Разработка установки для определения истирания в натурных условиях над готовыми составами бетона

Введение.

В настоящее время разрабатываются нефтегазоносные месторождения в Охотском море, что привело к строительству Железобетонных Оснований Гравитационного Типа (ЖОГТ). Одной из особенностей данного места эксплуатации ЖОГТ обусловлено ледовыми условиями. В предыдущей практике было выявлено, что объекты, находящиеся в данных условиях, подвергаются воздействию ледяных полей. Последствием этого происходит истирание конструкции в переменном уровне, где воздействуют ледяные поля.

Определение истираемости льдом в железобетонных конструкциях ведется в основном в оценке глубины истирания бетонного камня конструкции. Дальнейшая потеря бетонного камня, процессом   истирания, не допустима.

Примером такой проблемы является дорогостоящий «ледяной пояс» при строительстве двух ЖОГТ по проекту Сахалин II.

Использование состава бетона способному подвергаться подобным нагрузкам и способному сопротивляться истиранию значительно сократит затраты заказчика и сократит время на установку «ледяного пояса» подрядных организаций.

Профессором А.Т. Беккером выдвинута гипотеза, что истирание в бетонном камне происходит только лишь цементно-песчаного камня, т.к. крупный заполнитель прочнее и дольше способен сопротивляться истиранию.

Моей задачей является разработать установки для определения истирания в натурных условиях над готовыми составами бетона. На основании того, что в составе бетонного камня исключены крупные заполнители размеры образцов для испытания будут небольшими, что позволит сократить нагружающее усилие.  Планирование и проведение эксперимента в полевых условиях.

1.  Аналитический обзор.

1.1 Исследования Саеки в лабораторных условиях.

Экспериментальными исследованиями на истирание бетона морским льдом занимался Саеки. Лабораторные испытания были выполнены, чтобы изучить принцип истирания бетона морским льдом и выяснить, что является главными факторами при оценке глубины износа бетона из-за морского льда.

Испытания выполнялись, изменяя различные параметры, которые влияют на скорость изнашивания нормального по весу и легкого бетона. Они включали вид заполнителя, прочность бетона, температуру льда, давление на контакте и относительную скорость между льдом и бетоном. Было установлено, что среди них температура льда и давление на контакте были наиболее существенными параметрами. Результаты были сведены в схематическую форму, что послужило первым шагом на пути к точным расчетам скорости изнашивания.

Саеки и другие провели эксперименты по силам трения, которые, считалось, были связаны с истиранием между морскими льдом и различными материалами. Результаты этого показали, что на коэффициенты трения главным образом влияли:

·  относительная скорость между морским льдом и материалом;

·  температура морского льда;

·  шероховатость поверхности материала.

Испытания были проведены на установке на истирание. В испытаниях бетона на истирание морским льдом, фактический принцип истирания требует точного моделирования. Чтобы воспроизвести фактические внешние условия истирания в лабораторных испытаниях, необходимо, чтобы испытательная установка имела специальные функции. Саеки в прошлом провел исследование по коэффициенту трения между морским льдом и различными материалами. На основе этого эксперимента следующие характеристики считаются необходимыми для установки на истирание морским льдом.

1) Установка должна использовать переменное давление на контакте и относительную скорость, поскольку от них зависят коэффициенты трения.

2) Установка должна иметь устройство для удаления абразивов льда, т.к абразивные материалы, которые застревают между образцом и морским льдом, могут повлиять на результаты испытания на истирание.

3) Установка должна предотвращать процессы таяния льда, т.к. таяние морского льда вследствие теплоты от трения может повлиять на результаты испытания на истирание.