромная полимерно - битумная мастика (АПБМ) - горячего применения, включает: битум гидроизоляционный морозостойкий, битум БНД, полимерную добавку (ДСТ), органический растворитель, наполнители (минеральный порошок, асбестовая крошка).
Битумно-полимерный аэродромный герметик (БПАГ) представляет собой однородную смесь битума, модифицирующих полимерных добавок, мягчителя и тонкомолотого минерального наполнителя. БПАГ применяется трёх типов в зависимости от температуры хрупкости: БПАГ-25, -35, -50. Температура применения при заливке в покрытие - не ниже 170 С, когезионная прочность - не менее 0,3 МПа, относительное удлинение - 60...70 %. При применении требуется праймеровка стенок швов раствором БПАГ в бензине в соотношении 1:1.
Анализ методов измерения значений механических характеристик полимеров при однократном кратковременном нагружении
Прочность характеризует способность материалов противостоять разрушению (разрыву связей между элементами тела, приводящему к разделению его на части) под действием внешних сил и внутренних напряжений. Теоретические модели прочности полимеров можно подразделить на механические, термодинамические и кинетические [39,42].
Механический подход характеризуется тем, что разрушение рассматривается как результат потери устойчивости образцов или изделий, находящихся в поле внешних и внутренних напряжений. Считается, что для каждого материала имеется определенное предельное напряжение, при котором изделие теряет устойчивость и разрывается. Это напряжение принимается за критерий прочности материала или изделия [59].
Предельные состояния полимера иллюстрируются зависимостями нагрузка -деформация при различных температурах, либо при различных скоростях деформации.
Термодинамический подход основан на рассеянии упругой энергии в процессе разрыва и переходе ее в теплоту. Такой подход очень важен для полимеров, поскольку полимерам характерны механические потери при деформациях. Условием разрушения в термодинамическом подходе является достижение того критического (предельного) напряжения, при котором упругая энергия образца может обеспечить энергетические затраты на образование поверхностей разрушения и на механические потери при разрушении. В эластомерах и пластмассах механические потери при разрыве образца превышают свободную поверхностную энергию поверхностей разрыва на несколько порядков [60,72]. Энергетический расчет процесса разрушения может быть проведен на основании первого начала термодинамики с учетом механических потерь в виде рассеянной теплоты Q.
Без учета энергии теплового движения и дефектности материала теоретические расчеты давали значения предела прочности твердых тел значительно превышающие практические результаты. Например для кристаллов поваренной соли это значение получали равное 19,6-10 Н/м , что в 400 раз больше экспериментальных данных.
Гриффит предложил рассматривать разрушение реальных материалов с учетом дефектности их структуры, т.е. наличия начальных микротрещин до нагружения образца. В этом случае под действием приложенного растягивающего напряжения о на краях микротрещин возникает локальное перенапряжение а , во много раз превышающее среднее напряжение, рассчитанное на все сечение образца [33].
Условие роста начальной поперечной трещины длиной /0 рассматривается с точки зрения баланса упругой и свободной поверхностной энергии образца: гдеоо - пороговое напряжение разрушения по Гриффиту (при a aG трещина растет, при O OQ - нет); Е - модуль Юнга; а - удельная свободная поверхностная энергия материала.
Коэффициент ХоДля краевых и внутренних микротрещин и различных по форме образцов лежит в узких пределах от 0,8 до 1,3 и поэтому для оценок прочности можно принять Хо 1
Правильность представлений Гриффита о существенной роли поверхностных трещин в механизме разрушения тел доказана Иоффе, который показал, что растворение поверхностного слоя с трещинами кристаллов поваренной соли увеличивает разрывное напряжение от 4 до 1500 МПа. Известно, что прочность стеклянных волокон, предварительно протравленных фтористоводородной кислотой для снятия поверхностного слоя, также резко возрастает. При механическом воздействии на изделия из полимерных материалов также происходит их растрескивание. Микротрещины образуются не только на поверхности, но и в объеме образца. После снятия нагрузки микротрещина сохраняется и при приложении любого растягивающего усилия снова начинает расти. Кинетический подход отличается тем, что основное внимание обращается на атомно-молекулярный процесс разрушения и разрыв тела рассматривается как конечный результат постепенного развития и накопления микроразрушений или процесс развития микротрещины на молекулярном уровне. Основным фактором в этом подходе является тепловое движение в полимерах. Выяснение природы этого термофлуктуационного процесса разрушения, зависимости скорости процесса и долговечности от температуры, напряжения и других факторов является основой современной физической теории прочности и базой для дальнейшего развития теорий предельного состояния в механике разрушения [33,73].
Первичным актом разрушения термофлуктуационной теории является напряжение химической связи под влиянием механического силового поля. Тепловые флуктуации, т.е. локальные резкие возрастания энергии отдельных атомов, вызывают разрыв напряженной связи. Растягивающее напряжение и высокая температура увеличивают вероятность разрыва связей.
Закон хорошо подтверждается экспериментом для всех классов твердых тел в широком интервале долговечностей от 10" до 10 с. Использование полимеров в условиях действия динамического (меняющегося во времени) напряжения приводит к постепенному изменению его свойств и структуры - утомлению. Характеристика утомления, выраженная в единицах времени, необходимого для разрушения образца под действием переменной нагрузки, называется динамической долговечностью [84,85].
Число циклов нагружения, необходимое для разрушения образца определяет сопротивление утомлению.
В общем, все изменения структуры и свойств материалов под действием внешней нагрузки за конечный промежуток времени независимо от характера нагрузки называют усталостью. Как и любой процесс, связанный с изменением структуры и свойств полимеров, усталость зависит от комплекса условий испытания материала: характера и размеров прилагаемого напряжения, формы, типа испытуемого материала, температуры и т.д. В зависимости от условий испытания получаются совершенно различные и даже противоречивые результаты, поэтому их можно сравнивать, только если они получены при одинаковых режимах испытания и внешних условиях [73,80].
Увеличение температуры в пределах высокоэластической области сопровождается увеличением разрывного удлинения и степени ориентации полимера за счет ослабления межмолекулярных связей и увеличения сегментальной подвижности.
При понижении температуры удлинение и ориентация уменьшаются, а при переходе к стеклообразному состоянию ориентация проявляется только при высоких напряжениях, соответствующих вынужденной эластичности. Вместе с тем разрушающее напряжение с понижением температуры увеличивается, так как термофлуктуационные процессы в нагруженном полимере значительно ослабевают [83,84].
Прочностные характеристики полимеров существенно зависят от молекулярной массы, однако эта зависимость неоднозначна. При небольших значениях степени полимеризации увеличение молекулярной массы полимерного материала ведет к увеличению гибкости макроцепей, а, следовательно, к повышению температуры стеклования со всеми вытекающими отсюда последствиями. При больших значениях степени полимеризации температура стеклования перестает зависеть от молекулярной массы, а при степени полимеризации большей 50000 прочность полимера практически перестает зависеть от того, находится полимер в стеклообразном или высокоэластическом состоянии. Полимеры с высоким значением молекулярной массы разрушаются за счет разрушения химических связей, поскольку энергия активации процесса проскальзывания макроцепей друг относительно друга становится недостижимо большой [83,84,85].
Методика экспериментальных исследований состояния образцов эластомеров СВЧ-резонансным методом
Получение достоверной информации о герметике, пригодной для последующего анализа, сопряжено с необходимостью обеспечения высокой точности проводимых экспериментальных исследований. В связи с этим необходимо первоначально установить физико-механические характеристики герметиков в соответствии с требованиями ГОСТ 30740-2000, то есть получить объективные данные о базовых свойствах материала.
Порядок проведения исследований: Определяющие требования при изготовлении исследуемых образцов: - при любом установленном режиме и скорости нагружения адгезионная прочность должна быть выше когезионной (адгезионные свойства герметизирующих материалов предварительно проверяются в разрывной машине); - соотношение геометрических размеров образца должно соответствовать принципу Сен - Венана; - в перпендикулярном сечении образец должен иметь круглую форму, так как дополнительные грани, при изготовлении, могут создавать дополнительные напряжения; - каждая изготавливаемая партия должна иметь не менее тридцати одинаковых образцов. Для изготовления образцов разработаны формы-матрицы, позволяющие получать образцы диаметром 20 мм и базовой длиной 50 мм. Форма матрица и внешний вид образцов представлены в Приложении В.
Внутренняя поверхность форм-матриц - шлифованная, что, совместно с обработкой ее графитной смазкой, позволяет получать легко извлекаемые образцы. Для исключения образования внутренних каверн формы-матрицы имеют технологические каналы для вытеснения воздуха при заливке герметика.
При изготовлении формы-матрицы позволяют получать по пять образцов каждой серии. Предельное состояние герметизирующих материалов в предыдущих исследованиях [64] моделировали несколькими способами: - приложением нагрузок близких предельным (возникающих, в частности, при больших скоростях нагружения); - приложением многоцикловых непредельных нагрузок с числом циклов обеспечивающих предельное состояние; - проведением испытаний при повышенных и пониженных температурах.
Количество образцов для каждой серии испытаний не менее девяти. Так как исследуемые герметизирующие материалы способны к пластиче 80 ским деформациям, которые могут зависеть от приложенного напряжения, то необходимо исследование зависимости изменения относительного удлинения образца герметика от времени приложения нагрузки при различных значениях напряжения. Такое исследование позволит разделять исследуемые материалы. Использование системы визуального контроля изменения геометрии при нагру-жении позволяет достичь большей точности снимаемых измерительной системой значений и контроля изменения геометрических параметров в реальном масштабе времени.
Герметизирующие материалы эксплуатируются в широком температурном диапазоне, что обусловливает необходимость проведения экспериментальных исследований с использованием камер заморозки и нагрева. В предыдущих исследованиях [53,64] образцы исследовались при температурах равных минус 50 С, минус 35 С, 0 С, +20 С, +60 С. Такие величины температур принимались на основе требований стандартов и паспортных данных на исследуемые классы герме-тиков. Вместе с тем, такое количество исследований на наш взгляд, неоправданно, поскольку достаточно провести испытания при максимально возможной температуре и при минимальной. Кроме того, очевидно, что указанным минимальным и максимальным температурам соответствуют вполне определённые виды напряжённо-деформированного состояния.
Так, например, при отрицательной температуре герметик находится в растянутом состоянии и величина интенсивности УФО незначительна, в то время как при положительной температуре герметик сжат, и величина УФО, как правило, максимальная. Подобные сочетания характерны для эксплуатации герметиков в южных и северных районах России. Таким образом, нами были апробированы три сочетания нагрузок, варьированием количества которых вполне возможно смоделировать реальную работу материала в шве покрытия расположенного в северном и южном районе России [66].
Каждая из групп образцов подвергалась своему комплексу воздействий, а именно: - статическому выдерживанию в растянутом состоянии на 40 % при отрицательной температуре минус 40 С в течение 240 ч с последующей релаксацией при температуре 0 С в течение 48 ч; - циклическому растяжению до 40 % с последовательным возвратом в исходное положение при температуре 20 С - 1000 циклов; - статическому выдерживанию в растянутом состоянии на 40 % при темпе-ратуре 60 С и ультрафиолетовом облучении суммарной мощностью 222 МДж/м в течение 240 ч. Указанные воздействия количественно в целом соответствовали методике «условного года».
В конечном итоге физическими величинами факторов и последовательностью их чередования можно моделировать климатические условия любого географического района и режим эксплуатации покрытия [68].
Основной принцип, заложенный в разработку метода ускоренных испытаний - это научно обоснованная трансформация климатических и эксплуатационных воздействий на аэродромные покрытия в адекватные значения режимов лабораторных испытаний [68].
В данной методике учитывался синергизм влияния таких факторов, как: деформация и отрицательная температура; циклические нагрузки при повышенной температуре; растяжение с одновременным УФО.
Например, при отрицательной температуре деформативные свойства полимеров значительно снижаются, одновременное воздействие растягивающих нагрузок приводит к образованию микротрещин в герметике. Образцы герметика последовательно растягивали до 40 % удлинения при плавном понижении температуры до минус 40 С. Используемая климатическая установка обеспечивала снижение температуры, до указанной, в течение часа. Длительное выдерживание при температуре 60 С и одновременном ультрафиолетовом облучении является наиболее жестким видом комплексного воздействия. При растяжении образца макромолекулы органической составляющей ори 82 ентируются по оси приложения нагрузки, причем повышенная температура способствует ускорению термоокислительной деструкции. Одновременное воздействие УФО на образец значительно усиливает эффект термического окисления и ускоряет процесс деструкции в 1,5...2 раза [45].
Циклическое растяжение-сжатие при температуре 20 С является контрольным испытанием для всех видов исследуемых герметиков на усталостную выносливость.
Контроль изменения структуры образцов путём регистрации изменения резонансной частоты при последовательном удлинении образца на 40 % производили после ті, х/г условного года, затем каждые условные полгода. При появлении внешних признаков потери работоспособности образцами - расслоении, разрывов, местных выкрашиваний, испытания прекращали и фиксировали значения резонансной частоты соответствующих указанному состоянию.
Все исследуемые образцы после проведения необходимых испытаний подвергаются дальнейшему нагружению до их разрушения. Это позволяет вычислить когезионную прочность исследуемых материалов, их предельную цикловую долговечность, распределение частоты разрушения образцов от числа циклов нагру-жения. На основе указанных данных возможна прогностическая оценка свойств исследуемого герметика подверженного комплексному температурно-силовому воздействию.
Моделирование электрического поля резонатора
При сравнительной оценке герметиков, эксплуатирующихся в различных дорожно-климатических зонах, использовали комплексные сочетания воздействий, соответствующих этим климатическим районам. В районе г. Мурманск преобладающими факторами являлись отрицательная температура и длительное растяжение при указанной температуре в зимний период эксплуатации.
Соответственно при анализе особенностей эксплуатации герметизирующих материалов в летний период в районе г. Майкоп, выявлены решающая роль высокой температуры и ультрафиолетового облучения.
Сопоставление данных лабораторных испытаний и натурных результатов позволяет сопоставить количество циклов прикладываемых комплексных воздействий с количеством лет реальной эксплуатации. Оценку состояния герметиков проводили специалисты аэродромных служб в соответствии с регламентом проведения сезонных работ [63]. Следует отметить, что подавляющую долю в дефектных местах занимали старто-финишные участки, более 70 %. Эти участки, наиболее нагруженные как с точки зрения нагрузок, так и с точки температурных воздействий. В связи с этим предлагаемая нами методика ориентирована, прежде всего, на наиболее неблагоприятное сочетание нагрузок.
Отмечается тот факт, что наиболее информативно получение данных об изменении частоты резонанса при степени растяжения более 30 %, что в целом согласуется с данными предыдущих исследований.
Сопоставлением данных лабораторных испытаний и натурных наблюдений установлена корреляция между количеством циклов комплексных температурно-силовых воздействий и количеством реальных лет эксплуатации герметика в шве. Установлено, что снижение частоты резонанса более чем на 40...45 % свидетельствует о наступлении предельного состояния.
В таблицах 4.1 и 4.2 приведены данные для различных климатических районов. Эти данные позволяют выявить особенности эксплуатации полимерного и битумно-полимерного герметиков в швах аэродромных покрытий. Из анализа указанных данных следует, что для ненаполненного герметика (АПГХО) предельное состояние характеризуется развитием продольных трещин в материале. Для битумно-полимерного герметика, содержащего наполнитель, предельное состояние соответствует отслоению материала от стенок шва. В обоих случаях предельное состояние соответствовало снижению резонансной частоты на 40...46 %. Таким образом, имеющийся опыт эксплуатации указанных герметиков, подкрепленный данными лабораторных испытаний, позволяет установить наиболее подходящий тип герметика для заданной климатической зоны.
Помимо сравнения данных лабораторных испытаний и результатов реальной эксплуатации провели сравнительный анализ битумно-полимерного и полностью полимерного герметиков.
Детальный анализ динамики изменения частоты резонанса полученных для двух классов герметиков - битумно-полимерного и полностью полимерного, позволил не только оценить различия в скорости деградационных процессов, но и обозначить области эффективного использования каждого конкретного материала.
Так, например, для битумно-полимерного герметика БПАГ-50 существенным явилось воздействие отрицательных температур близких к температуре хрупкости исследуемого материала. Принятая трехкомпонентная модель материала, учитывающая кубическую нелинейность изменения свойств, нашла свое подтверждение в виде затухания релаксационных процессов у БПАГ-50. Изменение динамики изменения частоты резонанса при длительном выдерживании при температуре минус 40 С наглядно показало развитие необратимых деформаций в герметике. Очевидно, что такая же тенденция будет прослеживаться для различных марок битумно-полимерных герметиков. Ультрафиолетовое облучение при высокой температуре значительно ускоряло процесс старения, как битумно-полимерного, так и полностью полимерного герметика.
Тем не менее, входящие в состав полностью полимерного герметика стабилизаторы обеспечивали значительно меньшую скорость развития деградационных процессов, в сравнении с битумно-полимерным материалом.
Наглядное подтверждение этому приведено в таблице 4.2. В целом, разработанная СВЧ-резонансная установка позволяет оценить весьма малые изменения не только в компонентном составе, но и в структурных химических изменениях. В связи с этим стабильность получаемых резонансной частоты во многом зависит от точности изготовления образцов и выдерживания режимов испытаний. Вопросы проведения испытаний и требования к оборудованию рассматриваются в следующем разделе.
Количественные и качественные характеристики комплексных воздействий, использованных нами при проведении исследований, в целом соответствуют «условному году» эксплуатации герметика в покрытии, расположенном в Центрально-Черноземном районе Российской Федерации. В связи с этим, при выборе того или иного вида герметика для конкретного района использования, необходимо иметь анализ климатических данных, по крайней мере за три-пять лет.
Желательно непосредственно на объекте проводить измерения ширины деформационных швов в утреннее и вечернее время, то есть в момент, когда покрытие имеет максимальную и минимальную суточную температуру, для получения данных об экскурсии деформационных швов. Измерения необходимо производить в течение недели в наиболее жаркие и холодные месяцы. Параллельно фиксируется величина деформации герметика в шве в плоскости перпендикулярной покрытию.
Получение данных об изменении геометрии герметика в течение года, а соответственно и за весь истекший эксплуатационный период, обеспечивается составлением температурной карты объекта по данным метеослужбы.
Следующим этапом является назначение количества циклов деформаций, испытываемых герметиков в шве покрытия при заданной интенсивности полетов. В среднем количество взлетно-посадочных операций в зависимости от типа базирующейся авиации колеблется от 12000 до 20000 в год [20].