Разработка компьютерных систем для поддержания оптимального состояния муниципальной автодорожной инфраструктуры Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 004.9: 625.768.6

А. М. Бессарабов, А. Н. Глушко, Т. И. Степанова,

А. В. Лобанова, Г. Е. Заиков, О. В. Стоянов

РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ МУНИЦИПАЛЬНОЙ АВТОДОРОЖНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ

Ключевые слова: CALS-система, автодорожная инфраструктура, противогололедные материалы, дорожные пропитки.

Для поддержания оптимального состояния муниципальной автодорожной инфраструктуры на основе информационного CALS-стандарта ISO-10303 STEP были разработаны компьютерные системы противогололедных материалов (ПГМ) и пропиточных составов для дорожных покрытий. Приведены примеры исследований наиболее перспективных ПГМ по важнейшим показателям качества, а также проведена оценка агрессивности воздействия ПГМ на конструкционные материалы (сталь и бетон).

Keywords: CALS-system, road infrastructure, antiicing materials, road impregnations.

To maintain an optimal state of the municipal road infrastructure computer systems of antiicing materiasl (AIM) and impregnating compositions for road surface were developed based on information CALS-standard ISO-10303 STEP.

The examples of researches for the most perspective AIM for the most important quality indicators were presented, and also the estimation of aggression of influence for AIM on constructional materials (steel and concrete) was carried out.

Введение

Расширение сети автомобильных дорог, вызванное постоянным ростом автомобильного парка, увеличением объема грузооборота и перевозок пассажиров, предъявляет все более высокие требования к содержанию автомобильных дорог, а также обеспечению безопасности движения по ним. Решение этой проблемы связано с двумя комплексами задач: борьба с зимней скользкостью с применением противогололедных материалов (ПГМ) и поддержание дорожных покрытий в оптимальном состоянии с помощью специализированных пропиток, предотвращающих старение и износ дорожного полотна. Для практической реализации этих задач создаются соответствующие муниципальные системы компьютерного менеджмента качества,

осуществляющие системный анализ и выбор оптимальных ПГМ и дорожных пропиток.

Работа осуществлялась при поддержке Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы» (государственный

контракт Минобрнауки России ГК 16.552.11.7010).

1. Системный анализ и выбор химических противогололедных материалов на основе концепции ОДЬБ

Все мероприятия по борьбе с зимней скользкостью и по улучшению транспортноэксплуатационного состояния автомобильных дорог и улиц можно разделить на три группы по их целевой направленности:

1) снижение отрицательного воздействия образовавшейся зимней скользкости и повышение коэффициента сцепления колеса с дорогой за счет создания шероховатой поверхности фрикционными или комбинированными противогололедными материалами (путём россыпи по обледеневшему

покрытию песка, мелкого гравия или других абразивных материалов);

2) удаление с покрытия образовавшегося ледяного или снежного слоя с применением химических, механических, тепловых и других методов;

3) профилактическая (предварительная) обработка покрытия противогололёдными химическими веществами, предотвращающими образование снежно-ледяного слоя или способствующими ослаблению его сцепления с покрытием, или введение противогололёдных реагентов в состав покрытия.

Другими словами в практике зимнего содержания автомобильных дорог для борьбы с зимней скользкостью применяют фрикционный, химический, физико-химический и другие комбинированные методы. Выбор конкретных мероприятий производится в зависимости от действия метеорологического фактора, на ликвидацию которого это мероприятие рассчитано.

Первоочередное внимание должно уделяться предупредительным мерам, то есть возможности не допустить образования на проезжей части снежно-ледяных отложений или в случае их возникновения удалить как можно скорее. Правильно разработанные мероприятия с обоснованным использованием соли могут способствовать сокращению количества дорожнотранспортных происшествий. Во многих странах, таких как Финляндия, Швеция, Литва, Эстония, Венгрия, Германия и других, уделяется серьезное внимание этим вопросам.

Основным способом борьбы с зимней скользкостью на автомобильных дорогах общего пользования в России долгое время оставался фрикционный способ. Анализ зарубежного опыта показал, что в последние годы все шире применяются различные химические материалы для борьбы с зимней скользкостью на дорогах и городских улицах. Так, в США используют около 10

млн. т хлористого натрия и 300 тыс. т хлористого кальция, во Франции - 1,2 млн. т, в Англии - 1,5 млн. т, в Дании - до 400 тыс. т, в Финляндии - до 150 тыс. т хлоридов и т.д. За последние годы для борьбы с зимней скользкостью стали применять наряду с хлористыми солями, экологически

безопасные противогололедные материалы на основе ацетатов и формиатов, что значительно расширяет область применения химического

способа.

Установлено, что использование

химических противогололедных материалов

снижает затраты на зимнее содержание

автомобильных дорог, улучшает состояние покрытий и повышает безопасность дорожного движения. В России, принимая во внимание многолетний зарубежный и отечественный положительный опыт, в 2005 г. была разработана концепция по переводу ряда дорожных хозяйств на химический способ борьбы с зимней скользкостью. Цель этого мероприятия - повышение

эффективности использования бюджетных средств, выделяемых на зимнее содержание федеральных автомобильных дорог России [1].

Для автоматизации процедуры

аналитического мониторинга химических ПГМ во ФГУП «ИРЕА» по госконтрактам с

«Мосдорэкспертнадзором» разрабатывается система компьютерного менеджмента качества (КМК-система) [2]. Разработка проводится на базе

наиболее современной информационной системы компьютерной поддержки - CALS-технологии (Continuous Acquisition and Life cycle Support -непрерывная информационная поддержка

жизненного цикла продукта) [3]. В CALS-системе выделены следующие 3 основных категории ПГМ: химические, фрикционные и комбинированные (рис. 1). В свою очередь химические делятся на 2 подкатегории: твердые и жидкие, в то время как комбинированные и фрикционные ПГМ - твердые. Кроме того, по составу в категории химических ПГМ выделяют: хлориды, ацетаты, карбамиды, нитраты и природные рассолы, - в категории фрикционных - песок, щебень, шлак и песчаногравийную смесь, а в категории комбинированных ПГМ - пескосоляную смесь.

Файл Правка Вид Настройки ?

jnjxj

!?* В Н Навигатор

Е а Категории

В В Противогололедные пат е т Комбинированные П й а Пескосоляная о в а Фрикционные ПГМ

® аПЕЗЕЗ

в В 2. Песчамо-грае Й Б 3. Шлак В Щ] 4. Щебень Ы Химические ПГМ И © 1. Хлориды в за 2. Ацетаты в тз- Карбамиды Нитраты

Свойство

Значение

Наименование:

Описание:

1. Пес с»;

Обработке пкммсбх МкгомЛ Word

Готово

)мег4 Dajr« Оосиат С$с*с Т«6*ъа

і • і • і • і • j 'I 4 -1 • і * Qi і - ? | | i i- ї м • Щ ■ ■ c- < ufl :4 • й

^0*1 • it

Обработка снежно- ледяного 01Л0ЖШИЯ Модуль крупно СТ][ ПсСкЭ Коэффициент сцешення Увеличение р.

Уплотненный снег Сранее значение

Пшюк метким <г.о 0J0S 0Л7 Oil 1 Ю

сраннм гл-у 0,240 02-10 оло 36

крупным >2,0 0.239 0J-J5 0,242 37

Не обработано > 0.197 0.156 0,176 0

J

J

■ a(S)j O^J

Стр. 1 P«u 1

li

На 8.3m Ct 10 Км 1

pyccmifPo a

Рис. 1 - Элемент КМК-системы ПГМ. Виды противогололедных материалов (а - технологические

показатели)

Фрикционные ПГМ по своему происхождению бывают искусственные (щебень, шлак) и естественные (песок, песчано-гравийная смесь (ПГС)). Они должны обеспечивать снижение зимней скользкости за счет повышения шероховатости снежно-ледяных отложений на дорожных покрытиях. Особую пользу абразивы приносят на заснеженной дороге в условиях низких температур, когда химические материалы теряют свою активность и их применение становится неэффективным. Основным преимуществом

фрикционных материалов является мгновенное

повышение шероховатости снежно-ледяных

отложений (повышение коэффициент сцепления до

0,3).

Однако фрикционный метод не устраняет скользкость, а только на некоторое время уменьшает ее отрицательные последствия. При этом рассыпанный абразивный материал задерживается на проезжей части короткое время - не более 0,5 часа. Для увеличения эффективности фрикционных материалов на обледенелых покрытиях в настоящее время применяют два способа: нагрев ПГМ и/или обработка их твердыми или жидкими хлоридами.

Химический способ борьбы с образовавшейся зимней скользкостью заключается в применении для плавления снега и льда твёрдых или жидких химических веществ, содержащих соли. Применение химических реагентов позволяет расплавить и устранить лёд и снег, после чего покрытие становится мокрым, а затем высыхает. Таким образом, химический метод позволяет полностью ликвидировать зимнюю скользкость.

Химические ПГМ (реагенты) выпускают и применяют в твердом, жидком и смоченном виде. Сырьем для получения этих материалов чаще всего являются природные источники галита (№С1), бишофита (MgC12•6Н2О), карналлита (КС1 М^С12-6Н2О) или отходы химической, пищевой промышленности, а также минеральных удобрений (сильвинитовые, карнолитовые и др.). Кроме того, на многих территориях России широко распространены естественные рассолы. Они залегают на глубине 800-1000 м в артезианских бассейнах (пластовые вода), а также содержатся в солёных озёрах, лиманах. Естественные рассолы многокомпонентны с преобладанием ионов кальция, натрия, магния. На применение местных материалов нужно получить разрешение санитарно-

эпидемиологической службы.

Недостатком твердых хлоридов является их слёживаемость. Свойство соли слёживаться объясняется тем, что при определённых влажностно-температурных условиях она адсорбирует своей поверхностью влагу из воздуха. Слёживаемость солей можно снизить введением специальных добавок, которые называют реогенами. Одним из реогенов является кровяная соль. Однако эти добавки стоят очень дорого.

Кроме твёрдых хлоридов для борьбы с зимней скользкостью применяют жидкие хлориды в виде естественных и промышленных рассолов, а также искусственно приготавливаемых растворов. Жидкие искусственные противогололёдные материалы - это растворы различных твёрдых химических реагентов в воде с концентрацией от 150 до 500 г/л, то есть это крепкие и очень крепкие растворы. Использовать растворы с меньшим содержанием солей нельзя, поскольку при плавлении льда и снега концентрация раствора будет уменьшаться. Слабоконцентрированный раствор перестаёт расплавлять лёд и при небольшом понижении температуры сам превратится в лёд. Растворы могут быть однокомпонентными и многокомпонентными. Достоинство применения жидких хлоридов состоит в простоте приготовления и распределения. Однако, нельзя проводить работы по борьбе со скользкостью с применением растворов при температуре воздуха ниже значения температуры замерзания применяемого жидкого хлорида, которая составляет от -10 до -17°С для рассолов различного вида и концентрации.

При приготовлении растворов в них, как

правило, вводятся антикоррозийные ингибиторы. Эффективными ингибиторами являются

однозамещённый и двухзамещённый фосфат натрия, простой и двойной суперфосфат.

Для повышения противогололедного эффекта и с целью снижения расхода твердых ПГМ кристаллические химические ПГМ (например, №С1) обогащают (смачивают) растворами 20-25% хлористых солей с пониженной точкой замерзания (чаще всего хлорида кальция или магния) в количестве 20-30 % от массы ПГМ. Такие соли называют «смоченные».

За период с июля по декабрь 2011 г. в испытательной лаборатории ИЛ «Реактив» ФГУП «ИРЕА» были проведены испытания

противогололедных материалов различного состава (двух-, трех- и многокомпонентные ПГМ - в общей сумме свыше 1100 образцов): жидкие (на основе хлористого кальция и хлористого натрия), твердые (на основе хлористого кальция и хлористого натрия, на основе хлористого кальция, хлористого натрия и формиата натрия, на основе хлористого кальция, хлористого натрия, хлористого калия, формиата натрия и мраморного щебня).

Кроме того, на основе концепции СЛЬ8 нами разработана КМК система химических противогололедных материалов. В основу

структуры КМК-системы (рис. 2) положена

группировка ПГМ по химическому составу,

включающая следующие 4 основные категории: хлориды (хлориды кальция, натрия, магния и ПГМ на их основе); ацетаты (ацетаты аммония, калия, кальция и ПГМ на их основе); карбамиды (мочевина, карбамидно-аммиачная селитра и ПГМ на их основе); нитраты (нитраты кальция, магния и ПГМ на их основе). Каждый из этих, занесенных в КМК-систему химических ПГМ, оценивается по ряду показателей, объединенных в четыре

подкатегории: органолептические (внешний вид, цвет, запах), физико-химические (массовая доля растворимых солей, зерновой состав, температура начала кристаллизации, влажность, массовая доля нерастворимых в воде веществ, водородный показатель, плотность, динамическая вязкость), технологические (плавящая способность,

гигроскопичность, слеживаемость) и экологические (коррозионная активность на металл, показатель агрессивного воздействия на цементобетон,

удельная эффективная активность естественных радионуклидов, допустимое содержание

химических веществ, не относящихся к

действующему веществу ПГМ - водорастворимая

форма фтора, валовое содержание цинка, свинца, никеля, меди, ртути, молибдена, кобальта, кадмия, хрома, селена, мышьяка). Нормы по этим показателям устанавливаются, исходя из

особенностей применения ПГМ для обработки дорожных покрытий.

Файл Правка Вид Настройки ?

| Значение

Навигатор

Свойство

<)

Категории

^ КМК химических ПГМ; г, Москва В-В 1. Хлориды ; В-В 1.1. Хлориды кальция

0 Ю ХКМ жидкость В В ХКФ твердый

Щ № 1. Органолептические показатели ШИ 2. Физико-химические показатели Ш В 3. Технологические показатели Й В 4- Экологические показатели

^ 4,1. Коррозионная активность на металл 4.2. Показатель агрессив!

ЕЬВ 4.2.1. Сталь Ш 'Щ 4.2.2. Бетон 0 И 4.3. Удельная эффективная активность е |"Ц 4.4. Допустимое содержание химических Ш Щ) 1.2. Хлориды натрия Ш В 1-3- Хлориды магния ©-В 2. Ацетаты Ш-В 3. Карбамиды Е И 4, Нитраты

В

Наименование:

Огисание:

4.2. Показатель агрессивного воздействия

^1 Дгпрггиннпгть ВОЗДЄ ЙСТВИЯ+рисунки - Microsoft Шог(1

Г отово

а

в—'

ВІІ

іавка Вид Вставка Формат Сервис Таблица

№ п/п Наименование Состав Нормы расхода Агрессивность к

стали бетону

1 ХКМ жидкость раствор хлористого кальция модифицированный, 32 % 40 -110 мл/м2 + +

2 Антиснег-1 жидкость раствор ацетата аммония, 30 % 20-45 мл/м2 - +

3 Нордикс-П жидкость раствор ацетата калия, 30 % 20-45 г/м2 - +

4 ХКФ твердый хлористый кальций, ингибированный фосфатами 20-70 г/м2 + +

5 Биомаг твердый хлористый магний модифицированный 30-80 г/м2 + +

:з О <| Разд 1

0

1/2

На 8,5см Ст 14 Кол 1 ЗАП ИСПР ВДЛ ЗАМ р 0

Рис. 2 - Элемент КМК-системы ПГМ по г. Москве. Экологические показатели: агрессивность ПГМ к стали

и бетону

В базы данных созданного нами CALS-проекта КМК-системы (рис. 2а) занесены

индикаторы качества противогололедных материалов, применяемых на автомагистралях г. Москвы по «Временной инструкции по технологии зимней уборки проезжей части улиц и проездов с применением химических противогололедных реагентов» УЖКХ

Правительства Москвы [4]. Проведенные по этим индикаторам испытания показали, что жидкие противогололедные материалы в силу однородности своего состава, как правило, удовлетворяют предъявляемым требованиям, в то время как характеристики твердых образцов химических ПГМ не всегда соответствуют нормам.

На основании системного анализа результатов аналитического мониторинга выявлены 3 основных показателя, являющихся

лимитирующими при выборе ПГМ: массовая доля растворимых солей, зерновой состав и водородный показатель (рН). Несоответствия нормам данных показателей могут быть объяснены рядом причин:

• по показателям «Массовая доля хлористого кальция и хлористого натрия» наиболее вероятно, что несоответствие вызвано неоднородностью продукта, представляющего собой механическую (а не компактированную) смесь входящих в его состав компонентов;

• по показателю «рН» несоответствие также может быть вызвано неоднородностью продукта, поскольку в некоторых случаях даже при соответствии соотношения массовых долей хлористого кальция и хлористого натрия установленным требованиям было замечено

существенное завышение содержания хлористого кальция и занижение содержания хлористого натрия по сравнению со среднестатистическими результатами, что влияет на величину рН;

• по показателю «Зерновой состав» несоответствие может быть вызвано следующими причинами: особенностями производства ПГМ

(например, неоснащенность промышленными ситами нужного размера или надлежащего качества), неправильным хранением ПГМ на базе или в процессе транспортирования, в результате чего продукт слеживается.

Рассматриваемый для Москвы ассортимент включает в себя 5 наименований ПГМ на основе хлоридов и ацетатов (рис. 2а): «ХКМ жидкость», «Антиснег-1 жидкость», «Нордикс-П жидкость», «ХКФ твердый» и «Биомаг твердый». Противогололедные материалы «Антиснег-1 жидкость» и «Нордикс-П жидкость» представляют собой 30% растворы ацетатов аммония и калия соответственно, имеют одинаковые нормы расхода 20-45 мл/м2 и агрессивны только по отношению к бетону. ПГМ на основе хлористого кальция «ХКМ жидкость» и «ХКФ твердый» представляют собой 32% модифицированный раствор и хлористый кальций, ингибированный фосфатами,

соответственно. Эти ПГМ агрессивно воздействуют как на сталь, так и на бетон и имеют нормы расхода 40-110 мл/м2 и 20-70 г/м2 соответственно. В рассматриваемый ассортимент также входит ПГМ «Биомаг твердый», представляющий собой хлористый магний модифицированный. Как и реагенты на основе хлористого кальция, «Биомаг твердый» агрессивно воздействует на сталь и бетон

и имеет нормы расхода 30-80 г/м2.

Ввод, редактирование и анализ информации по показателям качества проводился в комплексе PDM STEP Suite Enterprise Edition (PSS-EE), на который нами приобретена лицензия (APL-3451631-01). Применение CALS-стандарта (ISO 10303) при разработке информационной системы

аналитического мониторинга позволяет повысить качество, и оперативность аналитических исследований. В конечном итоге, выбранная информационная технология позволяет создать эффективную систему контроля качества

химических ПГМ, соответствующую

международным стандартам.

2. CALS-технология для системного анализа

и выбора дорожных пропиток

Покрытия автомобильных дорог в процессе эксплуатации находится под воздействием, главным образом, двух групп факторов - погодноклиматических и механических, обусловленных нагрузками от транспортных средств. Под воздействием этих двух групп факторов происходят необратимые изменения свойств и структуры

асфальтобетона в слое покрытия, снижающее его долговечность. Профилактические меры на асфальтобетонных покрытиях целесообразно проводить для предотвращения ускоренного «старения» (что характерно для используемых в нашей стране битумов) и предотвращения разрушений: одними из самых распространенных первичных дефектов на асфальтобетонных покрытиях являются шелушение, выкрашивание, волосяные трещины, что приводит к сокращению межремонтных сроков.

Анализируя имеющуюся на данный момент информацию по вопросу защиты дорожного покрытия от воздействия климатических и эксплуатационных факторов, можно сделать вывод о том, что одним из наиболее эффективных и экономически выгодных является способ пропитки верхнего слоя дорожного покрытия специальным пропиточным составом. При этом было установлено, что составы разняться между собой как по составу и основным физико-химическим характеристикам компонентов пропитки, так и по технологическим и эксплуатационным свойствам [4].

В рассматриваемый CALS-проект «Пропиточные составы для дорожных покрытий» (рис. 3) были занесены данные о дорожных пропитках различных марок. Категориями верхнего уровня CALS-проекта являются страны-

производители пропиточных составов: Израиль, Россия и США. В качестве подкатегорий 1 уровня представлены фирмы-производители. В базу данных CALS-системы также занесены характеристики конкретных пропиток, что позволяет провести сравнительный анализ материалов по выбранным критериям и выявить состав, удовлетворяющий требованиям конкретной задачи. Упомянутые выше

пропитывающие составы CRF, Reclamite производства фирмы CRAFCO (США), ASP -производитель Chem-Crete Corporation и AsPenAC Concentrate, ПАБ «Дорсан» - производитель ООО «Базис» г. Казань были исследованы в лаборатории ФГУП ИРЕА. В частности, эти материалы были условно разделены на три группы: ПАБ «Дорсан» и ASP объединены в 1 группу, так как они приготовлены на основе нефтяного битума; CRF и Reclamite - 2 группа, приготовлены на основе индустриальных масел; AsPenAC - 3 группа на основе глины.

ASP представляет собой эмульсию черного цвета с вязкостью по Сейболту 18-40 с, приготовленную на основе нефтяного окисленного битума, содержанием не более52%. Кроме того в состав эмульсии входит органический растворитель типа Stoddard не более 40%, кремний органический мономер метилтриметоксисилан в количестве не более 5%, кремний органический мономер

диметилдикстоксисилан не более 0,1%, изопреновый спирт не более 3%.

CRF - катионная эмульсия коричневого цвета с вязкостью по Сейболту 25 с, приготовленная на основе нефтяного битума, содержащего

нефтяные масла, смолы и 9% асфальтенов, общее содержание битума в составе эмульсии не более 46%. Содержание тяжелых нефтяных дистиллятов в составе эмульсии не менее 31%, гидроочищенных нефтяных дистиллятов не менее 29%, кремний органический мономер метилтриметоксисилан не более 5%, кремний органический мономер

диметилдикстоксисилан не более 0,1%, содержание воды должно быть не менее 10%. Соотношение воды и CRF составляет 1:2.

Reclamite - катионная эмульсия розового цвета с вязкостью по Сейболту 15-45 с, приготовленная на основе индустриальных нефтяных масел и смол. Содержание нафтенового нефтянового дистиллята экстракта селективной сольвентной очистки не более 49%, гидроочищенного тяжелого нафтенового нефтяного дистиллята не более 43%, дистиллята нефтяного химически нейтрализованного тяжелого

нафтенового не более12%, содержание воды не менее 10%. Соотношение воды и Reclamite составляет 1:1.

AsPenAC - концентрированная эмульсия (суспензия) черного цвета с вязкостью по Сейболту более 60 с, содержит глину 30-70% и воду 30-40%.

ПАБ «Дорсан» - эмульсия цвета от

коричневого до черного с вязкостью по Сейболту 18-40 с, приготовлена на основе нефтяного битума, содержащего полимер, количество битума составе эмульсии не менее 70%, органического растворителя, содержащего не менее 80% нелетучих соединений, не более 20% и минерального наполнителя (песок размер частиц 200-400 мкр) не более 10%.

Файл Правка Вид Настройки

Категории рд—. Израиль

Й [fei Halik LTD.

FR li^h TL-2000 1^1] Россия

— Is^tj ООО "Базис"

Г+1 l&^t] ПАБ "Дорсан1

Й а=-1| ТОР-Импекс

ш Щ] 1гэкос’:м]

1Йт США

- Is^tl CRAFCO + Щ] 1. CRF Г+1 — &=■!] 2. Reclamite

В -^| Chem-Crete Согрс El -Igl Д5Р I— la^tj ICS/Penetron Inte S -g] Penetron Й 5ealMaster

Ш--1Й1 AsPen AC Coi

Свойство

Н а имєн ов аниє: Описание;______

значение

ГЭКОС-М

В

И

Г отово

Характеристики ГЭКОС-М - Microsoft Word

ВИШ

Вид Вставка Формат Adobe PDF Комментарии программы Acrobat Введите вопрос

Наименование показателя Требования ГУ

1. Внешний вид Однородная жидкость щ бесцветного до коричневого цвета. Допускается незначительный осадок.

2. Условная вязкость по ВЗ-246 при температуре от 19,5 до 20,5 °С, не менее 10

3. Содержание сухого остатка, %, не менее 15

4. Время высыхания до степени 3 при температуре от 18 до 23 °С, ч, не более 2

5. pH состава Не нормируется, определяется обязательно

И

s GJ [в] :г вд (Т| Стр. 1 Разд 1

л

1Р ВДЛ ЗАМ русский (Ро

Я

Рис. 3 - Элемент СЛЬ8-проекта «Пропиточные составы для дорожных покрытий» (а - характеристики

пропитки ГЭКОС-М)

ГЭКОС-М - это одноупаковочный состав, предназначенный для пропитывания и укрепления пористых минеральных материалов. В частности он используется для формирования в бетоне полимербетонной защитной прослойки,

предотвращающей дальнейшее разрушение

бетонной конструкции. Состав может быть использован для импрегнирования как состарившегося, так и нового бетона. Применяется для долговременной (около 15 лет) защиты дорогостоящих бетонных конструкций

(промышленные дымовые трубы, мосты), эксплуатируемых в жестких условиях промышленной атмосферы. Состав ГЭКОС-М используется в комплексе с с хим-, водо-, бензо-, атмосферостойкими лакокрасочными покрытиями.

ГЭКОС-М представляет собой низковязкий раствор акрилатсодержащих кремнийорганических олигомеров и отличается повышенной скоростью перехода в необратимое полимерное состояние.

Пропитку следует проводить 2-3-я слоями состава при среднем расходе 300 г/м2.

Окончательное число проходов и, соответственно,

2

расход материала на м согласовывается с Заказчиком по Акту на соответствие ТЗ. Контрольный участок рекомендуется сохранять на весь период эксплуатации. Перед нанесением состава ГЭКОС-М обрабатываемая поверхность должна быть по возможности чистой, сухой, без грязи, без жировых и масляных пятен. Состав можно наносить кистью, валиком, краскопультом, а также методом окунания. При использовании краскопульта вязкость рабочего раствора должна находиться в пределах 10-15 с по ВЗ-246 при температуре от 18 до 220С. Растворителями для состава являются Р-646, Р-5, Р-4 или ацетон. Время межслойной сушки импрегнирующего состава ГЭКОС-М составляет от 4 до 6 часов, а время

окончательной сушки - 24 часа при температуре 200С.

К эксплуатации окрашенного объекта можно приступать не менее чем через 10 суток после нанесения состава.

Гарантийный срок хранения состава ГЭКОС-М составляет 12 месяцев со дня изготовления. Продление гарантийного срока согласуется с изготовителем продукции.

В случае необходимости повысить прочность бетона, в том числе «свежего», следует за несколько проходов ввести в массу бетона максимально возможное количество

пропитывающего материала, но не менее 600 г/м2. Если на поверхности бетона образуется поверхностная пленка, ее следует удалить ацетоном, а далее продолжить пропитывание бетона до максимального насыщения.

При проведении пропиточных работ составом ГЭКОС-М следует соблюдать правила техники безопасности, принятые при окрасочных работах с органоразбавимыми лакокрасочными материалами.

Основными принципами выбора перспективных пропиточных составов являются: цель их назначения; удобство и простота в применении; срок службы. В связи с этим, при выборе пропиточного состава необходим компьютерный системный анализ его основных характеристик: физико-химических (состав

компонентов и свойства пропиточного состава); технологических (способ устройства пропитки) и эксплуатационных (срок службы пропитки).

Для поддержания муниципальной автодорожной инфраструктуры в оптимальном состоянии разработаны CALS-системы для своевременного проведения комплекса мероприятий по обеспечению бесперебойного и безопасного

дорожного движения на автомобильных дорогах и улицах, включая очистку дорог от снега и борьбу с зимней скользкостью, а также обработку дорожных покрытий пропиточными составами с целью продления срока службы дорожного полотна. Разработанные нами СЛЬ8-проекты химических ПГМ и пропиточных составов позволяют проводить сравнительный анализ материалов по множеству характеристик, выбирая наиболее приемлемые составы ПГМ и пропиток для поддержания оптимального состояния дорожного полотна. Литература

1. Глушко А.Н. Анализ региональной транспортной инфраструктуры на примере противогололедных материалов / А.Н. Глушко, Т.И. Степанова, О.Н. Подмарева, А.М. Бессарабов // Сборник научных трудов X Межд. научно-практич. конференции «Партнерство

бизнеса и образования в инновационном развитии региона». Тверь, ТФ МЭСИ, 27 октября 2011 г. - с. 126129.

2. Бессарабов А.М. Компьютерный менеджмент качества особо чистых веществ на основе концепции CALS (ISO-10303 STEP) / Бессарабов А.М., Алякин А.А., Айвазян Е.А., Жданович О.А. // Приборы (и автоматизация). 2005. - № 12. - С.26-36.

3. Бессарабов А.М. CALS-технологии при

проектировании перспективных химических производств / Бессарабов А.М., Афанасьев А.Н. // Химическая технология. 2002. - №3. - С. 26-30.

4. Паткина И.А. Новые виды защитных материалов для дорожного и мостового строительства // Дороги и мосты. 2009. - № 22. - С. 296-306.

© А. М. Бессарабов - д-р тех. наук, проф., заместитель директора по науке, Научный центр «Малотоннажная химия» (НЦ МТХ) А. Н. Глушко - первый заместитель директора, Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный научно-исследовательский институт химических реактивов и особо чистых химических веществ» (ФГУП «ИРЕА»); Т. И. Степанова - аспирант, Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный научноисследовательский институт химических реактивов и особо чистых химических веществ» (ФГУП «ИРЕА»); А. В. Лобанова -аспирант, Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный научно-исследовательский институт химических реактивов и особо чистых химических веществ» (ФГУП «ИРЕА»); Г. Е. Заиков - д-р хим. наук, проф., зав. отделом, Институт биохимической физики им. Н.М.Эмануэля РАН, chembio@sky.chph.ras.ru; О. В. Стоянов - д-р тех. наук, проф., зав. кафедрой, Казанский национальный исследовательский технологический университет (КНИТУ).