ВВЕДЕНИЕ 4
Глава 1. Ознакомление с объектом исследования 8
1.1 Сведения о рассмотренных документах 8
1.2 Анализ технической документации 8
1.3 Краткая характеристика и назначение обследуемого объекта 9
Глава 2 Обследование комплекса зданий 14
2.1 Этапы проведения обследования 14
2.2 Программа предварительного визуального и детального инструментального обследования 14
2.2.1 Состав работ: 15
2.2.2 Порядок работ 17
2.2.3 Специальные мероприятия 17
2.2.4 Отчетная документация 17
2.3 Приборы и оборудование технического диагностирования 18
2.4 Результаты проведенного обследования 19
2.4.1 Здание корпуса 171 «Главная понизительная подстанция №1» (Лит.А5) 19
2.4.2 Здание вентиляционной шахты № 1 (Лит. А6) 26
2.4.3 Здание камеры баков давления (Лит. А7) 28
2.4.4 Здание вентиляционной шахты № 2(Лит.А8) 31
2.5 Результаты контроля прочности конструкций 34
2.5.1 Результаты контроля прочности бетона 34
2.5.2 Результаты контроля твердости металла 38
2.5.3 Результаты контроля прочности кирпичной кладки 40
2.6 Расчет остаточного ресурса строительных конструкций 43
2.6.1 Здание корпуса 171 «Главная понизительная подстанция №1» (Лит.А5) 44
2.6.2 Здание вентиляционной шахты № 1 (Лит. А6) 45
2.6.3 Здание камеры баков давления (Лит. А7) 46
2.6.4 Здание вентиляционной шахты № 2 (Лит.А8) 47
2.6.5 Выводы по результатам проведённого расчёта 47
2.7 Расчет строительных конструкций 48
2.7.1 Расчет несущей способности плиты покрытия здания корпуса 171 «Главная понизительная подстанция №1» (Лит.А5) 48
2.7.2 Расчет несущей способности плиты покрытия здания вентиляционной шахты №1 (Лит. А6) и здания вентиляционной шахты №2 (Лит. А8) 50
2.7.3 Расчет несущей способности плиты покрытия здания камеры баков давления (Лит. А7) 51
2.7.4 Выводы по результатам проведённого расчёта 51
2.8 Результаты проведенного обследования 52
Глава 3. Планирование и проведение экспериментального исследования по оценке влияния водных растворов карбамида на керамический кирпич 55
3.1 Программа экспериментального исследования 55
3.2 Характеристика образцов 57
3.3 Технические характеристики гидравлического оборудования 58
3.4 Проведения экспериментального исследования 59
3.5 Обработка полученных результатов и их аналитическая оценка 66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 70
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 71
Актуальность темы исследования
Пик нового капитального строительства объектов химической промышленности в России, а в частности по производству минеральных удобрений, пришелся на 60-е 70-е годы прошлого столетия.
В процессе эксплуатации происходит изменение несущей способности строительных конструкций связанное с изменением эксплуатационных свойств, вследствие различных повреждений.
При длительном воздействии постоянных и кратковременных нагрузок в конструкциях могут возникнуть необратимые повреждения: потеря устойчивости, трещины, коррозионные повреждения и прочие. Повреждения критического характера могут привести к обрушению конструкций.
В сложившихся экономических условиях России в настоящий момент, восстановление и сохранение долговечности производственных зданий является актуальным вопросом на сегодняшний день.
Объект исследования
Комплекс зданий корпуса 171 «Главная понизительная подстанция № 1» ОАО «ТОЛЬЯТТИАЗОТ».
Предмет исследования
Влияние водного раствора карбамида на прочность керамического кирпича.
Цель диссертационной работы
Цель работы - экспериментальная оценка воздействия водного раствора минерального удобрения «карбамид» на наружные кирпичные стены комплекса зданий ОАО «ТОЛЬЯТТИАЗОТ».
Гипотеза исследования состоит в том, что карбамид обладает способностью кристаллизоваться и механизм разрушения кирпичных образцов можно представить следующим образом пыль карбамида или его растворы, попадая на поверхность, под влиянием температурно-влажностного режима окружающей среды проникают в поровое пространство кирпича и образуют кристаллы. С течением времени размер кристаллов увеличивается, что вызывает внутренние напряжения и разрушение структуры. Разрушение образцов под воздействием раствора карбамида должно начаться с верхних слоёв 3-5 мм, затем после полного ослабления поверхностного слоя, начнётся разрушение следующего слоя.
Для достижения поставленной цели были запланированы задачи:
1. Подготовка к визуальному обследованию строительных конструкций;
2. Проведение визуального обследования строительных конструкций;
3. Проведение инструментального обследования с проведением поверочных расчетов;
4. Разработка программы экспериментальных исследований;
5. Проведение испытания исходных образцов керамического кирпича для определения прочностных характеристик;
6. Проведение испытания образцов керамического кирпича, подверженных воздействию водных растворов карбамида для проверки показателей прочностных характеристик;
7. Сравнение полученных результатов.
Методы исследования
1. Проведение экспериментов для определения значений по прочности испытываемых образцов.
Научная новизна исследований
Новизна заключается в экспериментальном определении степени воздействия водного раствора минерального удобрения «карбамид» на ограждающие конструкции завода по производству минеральных удобрений.
Достоверность проведенных исследований
Полученные в данной диссертации результаты подтверждаются проведением стандартных разрушающих методов определения прочности кирпичных образцов.
Личный вклад автора в исследование
Было выполнено визуально-инструментальное обследование комплекса зданий «ТОЛЬЯТТИАЗОТ» с определением повреждённых участков и расчетом остаточного ресурса строительных конструкций.
На момент всего времени длительного эксперимента осуществлялся уход за кирпичными образцами, а именно: поддержание требуемой температуры и влажности воздуха в соответствии с определённым этапом. Визуальный осмотр с фотофиксацией наружных слоев кирпичных образцов проводился после завершения каждого этапа. Проведение испытаний на гидравлическом прессе 2х марок, для получения значений по прочности при сжатии и изгибе кирпичных образцов.
Апробация результатов исследования
Основные результаты диссертационного исследования были представлены в статье «Результаты обследования технического состояния кирпичных стен зданий предприятия химической промышленности для обеспечения их безопасной эксплуатации» на Международной научно-практической конференции «Молодой исследователь: вызовы и перспективы» (г. Москва в 2019г.).
На защиту выносятся:
Экспериментально полученные значения по прочности керамического кирпича после влияния водного раствора карбамида.
Структура магистерской диссертации
Работа состоит из введения, 3-х глав, заключения, содержит 46 рисунков, 13 таблиц, список использованной литературы (43 источников). Основной текст работы изложен на 73 страницах.
1. Комплекс зданий завода по производству минеральных удобрений ОАО «ТОЛЬЯТТИАЗОТ»: 171 Главная понизительная подстанция №1 (Лит.А5) - имеет каркасную конструктивную схему, ограждающие конструкции выполнены из керамического кирпича. Здание вентиляционной шахты №1 (Лит.А6), Здание камеры баков давления (Лит.А7), Здание вентиляционной шахты №2 (Лит.А8) -имеют бескаркасную конструктивную схему, ограждающие конструкции выполнены из силикатного кирпича.
2. В ходе предварительно-визуального и детально-инструментального обследования определены участки с наличием повреждений отдельных участков кладки наружных стен, требующие ремонта.
3. Остаточный ресурс, строительных конструкций, при выполнении рекомендаций и мероприятий по обеспечению нормативного уровня технического состояния строительных конструкций составляет: здание корпуса 171 «Главная понизительная подстанция №1» (Лит. А5) - 163 года, здания вентиляционных шахт №1 и №2 (Лит. А6 и Лит. А8) - 132 года, здание камеры баков давления (Лит. А7) - 1 год.
4. На основании полученных средних значений по прочности при сжатии образцов керамического кирпича было обнаружено некоторое снижение по прочности в пределах 15-33%.
5. Значения по прочности кирпичных образцов при изгибе не показали явного снижения.
6. Таким образом, полученные в работе результаты позволяют понять, что повреждения наружных ограждающих конструкций комплекса зданий ОАО «ТОЛЬЯТТИАЗОТ» вызваны не только производимым на заводе минеральным удобрением карбамид, а совокупностью всех разрушающих внешних воздействий.
1. ASCE 7-02, «Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures, 2002 edition» American Society of Civil Engineers, Reston, VA, 2002.
2. EN 1992-3:2006 Eurocode 2 - Design of Concrete Structures - Part 3: Liquid retaining and containment structures.: [сайт] http://eurocodes.jrc.ec.europa.eu/doc/WS2008/EN1992 3 Jones.pdf/.
3. World Trade Center Building Performance Study: Data Collection, Preliminary Observations, and Recommendations. Federal Emergency Management Agency (FEMA), 403 /May 2002, New York.
4. Войтович В.А., Хряпченкова И.Н. роль нанотехнологий в повышении качества и долговечности кирпичной кладки / Строительные материалы. 2015.№12. С. 54-56.
5. ГОСТ 31937-2011. Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния (от 27.12.2012 N 31937-2011).
6. Зимин С.С., Аверьянова О.В., Романов Н.П. Причины деструкции кладки наружных стен технического этажа / Строительство уникальных зданий и сооружений. 2014. №12(27). С. 112-122.
7. Ильичев В.А. Деформационный мониторинг в строительстве / В.А. Ильичев А.С. Алешин, В.Б. Дубовицкий // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 2003. - № 3. - С. 12-15.
8. Инчик В.В. Микробная деструкция и солевая коррозия кирпичной кладки // Вестник гражданских инженеров. 2018. №6(71). С. 8692.
9. Инчик В.В. Эрозия и коррозия кирпичной кладки//Вестник гражданских инженеров. 2004.№1. С. 92-98.
10. Ищук М.К. Причины дефектов наружных стен с лицевым слоем из кирпичной кладки / Жилищное строительство. 2008. № 3. С. 28-31.
11. Ласьков Н.Н., Подогова В.И. Схемы разрушения каменной кладки и условия их наступления / В сборнике: Эффективные строительные конструкции: теория и практика/ сборник статей XVI Международной научно-технической конференции. Под редакцией Н.Н. Ласькова. 2016. С. 38.
12. Леденев В.В., Однолько В.Г. Анализ причин аварий зданий и сооружений и пути повышения их надежности // ISSN 0136-5835. Вестник ТГТУ. 2012. Том 18. № 2. Transactions TSTU.
13. Леденев В.В. Предупреждение аварий : учеб. пособие / В.В. Леденев, В.И. Скрылев. - М. : АСВ, 2002. - 240 с. 4. Плевков, В.С. Оценка технического состояния, восстановление и усиление строительных конструкций инженерных сооружений : учеб. пособие / В.С. Плевков, А.И. Мальганов, И.В. Балдин. - М. : АСВ, 2011. - 316 с.
14. Любченко С.П. Антикоррозийная композиция для защиты строительных конструкций производств минеральных удобрений //Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.
15. Молотков Г.С., Кагазежева Д.С. Анализ причин повреждений кирпичных стен / В сборнике: Строительство и экономика: проблемы и решения Сб. ст. по материалам региональной науч.-практ. конф. студентов, аспирантов, магистрантов и преподавателей, 21 марта 2018 г.. Краснодар, 2018. С. 27-30.
...