Введение к работе
Актуальность работы. Проблемы повышения долговечности зданий и сооружений в условиях рыночной экономики являются весьма актуальными, поскольку здания изнашиваются быстрее там, где не выделяются средства на нормальную техническую эксплуатацию, а таких зданий становится все больше и больше как в промышленности, так и в коммунальном хозяйстве.
Необходимость разработки теоретических основ эксплуатационной надежности зданий вызывается целым рядом обстоятельств.
Во-первых, изучению строительных материалов в условиях эксплуатации до сих пор не уделяется должного внимания. Сроки службы элементов зданий, определяются нормативными документами весьма ориентировочно. Это объясняется прежде всего тем, что анализ отказов конструкций в течение длительного времени эксплуатации сопряжен с изучением большого количества факторов, комплексное исследование которых затруднено из-за длительности времени эксплуатации.
Во-вторых, ускоренный износ конструкций зданий ведет к сокращению межремонтных сроков службы, что в свою очередь приводит к повышенным затратам на эксплуатацию.
В-третьих, знание закономерностей увеличения износов конструкций во времени необходимо для правильного определения сроков замены или ремонта элементов зданий. Несоответствие фактических сроков службы нормативным требует дальнейших исследований эксплуатационной надежности зданий.
До сих пор не уделяется должного внимания вопросу комплексной оценки технического состояния объектов промышленного строительства, включающей физический и моральный износ. В существовавших до сего времени нормах СНиП, РД Ростехнадзора РФ срок службы зданий, их отдельных элементов конструкций не регламентируется или варьируются весьма широко.
При проектировании и эксплуатации зданий постоянно приходится решать вопросы, связанные с долговечностью основных конструкций зданий. Излишняя долговечность строительных элементов, как в новом строительстве, так и при ремонтах зданий будет связана с удорожанием строительства и реконструкции, а недостаточная долговечность - с удорожанием эксплуатации зданий.
Назревает необходимость создания комплексной технологии позволяющей по результатам визуального и инструментального обследования здания устанавливать закономерности увеличения износов конструкций покрытия производственных зданий листопрокатного производства во времени, для правильного определения сроков замены или ремонта элементов покрытия зданий.
Таким образом, актуальность темы определяется необходимостью создания инструмента, позволяющего анализировать причины, приводящие к увеличению эксплуатационных расходов и ускорению износа, как для существующих, так и для проектируемых зданий. Решение вышеприведенных проблем из-за необходимости накапливать, хранить и обрабатывать большие объемы информации, возможно только используя современные технологии.
Цель работы. Разработка составов защитных покрытий конструктивных элементов кровли зданий листопрокатного производства и разработка метода прогнозирования межремотных сроков службы.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- изучить влияние агрессивных и климатических факторов на свойства отдельных конструктивных элементов кровельных покрытий зданий листопрокатного производства;
- изучить скорости коррозии материалов кровельных покрытий в лабораторных и натурных условиях производства листопрокатных цехов;
- разработать составы защитных покрытий на основе эпоксидных и фурановых смол, эксплуатирующихся в агрессивных условиях листопрокатного производства;
- исследовать влияние продолжительности и условий эксплуатации на повреждаемость несущих конструкций кровельных покрытий по результатам фактических обследований;
- оценить потенциальный срок службы материалов кровельных покрытий зданий листопрокатного производства;
- разработать методику прогнозирования предельного срока службы материалов элементов кровельных покрытий и перспективного планирования ремонтов для обеспечения надлежащего содержания с наименьшими затратами.
Научная новизна работы:
- установлены зависимости скорости коррозии от концентрации хлороводорода и диоксида серы, температуры и влажности воздуха;
- разработаны защитные составы на основе эпоксидных и фурановых смол для защиты кровельных конструкций листопрокатного производства с наполнителями из графита и шлака;
- получены модели развития коррозии бетона и теплоизоляционных материалов в различных производственных средах;
- разработан новый технико-экономический показатель долговечности конструктивного элемента – показатель функциональности, устанавливающий степень выполнения своей функциональной обязанности;
- разработана методика прогнозирования (планирования) межремонтных сроков службы конструктивных элементов кровельных покрытий зданий листопрокатного производства.
Практическая значимость и реализация результатов работы заключены в следующем:
- разработанные модели и методика могут быть применены при диагностике и прогнозировании напряженно-деформированного состояния конструктивных элементов кровельных покрытий зданий листопрокатного производства и избежать аварийных обрушений. Внедрение результатов работы осуществлено на ОАО «НЛМК» г. Липецк. Использование результатов работы подтверждено актом внедрения;
- результаты исследований используются при обучении студентов по дисциплинам «Вяжущие вещества», «Долговечность материалов и изделий», «Проблемы материаловедения».
Апробация работы. Результаты проведенных исследований доложены на международных научно-технических конференциях: на научно-практической конференции «Научно-технические достижения в области дорожного строительства, реконструкции, содержания автодорог и искусственных сооружений», г. Липецк, 1995 г.; на Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 40-летию Липецкого государственного технического университета, г. Липецк, 1996 г.; на международной научно-технической конференции «Ресурсо- и энергосберегающие технологии в производстве строительных материалов», г. Новосибирск, 1997 г.; на областной научной конференции «Молодежь и наука на рубеже XXI века», г. Липецк, 1997 г.; на международной научно-практической конференции «Современное строительство» , г. Пенза, 1998 г.; на Всероссийской научно-технической конференции «Социально-экономические и технологические проблемы развития строительного комплекса и ЖКХ региона», г. Михайловка, 2006 г.; на научно-практической конференции «Эффективные конструкции, материалы и технологии в строительстве и архитектуре», г. Липецк, 2006 г.; на IV Российской научно-технической конференции с международным участием, Волгоград-Михайловка, 2011 г.
Публикации: основные положения диссертации опубликованы в 14 печатных работах, в том числе одна в рецензируемых изданиях.
На защиту выносятся:
- зависимости скорости коррозии от концентрации хлороводорода и диоксида серы, температуры и влажности воздуха;
- защитные составы на основе эпоксидных и фурановых смол для защиты кровельных конструкций листопрокатного производства с наполнителями из графита и шлака;
- модели развития коррозии бетона и теплоизоляционных материалов в различных производственных средах;
- технико-экономический показатель долговечности конструктивного элемента – показатель функциональности, устанавливающий степень выполнения своей функциональной обязанности;
- методика прогнозирования (планирования) межремонтных сроков службы конструктивных элементов кровельных покрытий зданий листопрокатного производства.
Достоверность и обоснованность результатов работы подтверждается комплексом исследований с использованием стандартных средств измерений и подтверждается применением вероятностно-статистических методов обработки результатов испытаний, а также опытными испытаниями и положительными результатами, полученными другими авторами.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и основных выводов. Она включает 127 страниц, 18 таблиц, 19 рисунков, 176 наименований библиографического списка и два приложения.
