Дослідження структурно- та гідрофізичних властивостей полегшених сухих тампонажних сумішей Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

7. Паснак 1.В. Застосування модершзовано! пожежно! технжи для лшвщацц пожеж на промислових пiдприeмствах / 1.В. Паснак // Матерiали 13 Всеукра1нсько1 наук.-практ. конф. рятувальнигав. - К. : Вид-во 1ДУЦЗ НУЦЗУ, 2011. - С. 349-353.

8. Ковалишин В.В. Пшне гасiння : навч. посiбн. / В.В. Ковалишин, О.Е. Васильева, Н.М. Козяр. - Львiв : Вид-во СПОЛОМ. - 2007. - 168 с.

9. Комбшований ручний пожежний ствол "Rambojet 02" з регулюванням витрат. [Елек-тронний ресурс]. - Доступний з http://www.pyrocool.com.ua/? lng=ukr&action=10&id=13

Попович В.В., Паснак И.В., Пуць О.В. Конструирование ручного пожарного ствола с автономным запасом пенообразователя для тушения пожаров на потенциально опасных объектах

Научно обоснована необходимость конструирования ручного пожарного ствола с автономным запасом пенообразователя для тушения пожаров в природных экосистемах. Рассмотрены способы тушения пожаров на полигонах твердых бытовых отходов. Установлено, что в большинстве автомобилей пожарных лесных конструктивно не предусмотрены бак для пенообразователя и, соответственно, водопенные коммуникации, обеспечивающие образование воздушно-механической пены. Приведены принципиальная схема ручного пожарного ствола с автономным запасом пенообразователя и схема оперативного развертывания автомобиля пожарного лесного с установленным центробежным насосом и пожарным стволом с автономным запасом пенообразователя.

Ключевые слова: ручной пожарный ствол, пожары в природных экосистемах, полигоны твердых бытовых отходов, воздушно-механическая пена.

Popovych V.V., PasnakI.V., Puc' O.V. Construction hand barrel with fire autonomous stocks foam for extinguishing fires in potentially dangerous objects

In this paper the necessity of research design manual fire logs with an autonomous supply of foam to extinguish fires in natural ecosystems. The methods of extinguishing fires in the landfill. Found that in most cars forest fire does not provide constructive tank foam and therefore water-foam communications to ensure the formation of air-mechanical foam. Given the basic scheme of manual fire logs with autonomous supply of foam and circuit deploy car fire forest with established centrifugal pump and fire barrel with an autonomous supply of foam.

Keywords: manual fire barrel, fire in natural ecosystems, solid waste landfills, air-mechanical foam.

УДК 666.9 Астр. В. С. Терлига1 - НУ "Львiвська nолimехнiка "

ДОСЛ1ДЖЕННЯ СТРУКТУРНО- ТА Г1ДРОФ1ЗИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ПОЛЕГШЕНИХ СУХИХ ТАМПОНАЖНИХ

СУМ1ШЕЙ

Розроблено рецептури сучасних тампонажних матерiалiв, iз високими функщ-ональними властивостями, що застосовують шд час цементування свердловин. Дос-лщжено структурно- та гiдрофiзичнi властивост сухих тампонажних сумшей з мше-ральними та оргашчними добавками. Доведено позитивний вплив шногасника на структуроутворення системи.

Постановка проблеми. Базовим тампонажним матер1алом який вико-ристовують для 1золяцп пласпв е портландцемент. Однак у штервалах свер-

1 Наук. кер1вник: проф. Х.С. Соболь, д-р техн. наук

дловин, що характеризуются зниженим тиском пластових флюдав, цементу-вання за допомогою традицшних матерiалiв е неможливим i потребуе вико-ристання сумiшей iз зниженою густиною. Згiдно з ДСТУ Б В.2.7-88-99, гус-тина полегшених тампонажних портландцеменпв повинна становити не бшь-ше нiж 1,65 г/см3, тодi як для сумiшей нормально! густини цей показник ста-новить 1,82-1,84 г/см3. Для зменшення густини до складу сум^ вводять дрiбнодисперснi мшеральш добавки, якi потребують збiльшення вмюту води у сумiшi для досягнення потрiбноl консистенцп, а разом iз тим, i густини.

Водотверде вщношення (В/Т) сягае 0,7-0,8, а деколи i бiльше одиницi, що негативно позначаеться на поровiй структурi тампонажного розчину. Такi системи характеризуються ютотною вiддаллю мiж зернами новоутворених пдратних сполук та високопористою структурою зi значним водопоглинан-ням. Пiдвищене В/Т також гальмуе тверднення системи, що призводить до низько! ранньо! мщносп розчину, яка е важливою у таких композищях.

Анал1з останн1х дослщжень 1 публ1кац1й. Полегшуючi добавки, яю використовують у тампонажних матерiалах, повинш вiдповiдати певним ви-могам [1]. Зокрема, мшеральш добавки повинш мати високу питому повер-хню (6000-12000 м 2/кг) та низьку насипну густину. Г.В. Куценко, В.М. Зь нов'ев розробили рецептури полегшених тампонажних сумшей на основi ак-риламiдних i епоксиуретанових полiмерiв iз використанням ефективно! мше-рально! полегшуючо! добавки мжросфери з насипною густиною 450 кг/м3 [2, 3]. Дослiджено процес формування структури тампонажного каменю та вщ-мiчено ефективнiсть використання ще! добавки, як полегшувача.

Долгушина Н.В. та Белей 1.1. розробили полегшеш тампонажш розчи-ни на основi портландцементу, добавки КОД-1 та хiмiчнi добавки-модифжа-тори [4]. З використанням розроблено! композицп успiшно зацементовано де-кшька обсадних колон глибоких свердловин iз помiрною температурою.

Мета роботи. Дослщити вплив мiнеральних та органо-хiмiчних добавок на структурно- та гiдрофiзичнi властивосп полегшених сухих тампонажних сумшей.

Методи досл1джень 1 матер1али. У роботi було використано таю ма-терiали: портландцемент ПЦ I - 500 виробництва ВАТ "Волиньцемент" (табл. 1), мшеральш добавки цеолгг та метакаолш, комплексна хiмiчна добавка (КХД) на основi стабЫзатора (ефiр целюлози) та суперпластифiкатора (по-лiкарбоксилат) i пiногасник. Структурно- та гiдрофiзичнi властивостi визнача-ли зпдно з методиками, запропонованих Ю.М. Буттом та В.В. ^машовим [5]. Границю мщносл пiд час стиску визначали згiдно з ДСТУ Б В.2.7-88-99.

Табл. 1 Основш характеристики порт шндцсмсниив

Тип цементу Питома поверхня, Бдит, м2/кг Залишок на сигi 008, % Термши тужавшня, год-хв Границя мщносп зразюв на стиск, МПа, у вщ, д1б

початок юнець 2 7 28

ПЦ I 500 ВАТ "Волиньцемент" 400 2,3 2-05 3-00 22,5 37,4 54

Результати дослщжень. Кшьюсть води, яку потрiбно для повно! пдра-тацп портландцементних зерен, становить 15-20 % вщ загально! кiлькостi води

замiшування, решту води використовують тiльки для досягнення потрiбноl консистенцп розчиново1 сумiшi. Це сприяе утворенню високопористо1 струк-тури тампонажного каменю, що мае значне водопоглинання. Тому для визна-чення впливу хiмiчних добавок-модифiкаторiв на водопоглинання системи бу-ло розроблено декшька складiв полегшених тампонажних сумiшей (табл. 2).

Табл. 2 Склади полегшених тампонажних сумШей

№ Вмют матер1алу, мас %

ПЦ-1 метакаолш цеолп' КХД тногасник

1 70 10 20 - -

2 70 10 20 0,2 -

3 70 10 20 0,2 0,1

Приготування тампонажних сумшей на буровш проводиться з вико-ристанням спещально! технiки шляхом змiшування сухо1 сумiшi з водою. Пе-ремiшування сумiшi в усереднювальнiй емност за допомогою лопатевого змiшувача спричиняе значне повпрезахоплення. Пiд час розчинення стабЫ-затора у водi зростае поверхневий натяг системи, що значно попршуе вихщ повiтря та спричиняе 1! тноутворення (рис. 1).

Рис. 1. Вигляд розчиновог сумш без використання пшогасника тсля замШування

Внаслщок цього, тсля перетворення розчиново! сумш1 у цементний ка-

мшь, змшюегься характер пор у систем! та зростае и водопоглинання (рис. 2).

53,8

^— ест

Склад

Рис. 2. Масове водопоглинання полегшених сухих тампонажних сумШей

р1зних складiв

Масове водопоглинання першого складу без хiмiчних добавок становить 39,3 %, а введення до складу КХД стабiлiзатора та пластифжатора збiльшуe це значення майже на 37 % i водопоглинання розчину зростае до значення 53,8 %. Введення пiногасника до складу сум^ дае змогу зменшити поверхневий натяг системи, що сприяе виходу захопленого пiд час замiшування повпря з розчино-во! сумiшi i зменшуе масове водопоглинання розчину до значення 42,7 %.

Використання КХД неютотно збiльшуе загальну пористiсть розчину, але важлившим показником е вщкрита пористiсть (табл. 3). Тампонажний матерiал навiть iз значною пористiстю, але переважно iз закритими порами, мае невелике водопоглинання i кращу водостшюсть. Визначення вщкрито! пористостi доводить негативний вплив стабЫзатора у КХД.

Табл. 3 Основт параметры поровоИ структуры тампонажних розчишв

№ складу Середня гус- Водопоглинання Пористгсть, %

тина, кг/м3 (Шм), % за масою загальна П в1дкрита Пв закрита Пз

1 1028 39,3 61,9 41,6 20,3

2 991 53,8 63,3 58,3 5

3 1027 42,7 61,9 46,3 15,6

Як видно з рис. 3, тампонажна сумш iз використанням добавки стабь лiзатора на основi ефiру целюлози мае структуру з вщкритими порами, якi утворюються внаслiдок захоплення велико! кiлькостi повиря. Використання пiногасника збiльшуе значення закрито! пористосп бiльш нiж утричi, що позитивно впливае на гiдрофiзичнi властивосп цементного каменю.

Рис. 3. Вiдкрита та закрыта пористость полегшених сухих тампонажних сумШей рпних складiв

Пшогасник модифжуе структуру тампонажного каменю, змшюючи характер пор та зв'язок мiж утвореними сполуками. Використання тногасни-ка дае змогу збiльшити мщнють розчину на розтяг пiд час вигину майже на 10 %, створюючи при цьому щiльну структуру (рис. 3).

ь ь С

I

1 Ё |

5 Ь -

~ Е 2

= К Я

Я £ Я

га ^ й

О. О &

[_ а. Е

5,1-| 4,94,74,54,3 4,1-

4.55

4,4 - > ■

4.95

4,55 I

3-Х

1

С клади тампонажних сум! шей Рис. 4. Вплив птогасника на границю мщност1 на розтяг тд час вигину тампонажного розчину, що тверднув 2 доби за температури 75 °С

Висновки. Встановлено вплив органо-хiмiчних добавок на структурно- та гiдрофiзичнi властивостi полегшених сухих тампонажних сумшей. Введення до складу КХД покращуе розтiчнiсть та водовщдшення сумш1, од-нак збшьшуе пiноутворення системи, що призводить до попршення пдрофь зичних властивостей сум1ш1, якi впливають на довговiчнiсть тампонажного каменю. Використання тногасника у таких системах дае змогу зменшити по-верхневий натяг та створити тампонажний розчин i3 щiльнiшою структурою та високою ранньою мiцнiстю.

Л1тература

1. Облегчающие добавки для тампонажных растворов. Технические требования // СТО Газпром 2-3.2-167-2007. Офиц. изд. - М. : ИРЦ Газпром. - 2008. - Вып. IV. - 13 с.

2. Пашкевич А.А. Полые стеклянные микросферы и формирование структуры цементных систем / А.А. Пашкевич, Е.Г. Первушин, Д.В. Орешкин // Строительная физика в XXI веке : матер. научно-технической конференции. - М. : Изд-во НИИ Строит. физ. РААСН -2006. - С. 147-150.

3. Куценко Г. В. Создание рецептур облегченных тампонажных растворов плотностью 1100-150 кг/м3 с использованием акриалмидных и эпоксиуретановых полимеров / Г.В. Куценко, В.М. Зиновьев, Н.А. Карнаухов, Н.Е. Щербич, Б.В. Наумов // Ориентированные фундаментальные исследования : сб. научн. трудов и инженерных разработок / Федеральные целевые программы, наукоемкое производство. - М. : Изд-во "Эксподизайн РА", 2007. - С. 392-394.

4. Долгушина Н.В. Новые составы облегченных тампонажных растворов для цементирования обсадных колонн при умеренных температурах / Н.В. Долгушина, И.И. Белей // Проблемы развития газовой промышленности Западной Сибири : 14-ая научно-практ. конф. молодых ученых и специалистов, 25-28 апреля. - Тюмень, 2006. - С. 138-140.

5. Бутт Ю.М. Практикум по химической технологии вяжущих материалов / Ю.М. Бутт, В.В. Тимашев. - М. : Изд-во "Высш. шк.". - 1973. - 504 с.

Терлыга В.С. Исследование структурно- и гидрофизических свойств облегченных сухих тампонажных смесей

Разработаны рецептуры современных тампонажных материалов с высокими функциональными свойствами, которые используются при цементировании скважин. Исследованы структурно- и гидрофизические свойства сухих тампонажных смесей с минеральными и органическими добавками. Доказано позитивное влияние пеногасителя на структурообразование системы.

Terlyha V.S. Investigation of structural and hydrophysical properties of light-weight dry plugging mixes

Prescriptions of modern plugging materials, with high functional properties, that are used of borehole cementing works were developed. Structural and hydrophysical properties of dry plugging mixes with mineral and organic additives were investigated. Positive influence of delfoam on structure formation was proved.

УДК 624.153.6 Ст. викл. Г.П. Шевчук - НЛТУ Украши, м. Львы

П1ДСИЛЕННЯ 1СНУЮЧИХ ФУНДАМЕНТ1В БУД1ВЕЛЬ, ЯК1 ЗНАХОДЯТЬСЯ У КРИТИЧНОМУ СТАН1

Розглянуто спошб шдвищення несучо! здатност шдземно! частини будинку шляхом улаштування монол^но! залiзобетонноi плити iз криволшшною тдошвою у вшх шдвальних примщеннях, що об'еднуе вс пошкоджеш та розтрюкаш шдвальш стши у жорстку просторову коробку, що ютотно збшьшуе несучу здатшсть та стшгасть вае! будiвлi. Реактивний тиск шд шдошвами вах фундаменпв (юнуючих