Ремонт монолитных конструкций: Nothing found for Rabota Remont Remont Betona 1096%23I

Содержание

Ремонт и усиление железобетонных конструкций в зданиях из монолитного железобетона

Авторы: Хаютин Ю. Г., Чернявский В. Л., Аксельрод Е.З., (Москва, Россия).

Опубликовано: «Проектирование и строительство монолитных многоэтажных
жилых и общественных зданий, мостов и тоннелей»,
Ассоциация «Железобетон», сборник докладов 28-29 октября 2004г.

В практике монолитного домостроения нередко возникает необходимость ремонта конструкций с целью устранения дефектов, допущенных в процессе возведения здания. К числу наиболее распространенных дефектов, обусловленных нарушениями технологии, можно отнести образование участков с рыхлой структурой (каверозных зон), занижение фактической прочности бетона в результате применения бетонных смесей более низких, чем предусмотрено проектом, классов по прочности, образование в конструкциях трещин и сверхнормативных деформаций вследствие преждевременной распалубки до набора бетоном необходимой прочности. В эксплуатируемых зданиях в ряде случаев необходимо усиление конструкций в связи с физическим износом, изменением статической схемы их работы при перепланировках помещений, в случае повреждений при пожарах, при увеличении эксплуатационных нагрузок.

Нарушение монолитности конструкций (наличие каверозных зон и образование трещин), применение бетонов пониженной прочности по сравнении с проектом и проявление сверхнормативных деформаций создают опасность снижения надежности сооружений в целом и приводят к необходимости проведения ремонта и усиления дефектных элементов.

Часто дефектные зоны конструкции наблюдаются в местах перерыва в бетонировании с образованием швов (стыки колонн, сопряжения перекрытий с межоконными простенками, опирание ригелей на колонны, стены). Несоблюдение зазоров между арматурными стержнями, арматурой и опалубкой, отклонения от требуемой консистенции и связности бетонной смеси, наличие в бетонной смеси зерен заполнителя, превышающих допустимые размеры, неплотности в опалубке, через которые вытекает растворная часть смеси - все это приводит к образованию каверозных зон. Из-за таких дефектов снижается общая прочность узлов сопряжения, создаются условия для развития коррозийных процессов.

Наличие каверозных зон определяется визуально, а в сомнительных случаях - при помощи ультразвукового контроля. Общей схемой лечения таких дефектов является их инъектирование полимеризующимися смолами через просверленные скважины. В нашей практике применяются эпоксидные смолы средней вязкости. Их выбор определяется высокими физико-механическими характеристиками затвердевшей смолы, что обеспечивает требуемую надежность отремонтированного участка. При необходимости для улучшения условий закачки используются специальные разбавители, существенно снижающие вязкость эпоксидных составов. Основные проблемы, возникающие при подобном ремонте, связаны с невозможностью заранее точно определить расположение скважин для проведения инъекции. Нередко подготовленная скважина не принимает инъектируемую смолу, в то время как соседняя показывает большое поглощение. Поэтому обычно в каждом ремонтируемом стыке бурят несколько скважин (в разных местах и под разными углами) и инъектируют их до «отказа», либо выхода смолы из смежных скважин.15 МПа, вместо проектной 25 МПа.

Обычная для подобных случаев практика требовала устройства стальных обойм по периметру простенков. Вместо этого была реализована схема усиления путем установки бандажей из углепластика. Бандажи выполнялись путем наклейки на поверхность простенков углеродных лент с помощью специальных эпоксидных составов. В зависимости от прочности бетона в конкретных простенках количество слоев углеродной ленты в бандажах составляло от 2-х до 6-ти (Рис.1). Аналогичная схема усиления простенков может использоваться также при широко распространенной в настоящее время надстройке старых зданий, в т.ч. из кирпича.

Использование углепластиков весьма эффективно также для восстановления потерь несущей способности изгибаемых элементов, в частности для компенсации недостатка сечения арматуры в растянутой зоне плит перекрытий. Примером может служить решение по усилению междуэтажного перекрытия пострадавшего от пожара жилого дома. В результате пожара в плитах перекрытий произошел «отстрел» защитного слоя, увеличился прогиб за счет остаточных температурных деформаций и уменьшения высоты сечения. Традиционное решение предусматривало удаление перекрытия над квартирой, где произошел пожар. Это требовало бы весьма сложных работ по вырубке старого и последующему бетонированию нового перекрытия и связанного с этим отселения жильцов с вышерасположенного этажа. Альтернативное предложение с восстановлением защитного слоя бетона и наклейкой углеродных лент на нижнюю поверхность пострадавшего перекрытия позволило полностью компенсировать потерю поврежденной арматуры, повысить жесткость, трещиностойкость перекрытия и обеспечить надежную дальнейшую эксплуатацию здания.

Еще одной иллюстрацией эффективного использования углепластиковых накладок является проектное решение усиления перекрытий строящегося монолитного здания, в котором в результате раннего съема опалубки (до набора бетоном необходимой прочности) перекрытия «просели» с образованием недопустимых трещин. Решение по наклейке углеродных лент на растянутую зону перекрытий оказалось существенно экономичнее, чем альтернативная вырубка бракованных плитных конструкций.

Необычные возможности открываются при использовании углепластика для усиления конструкций при перепланировке помещений. Ниже приведены два примера таких решений, реализованных в монолитных зданиях в Москве.

В первом из них выполнено усиление перекрытия после образования проема размером 3,4 х 3,8м для устройства лестницы в двухуровневой квартире. Компьютерное моделирование выявило изменение схемы работы перекрытия. По результатам моделирования в зонах опасной концентрации растягивающих напряжений на нижней и верхней поверхностях плиты были наклеены углепластиковые накладки (Рис.2). Альтернативным решением было подведение под перекрытие металлических двутавровых балок, что создавало большие трудности по доставке и установке балок в готовом помещении и одновременно уменьшало строительную высоту нижнего помещения на 35 см из-за необходимости устройства в этом случае подвесного потолка.

Аналогичным образом было выполнено усиление несущих стен и перекрытий в процессе перепланировки жилого помещения в другом эксплуатируемом доме. Образование проемов в несущих поперечных стенах привело к изменению схемы работы этих стен и перекрытий в зоне проемов. Чтобы избежать недопустимых деформаций, по контуру проемов и на примыкающих к ним зонах перекрытий были выполнены углепластиковые накладки (Рис 3).

В приведенных выше случаях для усиления железобетонных конструкций были использованы углеродные ленты отечественного производства, которые наклеивались специальными эпоксидными компаундами.

ПО ЗАВЕРШЕНИИ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ УГЛЕПЛАСТИКОВЫЕ НАКЛАДКИ ИМЕЛИ СЛЕДУЮЩИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:

  • прочность на растяжение - 1100 МПа;
  • модуль упругости - 1х105 МПа;
  • относительное удлинение при разрыве - 0,8%.

При усилении железобетонных конструкций углепластиками особое внимание следует уделять подготовке основания под наклейку. Ремонт поверхности бетона (заделка раковин, каверн, выравнивание поверхности) выполняют с использованием специальных высокопрочных быстротвердеющих полимерцементных составов. Ремонтный слой должен являться надежным основанием для наклейки усиливающих композитных материалов и работать с ними совместно. Прочность бетона основания на отрыв должна составлять не менее 1,5 МПа.

ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ РАБОТ ПО УСИЛЕНИЮ КОНСТРУКЦИЙ УГЛЕПЛАСТИКАМИ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ ТРИ ВИДА ЭПОКСИДНЫХ МАТЕРИАЛОВ:

  • Грунтовки, наносимые на подложку с помощью кисти или валика; они пропитывают поверхностный слой, укрепляя его;
  • Шпатлевки для заделки мелких неровностей подложки;
  • Непосредственно адгезивные составы для наклейки углеродных лент.

Эффективность усиления углепластиками во многом зависит от прочности адгезива, его сцепления с бетоном. Отслаивание углепластиковых полос от бетона из-за недостаточной прочности адгезива или слабого сцепления с бетоном, а также разрушение от сдвига по непрочному поверхностному слою бетона могут снизить эффективность усиления. Прочность бетона основания на сжатие должна быть не менее 25 МПа, в противном случае не реализуются в полной мере прочностные возможности углепластиковых накладок.

В целом опыт выполнения работ по восстановлению монолитности и несущей способности железобетонных конструкций свидетельствует о перспективности использования для этих целей полимерных материалов (смол, углепластиков). Возможности такой технологии будут расширяться с выпуском отечественными предприятиями более широкой номенклатуры материалов, в большей степени отвечающих особенностям строительного производства.

Сведения об авторах
  • Хаютин Юлий Германович, фирма «ИнтерАква», Москва, Россия, д.т.н., президент.
  • Чернявский Владимир Лазаревич, фирма «ИнтерАква», Москва, Россия, инж., генеральный директор.
  • Аксельрод Евсей Зеликович, фирма «ИнтерАква», Москва, Россия, к.т.н., ведущий специалист.
  • Россия, 117105, Москва, Варшавское шоссе, д. 17, стр. 5. тел. 959-66-09, факс 958-21-49, E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

Аннотация

В докладе приводятся данные о результатах внедрения новых прогрессивных технологий ремонта и усиления железобетонных конструкций в зданиях из монолитного железобетона. Использование специальных полимерных составов для восстановления монолитности конструкций и углепластиков для их усиления позволяет существенно упростить технологию выполнения работ и обеспечить повышение надежности сооружений в целом

Подрисуночные надписи к статье

Ю. Г. Хаютина, В.Л. Чернявского, Е.З. Аксельрода «Ремонт и усиление железобетонных конструкций в зданиях из монолитного железобетона»

Рис. 1. Усиление простенков бандажами из углепластика.

Рис. 2. Наклейка углеродных лент на потолочную поверхность перекрытия.

Рис. 3. Усиление несущих стен и перекрытий в зоне образования проемов.

Ремонт бетонных конструкций | Статьи Sika

Бетон ремонтируют разными методами. Конкретный способ и ремонтный состав для бетона выбирается после определения технического состояния конструкции и установления причины возникновения дефекта.

Метод инъектирования

Применяется для ремонта трещин в бетоне, которые возникают от роста внутренних напряжений. Трещины уменьшают несущую способность конструкции и сокращают её срок службы.

Метод инъектирования заключается в нагнетании ремонтного состава для заделки трещин в бетоне в тело строительной конструкции. В зависимости от размеров и причин появления дефекта, параметров бетонной конструкции подбирается определенный тип инъекционного состава.

Для заделки трещин в бетоне используют эпоксидные смолы. Для гидроизоляции рекомендуется применять полиуретановые пены и смолы. Для ремонта трещин в кирпичных конструкциях, которые не подвергаются динамическому воздействию, используют микроцементы.

Состав подаётся специальным насосом через пакер, который позволяет равномерно распределить смесь в трещине.

Компания Sika предлагает инъекционные эпоксидные смолы Sika® Injection-451 (трещины с раскрытием не более 0,5 мм) и Sikadur®-52 Injection (с раскрытием до 5 мм). Обе смолы имеют низкую вязкость. Смолу высокой вязкости Sikadur®-53 применят для подводного ремонта трещин с раскрытием 5–30 мм.

Для проведения конструкционного ремонта бетона используют тиксотропные составы Sika MonoTop® -312 N или 412 N или составы литого типа Sika MonoTop® - 336 N/436 N, двух- и трехкомпонентные составы Sikadur®-31 или 41.

Метод торкретирования

Применяется для восстановления железобетонных конструкций, укрепления фундаментов, арок, сводов, гидротехнических сооружений. Технология универсальна и используется на самых разных объектах.

Метод торкретирования заключается в подаче под высоким давлением на подготовленную поверхность торкрет-бетона, что обеспечивает защиту сооружения и продление срока эксплуатации.

Послойный набрызг под давлением состава для ремонта бетона даёт возможность:

  • обеспечить высокую адгезию наносимого состава к поверхности;
  • получить монолитную конструкцию высокой прочности;
  • выполнять ремонт конструкций со сложными поверхностями;
  • значительно ускорить процесс выполнения ремонта.

Торкрет-бетон наносится сухим или мокрым способом. При сухом способе смешивание смеси с водой происходит в распылителе, при мокром ― на стадии приготовления. За счёт послойного набрызга улучшается структура бетонного слоя. Требуемые эксплуатационные характеристики достигаются применением в составе различных присадок, процентным соотношением цемента и наполнителей. При этом минимальный объем цемента в составе не может быть меньше 300 кг/м³.

Для мокрого способа торкретирования Sika предлагает тиксотропные растворы Sika® MonoTop-312 N или 412 N, финишную шпатлевку Sika MonoTop-723 N.

Для сухого торкретирования используют готовые смеси Sika® Gunit-03 Normal, Sikacrete®-02 Gunit, Sikacrete®-04 Gunit.

Метод заливки в опалубку

Применяется для ремонта конструкций со степенью разрушения свыше 40 мм. Такие дефекты значительно снижают несущую способность бетонной конструкции. Для использования берут высококачественные цементные смеси для ремонта бетона, на основе которых изготавливаются однокомпонентные растворы Sika Monotop®-332 N, 336 N, 436 N класса R3 и R4.

При заливке в опалубку сначала удаляют повреждённые участки поверхности, конструкцию тщательно очищают, увлажняют сохранённые прочные участки. Заливка производится непрерывно, вибраторы не применяют.

Компания Sika предлагает комплексные решения и высококачественные материалы для ремонта бетонных конструкций различного функционального назначения. Обращайтесь по телефону: +7 (495) 5-777-333.

Методы ремонта и усиления монолитных железобетонных перекрытий внешним армированием на основе углеволокна при восстановлении их работоспособного технического состояния Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

DOI: 10.12737/artide_5a816bdad8393L50960733

Римшин В.И., член-корр. РААСН, д-р техн. наук, проф.,

Кузина Е.С., магистрант, Валевич Д.М., магистрант

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

МЕТОДЫ РЕМОНТА И УСИЛЕНИЯ МОНОЛИТНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЕРЕКРЫТИЙ ВНЕШНИМ АРМИРОВАНИЕМ НА ОСНОВЕ УГЛЕВОЛОКНА ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИ ИХ РАБОТОСПОСОБНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО

СОСТОЯНИЯ

[email protected]

Для ремонта и усиления участков несущих конструкций проводят комплекс мероприятий: ремонт бетонных поверхностей конструкций, подготовка поверхности под усиление, усиление железобетонных конструкций углеродными лентами, устройство защитного покрытия, устройство огнезащиты, ремонт трещин, устройство силовой набетонки со стальной арматурой. В статье подробно рассмотрены технические процессы производства работ по усилению железобетонных монолитных перекрытий углеродными лентами, входящими в данный комплекс. Технические решения, рассмотренные в статье, соответствуют требованиям всех нормативных документов и правил, и обеспечивают безопасную и надёжную эксплуатацию объекта при соблюдении предусмотренных мероприятий и правил эксплуатации.

Ключевые слова: усиление, композитные материалы, углеродные ленты, армирование железобетонных конструкций.

Введение. На сегодняшний день обеспечение безопасности и надёжности зданий и сооружений, а также их отдельных конструкций как на стадии возведения, так и на этапе эксплуатации является основополагающим, и этому вопросу многие российский и иностранные исследователи и инженеры уделяют большое внимание. Такой интерес обусловлен возросшей необходимостью обеспечить надежную эксплуатацию уникальных, дорогих, исторически значимых конструкций, демонтаж и замена которых значительно дороже ремонта или невозможна вообще [2]. Повреждения железобетонных конструкций, как правило, связаны с коррозией, перегрузкой отдельных элементов и неправильной эксплуатацией, ошибками проектирования и производства работ. Усиление конструкций зданий и сооружений углеволокном по праву можно считать одним из самых «бережных» способов восстановления и повышения эксплуатационных характеристик строительных конструкций [3]. При таком методе усиления обычно железобетонную конструкцию усиливают элементами внешнего армирования (композитные ленты и холсты) со стороны растяжения волокон, но есть примеры успешного усиления сжатой зоны. Проект разрабатывают на основании технического задания и требований нормативной документации. Работы по усилению перекрытий должны выполняться бригадой рабочих, прошедших соответствующее обучение и инструктаж. Отступления от проекта производства работ допустимы только с согласия

Заказчика, о чем делается запись в журнале работ.

Методология. Для ремонта и усиления участков несущих железобетонных перекрытий требуется проводят комплекс основных мероприятий: ремонт бетонных поверхностей конструкций, подготовка поверхности под усиление, усиление железобетонных конструкций углеродными лентами, устройство защитного покрытия, устройство огнезащиты, ремонт трещин, устройство силовой набетонки со стальной арматурой.

Нижнее армирование плит перекрытия (поверхность потолка) производят с помощью системы внешнего армирования (СВА) из углево-локна <^ЬАгт» российского производства углеродными лентами «ИЬЛгш Таре -530/300». Верхнее армирование плит перекрытия (поверхность пола) производят путём устройства силовой набетонки, армированной стальной арматурой, толщиной 85 мм на отметке -4.350 и толщиной 70 мм на отметке -8.100.

Основная часть. До начала производства работ необходимо ознакомить рабочий персонал с разработанными мероприятиями по обеспечению безопасности работающих, совместно с ответственным лицом Заказчика за организацию безопасных условий труда оформить наряд-допуск для проведения работ на выделенной территории, Заказчик определяет границы производственных территорий, участков работ и рабочих мест, предоставляемых Подрядчику для производства работ, а также согласовывает право размещения строительной площадки на территории

частных парковочных мест с их владельцами, Заказчик обеспечивает доступ к участкам, на которых выполняются работы по ремонту и усилению: демонтирует коммуникации, оборудование, конструкции (перегородки), попадающие в зону производства работ, в объеме, необходимом для проведения работ, Заказчик обеспечивает Подрядчика точкой подключения к сети переменного тока 220 В на удаление от места производства работ не более 25 м. Подрядчик подключает все оборудование через исправные влагозащищен-ные удлинители в розетки в предоставленной точке подключения, Заказчик предоставляет Подрядчику место для обустройства бытового помещения, в котором подготовлены места для переодевания персонала, складирования инструмента, оборудования, а также хранения материалов, на рабочем месте хранить материал только в размере потребности на смену, Заказчик производит подключение Подрядчика к инженерным сетям, подготовить рабочие места и оснастить их индивидуальными средствами безопасности, Заказчик предоставляет Подрядчику места для складирования строительного мусора, произвести осмотр объекта и установить опасные зоны, ИТР (инженерно-техническим работникам) следует изучить проектно-сметную документацию, ознакомиться с условиями работ и данным ППР, ознакомить рабочих с ППР под подпись и проинструктировать их по соответствующим видам работ. Работы по ремонту и усилению участков несущих железобетонных перекрытий выполнять в соответствии с графиком производства работ.

До начала производства работ по ремонту и усилению участков несущих железобетонных перекрытий необходимо подготовить рабочие места: обозначить зону производства работ сигнальной лентой; по периметру зоны вывесить знаки «Проход запрещен», установить инвентарные рамные леса высотой до 3 м в зоне производства работ.

При выполнении работ по усилению перекрытий производят обеспыливание поверхности конструкции с помощью компрессора [5]. Ремонтируемую поверхность обрабатывают грунтовкой глубокого проникновения «Русеан» для повышения адгезии ремонтного состава к поверхности, наносят грунтовку с помощью кисти или щетки. Ремонтный состав укладывают непосредственного на поверхность нанесения грунтовки. Ремонт разрушенных участков бетона производят путём послойного восстановления геометрии конструкции полимерным ремонтным составом с высокой адгезией к «старому» слою бетона -«FibARM Repair FS» (для повреждений глубиной до 20 мм и финишного выравнивания поверхно-

сти). Для приготовления растворной смеси ремонтного состава «FibARM Repair FS» используют чистую воду температурой 20±2 °C. Раствор приготавливается в следующих пропорциях: 0,19 л воды: 1 кг сухой смеси. Сухую смесь засыпают в заранее отмеренное количество воды и перемешивают не менее двух минут до однородной пастообразной консистенции вручную или механическим способом, используя электродрель со специальной насадкой. Время использования раствора составляет не более 30 минут с момента затворения. Растворную смесь наносят на ремонтируемый участок шпателем или мастерком и выполняют послойное восстановление геометрии конструкции: по 10-15 мм. Разравнивание смеси производят вручную, используя терки или полутерки. Дополнительные слои могут быть нанесены после того, как первый слой полностью схватился - примерно через 30 минут. Для обеспечения сцепления между слоями поверхность первого слоя должна остаться шероховатой. Со вторых суток регулярно производят увлажнение восстановленной зоны.

Подготовка поверхности под усиление. Поверхность бетона должна быть чистой, без масляных пятен, высолов, наличия цементного молочка. В соответствии со схемами усиления, на поверхность бетона мелом, или маркером наносят разметку расположения углепластико-вых накладок. Зоны увеличивают на 3-4 см со всех сторон в связи с возможными погрешностями при производстве работ. Углошлифовальной машинкой с насадкой «чашка с алмазной крошкой» выполняют шлифование усиливаемых зон поверхности бетона до обнажения крупного заполнителя. Неровности поверхности не должны превышать 5 мм на базе 2 м, а локальные дефекты не превышать 1 мм на базе 0,3 м. Далее производят обеспыливание поверхности конструкции кистью или с помощью промышленного пылесоса. Для выравнивания поверхности в зонах с небольшими сколами, выбоинами и неровностями менее 5 мм используют эпоксидную шпаклевку «MapeWrap 11/12». Приготовление и расход материала производят в соответствии с инструкцией производителя. Для улучшения адгезии, перед нанесением шпаклевки осуществляют огрунтовку поверхности низковязкой смолой «MapeWrap primer 1». Приготовление и расход материала в соответствии с инструкцией производителя. Перед нанесением шпаклевки оставляют время для того, чтобы грунтовка впиталась в основание - примерно 15 минут. Сверху невысохшей грунтовки шпателем наносят шпаклевку «MapeWrap 11/12», разравнивают при помощи шпателя.

Усиление железобетонных конструкций углеродными лентами. Все работы по усилению конструкций производят только после максимально возможной разгрузки усиливаемых элементов. После усиления приложение нагрузки к усиленным конструкциям допускается не ранее чем через десять суток после завершения работ по усилению. Работы с ремонтными составами и составами по подготовке поверхности проводят в строгом соответствии с инструкциями по их применению [7-12]. При температурах поверхностей, контактирующих с данными материалами ниже минимальных требуемыхустраивают тепловой контур. При наличии трещин в усиливаемых конструкциях раскрытием более 0.3 мм выполняют работы по заполнению трещин составом «MC-Injekt 1264» или аналогом. Усиление железобетонных конструкций путем внешнего армирования углеродными лентами «FibARM Tape 530/300» выполняют устройством на предварительно подготовленной поверхности конструкции высокопрочного внешнего армирования - углепластиковых накладок [6]. Накладки образуются путем пропитки и наклейки углеродных лент «FibARM Tape 530/300» специальным двухкомпонентным составом «FibARM Resin

530+» на основе эпоксидных смол. После полимеризации смолы, углепластик работает совместно с конструкцией, воспринимая растягивающие усилия. В процессе работ при помощи ножниц раскраивают требуемую длину углеродной ленты. Раскрой осуществляют на чистой ровной поверхности, покрытой защитной пленкой. Производят пропитку ленты эпоксидным составом с двух сторон, затем складывают ленту от краев к центру. Кистью или малярным валиком на поверхность бетона наносят слой грунтовочного состава «MapeWrap primer 1». Затем кистью или малярным валиком на поверхность бетона наносят слой адгезива «FibARM Resin 530+». Предварительно пропитанную углеродную ленту FibARM Tape 530/300» разматывают от середины к краям по нанесенному адгезивному слою шпателем или прикаточным валиком. Отверждение углепластика происходит в течение 24-х часов при температуре выше +20 °С и 36 часов при температуре от +12 °С до +20 °С [20]. Полная полимеризация углепластика (для возможности восприятия расчетных нагрузок) происходит не менее чем через 7 суток [21].

Схема наклейки углеродных лент приведена на рисунках 1-5.

® © © Рис. 1. Нижнее армирование плиты перекрытия на отм.-8.100 (наклейка на потолок)

Рис. 2. Схема расположения участка усиляемого перекрытия в габарите очей «8-10/Д-Ж» на отм. -8.100

Рис. 3. Нижнее армирование плиты перекрытия на отм,- 4.350 (наклейка на потолок)

Рис. 4. Разрез 1-1.

Рис. 5. Схема расположения участка усиляемого перекрытия в габарите осей «8-10/Д-Ж» на отм. -4.350

Устройство защитного покрытия. Для

улучшения сцепления защитного покрытия уг-лепластиковые накладки из углеродных лент после монтажа присыпают кварцевым песком [1315]. После отверждения углепластика на его по-

верхность наносят кистью или шпателем защитное полимерцементное покрытие из ремонтного состава «FibArm Repair FS». Ежедневно, начиная со вторых суток, регулярно производят увлажнение смонтированного защитного покрытия в течение трех дней.

Выводы. Рассмотренный метод усиления железобетонных конструкций (плит перекрытия) позволяет устранить последствия разрушения бетона и коррозии арматуры в результате длительного воздействия природных факторов и агрессивных сред в процессе эксплуатации [16]. Усиление конструкций углеволокном является одним из самых современных методов. Результатом его использования является повышение прочностных характеристик конструкции, в том числе при чрезвычайных нагрузках, увеличение срока эксплуатации и надежности здания без применения тяжелых армирующих конструкций, металлических и железобетонных бандажей и обойм, что делает его применение одним из наиболее практичных и популярных способов усиления конструкций [17-19].

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Анпилов С.М., Гайнулин М.М., Ерышев В.А., Мурашкин В.Г., Мурашкин Г.В., Анпилов М.С., Римшин В.И., Сорочайкин А.Н. Несъемная стеновая опалубка. Патент на полезную модель RUS 147740 08.07.2014.

2. Анпилов С.М., Ерышев В.А., Гайнулин М.М., Мурашкин В.Г., Мурашкин Г.В., Анпилов М.С., Римшин В.И., Сорочайкин А.Н. Сборный строительный элемент. Патент на полезную модель RUS 147452 08.07.2014.

3. Бондаренко В.М., Римшин В.И. Диссипа-тивная теория силового сопротивления железобетона. М., 2015. 111 с.

4. Бондаренко В.М., Римшин В.И. Остаточный ресурс силового сопротивления поврежденного железобетона // Вестник Отделения строительных наук Российской академии архитектуры и строительных наук. 2005. № 9. С. 119.

5. Курбатов В.Л., Римшин В.И. Практическое пособие инженера-строителя; Курбатов В.Л., под ред. В. И. Римшина. Москва, 2012.

6. Курбатов В.Л., Римшин В.И., Шумилова Е.Ю. Строительно - техническая экспертиза. Минеральные Воды, 2015. 262 с.

7. Ларионов Е.А., Римшин В.И., Василькова Н.Т. Энергетический метод оценки устойчивости сжатых железобетонных элементов // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2012. № 2. С. 77-81

8. Римшин В.И., Греджев В.А. Основы правового регулирования градостроительной деятельности. М., 2015. (2-е издание, переработанное и дополненное).

9. Римшин В.И., Греджев В.А. Правоведение. Основы законодательства в строительстве. Москва, 2015. Сер. Учебник XXI век. Бакалавр

10.Римшин В.И., Греджев В.А. Правовое регулирование городской деятельности и жилищное законодательство. М., 2013. (2-е издание).

11.Antoshkin V.D., Erofeev V.T., Travush V.I., Rimshin V.I., Kurbatov V.L. The problem optimization triangular geometric line field // Modern Applied Science. 2015. Т. 9. № 3. С. 46-50.

12.Bazhenov Y.M., Erofeev V.T., Rimshin V.I., Markov S.V., Kurbatov V.L. Changes in the topology of a concrete porous space in interactions with the external medium // Engineering Solid Mechanics № 4. 2016. С.219-225.

13.Erofeev V.T., Zavalishin E.V., Rimshin V.I., Kurbatov V.L., Mosakov B.S. Frame composites based on soluble glass // Research Gournal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2016. T. 7.№ 3. С. 2506-2517.

14.Erofeev V.T., Bogatov A.D., Bogatova S.N., Smirnov V.F., Rimshin V.I., Kurbatov V.L. Biore-sistant building composites on the basis of glass wastes // Biosciences Biotechnology Research Asia. 2015. Т. 12. № 1. С. 661-669.

15.Erofeev V., Karpushin S., Rodin A., Tre-tiakov I., Kalashnikov V., Moroz M., Smirnov V., Smirnova O., Rimshin V., Matvievskiy A. Рhysical and mechanical properties of the cement stone based on biocidal portland cement with active mineral additive // Solid State Phenomena. 2016. Т. 871. С. 2832.

16.Krishan A.L., Troshkinaa E.A., Rimshin V.I., Rahmanov V.A., Kurbatov V.L. Load-bearing capacity of short concrete-filled steel tube columns of circular cross section // Research Gournal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2016. T.7. № 3. С. 2518-2529.

17.Korotaev S.A., Kalashnikov V.I., Rimshin V.I., Erofeeva I.V., Kurbatov V.L. The impact of mineral aggregates on the thermal conductivity of cement composites // Ecology, Environment and Conservation. 2016. T. 22. № 3. С. 1159-1164.

18.Krishan A., Rimshin V., Markov S., Erofeev V., Kurbatov V. The energy integrity resistance to the destruction of the long-term strength concrete // Procedia Engineering 1. 2015. С. 211217.

19.Rimshin V.I., Larionov E.A., Erofeyev V.T., Kurbatov V.L. Vibrocreep of concrete with a nonuniform stress state // Life Science Journal. 2014. Т. 11. № 11. С. 278-280.

20.СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции».

21.СП 164.1325800.2014 «Усиление железобетонных конструкций композитными материалами».

Информация об авторах

Римшин Владимир Иванович, доктор технических наук, профессор. E-mail: [email protected]

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет. Россия, 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26

Кузина Екатерина Сергеевна, магистрант. E-mail: [email protected]

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет. Россия, 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26

Валевич Денис Михайлович, магистрант. E-mail: [email protected]

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет. Россия, 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26

Поступила в декабре 2017 г. © Римшин В.И., Кузина Е.С., Валевич Д.М., 2018

V.I. Rimshin, E.S. Kuzina, D.M. Valevich THE METHODS OF REPAIR AND STRENGTHENING CONCRETE CEILINGS BY EXTERNAL CARBON FIBER REINFORCEMENT DURING RESTORING THEIR FUNCTIONAL STATE

The set of measures is carried out in order to repair and strengthen sections of load-bearing structures, : repair of concrete surfaces of structures, preparation of reinforcing surfaces, reinforcement of reinforced concrete structures with carbon strips, protective coating, fire protection device, repair of cracks, construction of reinforced concrete with steel reinforcement. The article is considered in details the technical processes of production works on reinforcement concrete monolithic ceilings by carbon bands that are included in the complex. The technical solutions considered in the article comply with the requirements of all normative documents and rules, and ensure the safe and reliable operation of the facility subject to the observance of the stipulated activities and operating rules.

Keywords: reinforcement, composite materials, carbon tapes, reinforcement of concrete structures.

Information about the authors Vladimir I. Rimshin, PhD, Professor E-mail: [email protected]

Moscow State University of Civil Engineering (National Research University). Russia, 308012, Moscov, Yaroslavskoe highway, 26.

Ekaterina S. Kuzina, Master student. E-mail: [email protected]

Moscow State University of Civil Engineering (National Research University). Russia, 308012, Moscov, Yaroslavskoe highway, 26.

Denis M. Valevich, Master student. E-mail: [email protected]

Moscow State University of Civil Engineering (National Research University). Russia, 308012, Moscov, Yaroslavskoe highway, 26.

Received in December 2017

Инъектирование бетона – восстановление монолитных конструкций

Технология инъектирования бетона применяется для гидроизоляции и устранения дефектов в строительных конструкциях. Суть метода состоит в заполнении специальными составами трещин и полостей, возникающих при возведении и эксплуатации монолитных домов, фундаментов, подземных сооружений. Изоляционные материалы подают под давлением, благодаря чему они проникают даже в незначительные повреждения бетона.

Инъектирование бетона – технология восстановления и гидроизоляции

Инъектирование бетона – уникальная технология, с помощью которой можно выполнить наружную гидроизоляцию изнутри без серьезных земляных работ. Метод настолько эффективен, что позволяет обойтись без капитальной реконструкции сильно поврежденной бетонной поверхности.

Для инъекционной гидроизоляции бетона применяют специализированные смеси, в состав которых входят эпоксидные смолы, полимерные добавки или полиуретан. Готовые растворы отличаются слабой вязкостью. Они отлично проникают в поры и трещины стройматериала, заполняют пустоты.

Инъектирование применяют для восстановления и гидроизоляции подземных сооружений (подвалов, паркингов), монолитных железобетонных фундаментов и других конструкций.

Его преимущества очевидны:

  1. Высокая адгезия ко всем стройматериалам.
  2. Эластичность.
  3. Способность переносить большие нагрузки.
  4. Возможность применения в конструкциях, армированных металлом.
  5. Невосприимчивость к коррозии.
  6. Химическая и биологическая стойкость.
  7. Износоустойчивость.

После застывания составы образуют прочные и эластичные барьеры, предотвращающие попадание влаги в поры материала. Свойства изоляторов не зависят от температуры окружающей среды, поэтому работы можно проводить в любую погоду.

Свойства инъекционных составов

Для инъектирования применяют различные составы, каждый из которых обладает собственными свойствами, поэтому подбор материалов лучше доверить специалисту. Он и определит в зависимости от состояния бетона и воздействия на него различных факторов, какой состав потребуется для обработки.

Кратко о сфере применения разнотипных растворов:

  • Эпоксидные смолы. Их применяют для повышения прочности бетонных оснований. Они проникают в мельчайшие трещины и пустоты. Единственный недостаток инъектирования эпоксидными смолами – высокая цена гидроизоляции и восстановления поверхностей.
  • Полимерцементные составы. Материалы этого типа также применяют для улучшения структуры бетона. По эффективности они уступают эпоксидным смолам, но обходятся дешевле.
  • Материалы на основе полиуретана. Это универсальные растворы для гидроизоляции фундаментов, стен из бетона, подвалов, цоколей. Их применяют для заполнения швов и стыков конструкций, обработки проемов и отверстий.

 

Особенности технологии и этапы проведения работ

Перед началом работ подготавливают технологические отверстия и устанавливают пакеры, через которые будут подаваться гидроизоляционные смеси. Далее материалы закачивают внутрь конструкции. Показателем равномерности заполнения пустот служит появление состава из соседних пакеров.

Важно не закачать слишком много смеси, иначе прочность бетона может быть нарушена. Когда работа будет закончена, остается отсоединить трубки, закрыть пакеры и защитить обработанную поверхность пленкой. В течение 2-7 дней состав застынет, после чего можно убрать пленку и нанести декоративное покрытие.

Специалисты компании «КД Дельта» принимают заказы на инъекционную гидроизоляцию. Мы гарантируем надежную защиту вашего объекта от влаги и повреждений. Чтобы убедиться, посмотрите фото работ по гидроизоляции. Сделайте заказ уже сегодня. Наш менеджер на связи и готов принять ваш звонок.

 



Ремонт бетонных конструкций: восстановление бетона в Москве

В состав большинства важнейших структурных элементов современных зданий входит бетон. Это композиционный материал, имеющий сложную пористую структуру. Незаменимый в строительстве, он претерпевает в процессе эксплуатации большие механические напряжения, подвержен химическим, климатическим нагрузкам. К тому же материал страдает от коррозии, подвержен естественной усадке. Большую проблему для него представляют длительные протечки, возникающие в инженерных системах сооружений.

Компания QASR с помощью новых технологий устраняет распространение повреждений, деформаций, растрескивания, проводит ремонт бетона и железобетона. Выполнение ремонтных работ остановит разрушение, восстановит исходные показатели материала, продлит его службу на срок от 15 до 40 лет.

Требования к ремонтным составам

Чтобы найти материал, с которым будет вестись восстановление бетонных конструкций, нужно предварительно провести подробный технический анализ конструкций, условий их эксплуатации. Строительный состав должен подходить марке, а также отвечать ряду требований, таких как:

  • сходство по структуре с материалом основы;
  • отсутствие усадки;
  • хорошая водонепроницаемость и высокая адгезия;
  • стойкость к процессам карбонизации, то есть отсутствие способности поглощать из воздуха углекислый газ;
  • хорошая текучесть;
  • химическая инертность к хлоридам, то есть их попадание в бетон не допускается;
  • тиксотропность или способность разжижаться при механическом воздействии;
  • удобство нанесения.

Ремонтный состав должен по возможности соответствовать всем перечисленным требованиям. Тогда ремонт бетонных и железобетонных конструкций позволит восстановить утраченные свойства, предохранит от коррозии.

Выбор состава для ремонта

Специалисты QASR выбирают ремонтный состав с учётом данных технического обследования. Обращают внимание на степень ответственности здания, такие показатели, как фактическая несущая способность, уровень нагрузки, выраженность дефектов, основные факторы, вызвавшие разрушение бетона. Для составления технологической карты или регламента играет роль доступность конструкции, требования к её внешнему виду, общий объём работ.

Материалы, с которыми проводится конструкционный ремонт бетона, должны обязательно соответствовать строительным стандартам. К таким составам относятся:

  • тиксотропные сухие смеси с полимерной либо стальной латунизированной фиброй, которые отличаются высокой прочностью, не дают усадку, формируют защитное покрытие против коррозии, способствуют хорошему сцеплению;
  • сульфатостойкие смеси сверхбыстрого застывания, основанные на цементном вяжущем, которым достигается надёжная гидроизоляция бетонных конструкций, способность быстро остановить даже сильную течь;
  • фиброармированные эластичные покрытия либо составы на основе эпоксидполиуретана, которые придают устойчивость бетону даже при наличии значительных трещин, уберегают материал от разрыва.

Подготовка поверхности

На объекте рабочие проводят ограждение участка будущих работ, организуют там освещение. Специальное оборудование проходит техническую проверку на холостом ходу. Активные протечки в рабочей зоне подлежат устранению. Процесс подготовки может задействовать разные технологии.

В подавляющем большинстве случае ремонт бетонных конструкций ведётся механическим методом. Если подготовка материала производится механическим способом, применяются отбойные молотки, перфораторы, пневмоотбойники, пескоструйные и дробеструйные машины, фрезы, шлифовальная техника.

При термической подготовке потребуются кислородные горелки. К этому методу прибегают, когда дефекты расположены на небольшой глубине, а также имеются загрязнения маслом, резиной, прочей органикой. Поверхность бетона нельзя разогревать более чем до 90 градусов.

За температурной обработкой должна идти гидравлическая или механическая. Гидравлический метод подразумевает применение аппаратов высокого давления.

Ждём ваших заявок!

Реконструкция бетона – непростая техническая задача, которую решат на вашем объекте специалисты QASR. Компания принимает заявки на ремонтные работы по телефону, в формате электронной почты или формы обратной связи, находящейся на этом сайте. Мы всегда рады видеть вас в нашем офисе.

Мы подберём подходящий ремонтный состав. Весь цикл работ выполним оперативно, технологически грамотно и по умеренным ценам.

Ремонт бетонных полов

В процессе эксплуатации на бетонных полах появляются сколы, трещины и отслоения верхнего слоя бетона. В нашей организации работает технолог производственных работ, это специалист с большим опытом работы в строительной сфере, являющийся экспертом в области производства работ по заливке монолитных конструкций и обустройству бетонных полов.

Случается, что в процессе эксплуатации на бетонных полах и монолитных конструкциях появляются сколы, трещины и отслоения верхнего слоя бетона.

Обычно эти дефекты вызваны рядом производственных или эксплуатационных ошибок.

Ошибки при эксплуатации бетонных полов

Нужно выделить две наиболее часто встречающиеся ошибки, которые можно обнаружить только в процессе эксплуатации бетонной конструкции — это некачественный бетон и низкое качество работ подрядной организации. Давайте рассмотрим каждый вопрос подробнее.

Бетон — это смесь, состоящая из цемента песка щебня и воды и кажется, что все заводы должны делать одинаковый бетон, соответствующий ГОСТу – 26633 – 2012 г., из одинаковых компонентов. Но тогда почему цена так сильно отличается у разных производителей? Самый распространённый способ уменьшить стоимость бетона в нашем регионе — это добавление в состав бетонной смеси металлургического шлака, который увеличивает объём готовой продукции. Также можно встретить использование щебня не серого гранитного, а более дешёвого и менее прочного зелёного, опять же, металлургического. Ну и стоит отметить использование цемента разных производителей, с различающимися характеристиками химической реакции при замесе товарного бетона на заводе.

Вторая ошибка – это выбор подрядчика для проведения работ. Как правило, выбор осуществляется по одному критерию – цене выполнения работ. А желательно обращать внимание на опыт работы, количество завершённых объектов и наличие собственных инструментов и средств механизации труда.

Также часто сталкиваемся с такой проблемой как пропитывание бетона машинным маслом, вытекающим из технологического оборудования в производственных цехах. Вследствие этого нарушается связь между составляющими элементами бетона, что приводит к разрушению бетонного основания и необходимости его ремонта.

Наша компания готова предложить вам готовые технические решения с подробным описанием процесса реставрации бетонного пола.

Работы по ремонту бетонных полов проводятся под контролем технолога производственных работ. Это специалист с большим опытом работы в строительной сфере, являющийся экспертом в области производства работ по заливке монолитных конструкций и обустройству бетонных полов.

Ремонт железобетонных конструкций в Москве

Опыт обследования и эксплуатации зданий и сооружений, как вновь построенных, так и эксплуатируемых показывает, что немалая доля строительных конструкций имеет те или иные дефекты и повреждения.

Виды дефектов бетонных конструкций

Дефектом строительной конструкции называют ее несоответствие требованиям проектной или нормативной документации. Дефекты возникают в процессе строительства или изготовления конструкции в заводских условиях и являются следствием нарушения технологии работ. Так, к примеру, дефектами железобетонных конструкций являются каверны, которые возникают вследствие недостаточного уплотнения бетонной смеси в процессе заливки в опалубку, усадочные трещины, являющиеся следствием нарушения технологии бетонирования и т.д. При их большом размере они могут отрицательно влиять на несущую способность конструкции, снижая ее.

Повреждения строительных конструкций возникают в процессе эксплуатации и могут являться следствием дефектов или воздействия внешних факторов. Так, примером повреждений железобетонных конструкций могут являться различные сколы бетона, которые при большом размере могут приводить к снижению их несущей способности и долговечности.Кроме того, оголение арматуры неизбежно приведет к ее коррозии, что запустит длительный процесс разрушения конструкции.

Решение

Наличие дефектов и повреждений не означает, что на строительной конструкции нужно ставить крест и производить демонтаж. Современные составы позволяют выполнять ремонт бетона конструкций, что позволяет обеспечить ее дальнейшую эксплуатацию.

В связи с этим на рынке стали появляться специальные составы, предназначенные для ремонта бетона. Одними из лидирующих в данном сегменте являются материалы «Скрепа М500 Ремонтная» и «Скрепа М700 Конструкционная» производства от ГК «Пенетрон-Россия». Они обладают следующими свойствами:

  • Короткие сроки схватывания
  • Высокая прочность на сжатие в ранние сроки
  • Пластичность, тиксотропность и удобоукладываемость
  • Высокая адгезия к строительному основанию
  • Высокие показатели по водонепроницаемости, морозостойкости и износостойкости
  • Коррозионная стойкость и долговечность
  • Отсутствие усадки

Большинство современных зданий построены с использованием железобетона, так как этот материал очень прочен, надежен и долговечен. Со временем, под влиянием негативных внешних факторов или в связи с нарушением технологии бетонирования на этапе строительства, могут проявиться дефекты. Восстановление и ремонт железобетонных конструкций поможет устранить риски, угрожающие целостности сооружения и даже жизни находящихся там людей. Своевременный ремонт трещин в бетонных конструкциях обеспечит защиту от различных аварийных ситуаций, сэкономит деньги.

Погрузочно-разгрузочные работы и ремонт самолетов | Монолитно-купольный институт

Airform = высокотехнологичная тканевая структура

Из-за дороговизны Airform следует проявлять особую осторожность, чтобы не повредить ее. Наиболее вероятно, что Airform повредится при транспортировке к месту работы; распространение его; прикрепляя его; и надувать его.

Большое внимание уделяется факторам растяжения в Воздушной форме и любым другим аномалиям, чтобы здание надулось до своей правильной формы.Очевидно, что это надутое здание, и очевидно, что невозможно точно предсказать форму конструкции. Поэтому важно сделать поправку на немного большую или немного меньшую конструкцию.

Работа с воздушной формой

Избегайте использования острых инструментов против самой Airform. Плоскогубцы нельзя использовать на Airform. Рабочему очень удобно брать Airform плоскогубцами. Это создает слабое место и не является хорошей практикой. Это не приведет к катастрофе, но, тем не менее, это плохая идея.

Операторы вилочного погрузчика

должны быть предупреждены, чтобы случайно не проткнуть вилочный захват вилочного погрузчика Airform. Это вызывает много горя, поскольку создает дыры во многих местах Воздушной формы.

Разворачивая воздушную форму

Airform нельзя раскатывать над острыми предметами. Большинство материалов Airform имеют толстую и тонкую стороны. Толстая сторона - это гладкая сторона, а тонкая - более грубая. Держите толстую сторону по погоде. Это защищает нити от солнца.

Обязательно, чтобы Airform была равномерно распределена по опоре. Это можно сделать, только тщательно измерив опору и разметив ее на участки, соответствующие участкам, отмеченным на Airform. Никогда не натягивайте его, как старый носок. Если Airform не распределен равномерно, это может создать большое напряжение в неправильных местах и ​​разрушить Airform.

Воздушные формы поднимаются давлением воздуха. Итак, угадайте, что? Их намного легче перемещать по строительной площадке, если под ними есть прослойка воздуха.Используйте основные блоки накачки или вспомогательные вентиляторы, чтобы нагнетать воздух под Airform. Имея слой воздуха под Airform, его можно легко «сдвинуть» на место. Это избавляет от необходимости тянуть с собой оборудование.

Если тянуть за Airform с оборудованием, это может привести к защемлению и разрывам, а также к аннулированию гарантии. Используйте воздух. Тканевая трубка, прикрепленная к инфлятору, или вентилятор зерносушилки с трубкой - это простые способы нагнетания воздуха под Airform по мере его распространения.

Крепление монолитного купола Airform

  1. Подсчитайте количество забоев вокруг Аэрформы.Наметьте их на швах шариковой ручкой. Начни с нуля.
  2. Когда у вас есть точный подсчет забоев, измерьте фактическое расстояние вокруг фундамента. Разделите периметр на количество выступов и затем отметьте жирным маркером на фундаменте, где проходит каждое из выступов. Это может быть сделано на каждой третьей забивке или только на главной забивке, в зависимости от размера купола.
  3. Воздушная форма должна быть выложена поверх фундамента. Равномерно покрыть всю окружность фундамента.Просевы должны соответствовать отметкам на фундаменте.
  4. Убедитесь, что вы прикрепили Airform с одной стороны, а затем с противоположной. Затем прикрепите точки четверти и их противоположности и продолжайте равномерно по всему периметру. Если вы начнете с одного места и продолжите все кругом, вы будете ошибаться почти каждый раз. Airform растянется, чтобы плотно прилегать к основанию.

Нам нужно знать, подходит ли он идеально или нет. Мы постоянно работаем над этой технологией. Нам нужны ваши отзывы и помощь в совершенствовании проектирования и производства.

Надувание воздушной формы

После того, как Airform установлена, прикручена и тщательно проверена, ее можно надуть.

ПРИМЕЧАНИЕ: Измерение давления воздуха здесь будет в дюймах водяного столба (WC). Это величина перепада давления воздуха, необходимая для подъема воды в колонне.

Надувание НЕ должно производиться при сильном ветре. Airform наиболее уязвим, когда он частично надут. Для надувания следует выбрать время, когда ветер будет слабым - менее 10-15 миль в час.Меньше 5 миль в час, безусловно, наиболее желательно.

В небольших зданиях надувание обычно занимает менее 30 минут. Во время надувания абсолютно необходимо продолжать осмотр. Процедура надувания должна соответствовать следующим инструкциям:

  1. Вентиляторы нагнетателя запускаются, и Airform надувается. Давление воздуха следует регулировать. Когда Airform впервые становится герметичным, внутреннее давление воздуха будет минимальным (примерно от одной до двух десятых дюйма).
  2. Затем необходимо проверить Airform на наличие слабых мест, отверстий и т. Д. Затем следует полностью проверить крепление Airform.

Ремонт аэродрома

Ремонт можно разделить на три вида. Во-первых, чисто косметический. Второй - необходимый, но не структурный, а третий - структурный. Мы постараемся охватить каждого отдельно.

Ремонт вмятин и царапин можно выполнить просто путем термической сварки заплатки. Мы используем слово «заплатка», но процесс состоит в том, чтобы нанести кусок того же материала Airform, чтобы укрепить и закрыть любые разрывы, отверстия или тонкие пятна.

Если ремонт можно производить с обратной стороны, это предпочтительно, потому что он менее заметен, чем с лицевой стороны. Если по какой-то причине обратная сторона недоступна, следует позаботиться о том, чтобы заплатка была не больше, чем необходимо. Обычно заделочный материал должен достигать двух дюймов за пределами ремонта. Если вы ремонтируете дыру, пройдите два дюйма во всех направлениях.

Мы рекомендуем накладывать заплатку путем термической сварки на месте. Тепловую сварку может выполнить любой, у кого есть оборудование и знания.Требуется специальная электрическая тепловая пушка, которая обеспечивает источник тепла. Эти единицы обычно принадлежат компаниям однослойной кровли, а также Monolithic. Ремонт осуществляется путем плавления двух материалов и их скатывания валиком с силиконовым покрытием.

Структурный ремонт необходим, если большие детали были повреждены в результате неправильного обращения или урагана во время надувания. Эти разрывы могут быть относительно небольшими, и в этом случае они, вероятно, не представляют большой проблемы.Или ущерб может быть настолько серьезным, как если бы Airform разделился на три части. Сильный ветер вызовет чрезвычайно высокую подъемную силу надутой воздушной формы. Если модель Airform «выскакивает» при сильном ветре, она обычно разрывает три стропы сверху вниз.

Для самого серьезного ремонта может потребоваться отправка Airform обратно на завод. Обычно в этом нет необходимости, если только полевые условия не диктуют это как решение.

Весьма удовлетворительный ремонт может быть произведен в полевых условиях даже до катастрофических разрывов.Обычно это достигается путем стыковки разорванного материала вместе и использования ремонтной полосы шириной от 4 до 8 дюймов для покрытия стыкового соединения. Очевидно, что соединение будет меньше проявляться, если полоса находится на нижней стороне, но ремонт будет одинаково хорошо работать с любой стороны.

Примечание: Эта статья была обновлена ​​в июле 2007 года.

Некоторые уроки усвоены на собственном опыте

Никогда не используйте стальные волокна вместо арматуры в монолитном куполе

Однажды в 1979 году (мы строили монолитные купола около трех лет) продавец из US Steel Company продавал стальную фибру.Он сказал мне, что если бы я использовал стальную фибру, мне больше не пришлось бы использовать арматуру в моих монолитных куполах.

Впоследствии я изучил стальные волокна и подумал, что они кажутся отличной альтернативой. Материалы, которые мне дала US Steel, выглядели хорошо. Я спросил о них доктора Арнольда Уилсона. Он сказал, что не верит, что стальные волокна будут работать. Я должен был отступить прямо тогда, но я этого не сделал.

Кажется, все это действительно имело смысл. Примерно в 1980 году я построил из них 50-футовый купол, затем 60-футовый, еще 60-футовый и 75-футовый.Боже, это было легко. Мы придумали способ использовать волокна, который был почти безупречным, и мы действительно начали поздравлять себя.

У нас был проект в Оклахоме, который включал два больших купола, каждый диаметром 105 футов. Мы построили первый и почти закончили его, когда верх упал. Когда он упал, мы подумали, что один из подрядчиков, помогавших нам, открыл обе двери и позволил давлению воздуха упасть слишком быстро. Итак, мы собрали все вместе. Казалось, все в порядке, поэтому мы начали со следующего купола.Когда мы почти закончили второй купол, мы сделали перерыв, когда KABOOM! вершина снова рухнула из первого купола. Мы немедленно переключились на арматуру и перестроили оба купола.

Во время процесса восстановления мой брат Рэнди позвонил мне с работы в Айове и сказал, что обрушился еще один волоконный купол. Мы заменили волокна арматурой и также закончили этот купол.

У нас был еще один большой купол в Северной Дакоте, который строился одновременно с использованием стальных волокон.Он находился в Фарго и имел диаметр 105 футов. Бригада собрала его, закончила и прочно. Мы задавались вопросом, не сделали ли мы что-то не так с двумя другими проектами. Но к тому времени я решил, что больше не хочу иметь ничего общего с волокнами.

Когда в Северной Дакоте пришла весна, пришло время срезать семенной картофель. Большой купол со стальными волокнами использовался для прорезания семян с резаком, расположенным в мертвой точке. Около двенадцати женщин работали целый день, каждый день около сеялки.Однажды в полдень все пошли домой обедать. Когда они вернулись, они обнаружили, что верхние 35 футов купола лежат на семенном резаке, разбив его плашмя. Если бы не обеденный перерыв, все они наверняка умерли бы.

Вероятно, это был бы конец купольного бизнеса. Как бы то ни было, американская сталь вышла из бизнеса по производству стальной фибры. В следующем году были поданы судебные иски, и выяснилось, что у US Steel есть доказательства в своих файлах, доказывающие, что волокна не работают должным образом с торкретбетоном.Это был ужасный беспорядок. Это стоило US Steel больших денег, это обошлось моей страховой компании в большие деньги и чуть не закончилось настоящей трагедией.

Итак, я отказался от волокон примерно пять лет назад. В 1999 году к нам пришла другая компания, производящая стальную фибру. Пропаганда этой компании утверждает, что они делают крюк из стального волокна, которое, по их словам, будет делать все, кроме вина и обеда. Итак, ради экспериментов мы построили из него 20-футовый купол. Мы называем это «волокнистая оболочка», и она находится здесь, на нашей территории.В нем можно увидеть восемнадцать крупных трещин. Эти трещины с каждым годом становятся больше, волокна не справляются со своей задачей.

Когда в обычном монолитном куполе есть трещина, арматурный стержень может принять давление и остановить рост трещины. Но когда в волоконном куполе есть трещина, это означает, что вы сломали волокно, если вы сломаете одно волокно, вы сломаете два, затем вы сломаете три и так далее.

Около года назад со мной связался пастор из Колорадо. У него был купол из стального волокна, который был построен моим первым конкурентом, который продолжал использовать стальное волокно - даже после того, как я перестал.Несмотря на мой опыт, он все еще думал, что это отличная идея, и построил этому парню церковь. За последующие пятнадцать лет трещины открылись настолько, что вы можете просунуть руку в стену церкви. Его инженер, как и мой инженер, осудили строительство. Это было небезопасно и будет продолжать ухудшаться, пока не упадет.

22 марта 2004 г.

методов ремонта бетона | Ассоциация государственной безопасности плотин

Содержание

Рекомендации по ремонту бетона

Способы ремонта

Рекомендации по использованию бетона

Ремонт трещин

Сохраните эту страницу как информационный бюллетень владельца плотины для печати [PDF]


Бетон - недорогой, прочный, прочный и основной строительный материал, который часто используется в плотинах для основных стен, водосбросов, успокоительных бассейнов, контрольных вышек и защиты откосов.Однако плохое качество изготовления, строительные процедуры и строительные материалы могут вызвать дефекты, которые впоследствии потребуют ремонта. Любое длительное ухудшение или повреждение бетонных конструкций, вызванное текущей водой, льдом или другими природными силами, должно быть исправлено. Пренебрежение выполнением периодического технического обслуживания и ремонта бетонных конструкций по мере их возникновения может привести к выходу конструкции из строя со структурной или гидравлической точки зрения. Это, в свою очередь, может поставить под угрозу дальнейшую безопасную эксплуатацию и использование плотины.


Рекомендации по ремонту бетона

Перемещение пола или стены, обширные трещины, неправильное выравнивание, оседание, смещение стыков и обширный подрыв являются признаками серьезных проблем конструкции. В ситуациях, когда для ремонта изношенного бетона требуются решения по замене бетона, рекомендуется нанять зарегистрированного профессионального инженера для проведения осмотра для оценки общего состояния бетона и определения степени любых структурных повреждений и необходимых восстановительных мер.

Обычно обнаруживается, что дренажные системы необходимы для сброса избыточного давления воды под полом и за стенами. Кроме того, арматурная сталь также должна быть должным образом спроектирована, чтобы выдерживать зоны растяжения, а также усилия сдвига и изгиба в конструкционном бетоне, возникающие при любой внешней нагрузке (включая вес конструкции). Следовательно, готовое изделие в любой процедуре ремонта бетона должно состоять из прочной конструкции, способной выдерживать такие воздействия условий эксплуатации, как атмосферные воздействия, химическое воздействие и износ.Здесь не рассматриваются серьезные структурные ремонты, требующие профессиональной консультации.


Способы ремонта

Перед тем, как приступить к ремонту бетона любого типа, важно определить все факторы, влияющие на ухудшение или разрушение бетонной конструкции. Это необходимо для того, чтобы при ремонте можно было предпринять соответствующие меры по исправлению положения, чтобы помочь исправить проблему и предотвратить ее появление в будущем. Следующие методы требуют квалифицированной и опытной помощи для достижения наилучших результатов.Метод ремонта будет зависеть от объема работы и требуемого типа ремонта.

  1. Метод сухой набивки: Метод сухой набивки можно использовать для небольших отверстий в новом бетоне, глубина которых равна диаметру поверхности или превышает его. Приготовление сухой смеси обычно состоит из 1 части портландцемента и 2-1 / 2 частей песка, которые необходимо смешать с водой. Затем вы добавляете достаточно воды, чтобы получился склеивающийся раствор. По достижении желаемой консистенции раствор готов к заделке в отверстие тонкими слоями.
  2. Замена бетона: Замена бетона требуется, когда площади от половины до одного квадратного фута или больше полностью проходят через бетонные секции или когда глубина поврежденного бетона превышает 6 дюймов. В этом случае следует использовать обычные методы укладки бетона. Ремонт будет более эффективным, если его увязать с существующей арматурной сталью (арматурой). Этот вид ремонта потребует помощи профессионального инженера, имеющего опыт в бетонном строительстве.
  3. Замена несформированного бетона: Замена поврежденных или изношенных участков в горизонтальных плитах не требует никаких специальных процедур, кроме тех, которые используются в надлежащей практике строительства для размещения новых плит.Ремонтные работы могут быть связаны со старым бетоном с помощью связующего слоя из равного количества песка и цемента. Он должен иметь консистенцию взбитых сливок и наноситься непосредственно перед укладкой бетона, чтобы он не затвердел и не высох. Латексные эмульсии с портландцементом и эпоксидными смолами также используются в качестве связующих покрытий.
  4. Готовый бетон из заполнителя : Этот специальный коммерческий метод использовался для массового ремонта, особенно для подводного ремонта опор и опор.Процесс состоит из следующих процедур:
    1. Удаление разрушенного бетона,
    2. Формовка ремонтируемых участков,
    3. Фасовка участка ремонта крупным заполнителем, а
    4. Заполнение пустот между частицами заполнителя цементным или песчано-цементным раствором под давлением.
  5. Синтетические заплаты: Одним из последних достижений в области ремонта бетона стало использование синтетических материалов для склеивания и ремонта.Компаунды эпоксидной смолы широко используются из-за их высокой прочности сцепления. При нанесении ремонтных растворов на основе эпоксидной смолы R 07/08/99 на основание из старого бетона тщательно наносится связующий слой из эпоксидной смолы. Затем немедленно наносится раствор и растирается на возвышении окружающего материала.

Перед тем, как приступить к ремонту поврежденной бетонной поверхности, весь несостоятельный бетон должен быть удален путем распиловки или скалывания, а участок заделки должен быть тщательно очищен.Распиленная кромка лучше, чем обрезанная кромка, а распиловка, как правило, менее затратна, чем механическое измельчение. Перед тем, как бетон будет заказан для укладки, необходимо провести соответствующий осмотр, чтобы убедиться, что

  1. Фундаменты должным образом подготовлены и готовы к приему бетона,
  2. Строительные швы чистые и без дефектов бетона,
  3. Формы герметичны, достаточно прочные и имеют правильное выравнивание и класс
  4. Вся арматурная сталь и закладные детали чистые, в правильном положении и надежно удерживаются на месте, а
  5. Соответствующее оборудование и оборудование для подачи бетона находятся в работе, готовы к работе и способны завершить укладку без дополнительных незапланированных строительных работ.


Рекомендации по использованию бетона

Помимо прочностных характеристик бетон должен также обладать свойствами удобоукладываемости и прочности. Технологичность можно определить как легкость, с которой данный набор материалов может быть смешан с бетоном и впоследствии обработан, транспортирован и размещен с минимальной потерей однородности. Степень удобоукладываемости, необходимая для правильной укладки и уплотнения бетона, зависит от размеров и формы конструкции, а также от расстояния и размера арматуры.Бетон при правильной укладке не будет расслаиваться, если его раствор плотно контактирует с крупным заполнителем, арматурой и / или любыми другими закладными частями или поверхностями внутри бетона. Отделение крупного заполнителя от раствора следует свести к минимуму, избегая или контролируя поперечное движение бетона во время погрузочно-разгрузочных операций и операций по укладке. Бетон следует укладывать как можно ближе к окончательному положению. Следует избегать методов укладки, которые вызывают растекание бетона в формах.Бетон следует укладывать горизонтальными слоями, и каждый слой следует тщательно вибрировать для получения надлежащего уплотнения.

Все ремонты бетона должны быть достаточно влажными и эффективными. Сила сцепления нового бетона со старым бетоном развивается намного медленнее, а тенденция к усадке и расшатыванию уменьшается при длительном периоде влажного отверждения. В целом, описанные выше процедуры ремонта бетона следует рассматривать на относительной основе и с точки зрения качества бетона, которого желают достичь для целей строительства.Помимо того, что конструкция должна быть правильно спроектирована, она также должна быть правильно сконструирована из бетона, достаточно прочного, чтобы выдерживать расчетные нагрузки, достаточно прочного, чтобы выдерживать силы, связанные с атмосферным воздействием, и при этом быть экономичной не только с точки зрения первоначальных затрат, но и с точки зрения его высший сервис. Следует подчеркнуть, что капитальный ремонт конструкции бетона не должен предприниматься владельцем или лицами, не имеющими опыта в ремонте бетона. Квалифицированный профессиональный инженер , имеющий опыт в бетонном строительстве, должен быть получен для проектирования крупномасштабных ремонтных проектов.


Ремонт трещин

Двумя основными задачами при ремонте трещин в бетоне являются структурное склеивание и остановка потока воды. Для структурного скрепления можно использовать инъекцию эпоксидной смолы. Этот процесс может быть очень дорогим, поскольку для правильной установки требуется квалифицированный подрядчик. Эпоксидная смола вводится в бетон под давлением, сваривая трещины, образуя монолитную конструкцию. Этот способ ремонта не следует рассматривать, если трещина еще активна (движется).Для водонепроницаемого уплотнения можно использовать уретановый герметик. Ремонтная техника не создает структурной связи; однако его можно использовать для трещин, которые еще активны. Перед нанесением герметика необходимо открыть трещины с помощью пилы по бетону или ручного инструмента. Рекомендуется минимальное отверстие 1/4 дюйма, так как небольшие отверстия трудно заполнить. Уретановые герметики можно наносить повторно, поскольку они являются гибкими материалами и подходят для старых применений. Перед ремонтом бетона необходимо определить и устранить все факторы, вызывающие растрескивание, чтобы предотвратить повторное возникновение трещин.


Сохраните эту страницу как информационный бюллетень владельца плотины для печати

Детали перевозки | Хагерстаун, Мэриленд

Перейдите по ссылкам ниже на PDF-версии этих сведений (последняя редакция март 2018 г.):
  • T-010 Геометрические критерии проектирования (закрытый раздел)
  • T-011 Геометрические критерии проектирования (открытый раздел)
  • Т-020 Артериальная ул. Участок
  • Т-021 Большой Коллектор ул. Участок
  • Т-022 Малый Коллектор ул. Участок
  • Т-023 Участок местной улицы
  • T-024 Типичное расположение подсобных помещений (4-х полосная улица)
  • T-025 Типичное расположение инженерных сетей (без медианы)
  • T-026 Cul-de-sac Geometry
  • Т-027 Жилой переулок участок
  • Т-028 Торговая аллея, участок
  • T-030 Участок дорожной одежды
  • Т-031 Участок тротуара большой коллектор
  • Т-032 Младший коллектор участок тротуара
  • Т-033 Участок дорожной одежды местного значения
  • T-040 Стандартный бордюр и желоб
  • T-041 Запасной бордюр и желоб
  • T-042 Запасной бордюр
  • T-043 Сброс каменного бордюра
  • Т-044 Бордюр бетонный (новый)
  • Т-045 Срединный монолитный бетон
  • T-046 Медиана монолитная бетонная (монтажная)
  • Т-050 Бетонный тротуар (новый)
  • Т-051 Тротуар кирпичный
  • T-052 Бетонный тротуар для замены
  • Т-053 Пандус тротуарный тип 1
  • Т-054 Пандус тротуарный тип 2
  • T-055 Пандус тротуарный тип 3
  • T-056 Пандус тротуарный тип 4
  • T-057 Пандус тротуарный тип 5
  • T-058 Типовые соединения тротуаров
  • T-059 Обнаруживаемые предупреждающие поверхности
  • T-060 Подъезд к жилому дому (с травяным участком)
  • T-061 Подъезд к жилому дому с радиусным бордюром
  • T-062 Подъезд к жилому дому (без газона)
  • T-063 Подъезд к коммерческой дороге
  • Переулок Т-070 (стандарт)
  • Т-071 переулок переулок (запасной)
  • Т-080 Метод А Уличный ремонт
  • Т-081 Метод Б Уличный ремонт
  • Т-082 Метод В Уличный ремонт
  • Т-083 Метод Д Ремонт бетонной аллеи
  • Т-084 Ремонт грунтовых участков метод Д
  • Т-085 Требования к распиловке и ремонту
  • Т-086 Комбинированный изолированный ремонт
  • T-087 Битумный лежачий полицейский
  • T-090 Маркировка тротуара

Информация о ремонте трещин в конструкционном бетоне

Ремонт трещин в конструкционном бетоне

ремонт подводного транзитного туннеля с использованием инъекции эпоксидной смолы ChemCo

Большинство инженерных властей согласны с тем, что сама природа бетонных конструкций дает трещины в незначительной или значительной степени.Растрескивание указывает на то, что конструкция была вынуждена поглотить энергию некоторой формы напряжения. Большинство инженерных властей согласны с тем, что бетонные конструкции имеют незначительную или большую трещину по своей природе. Растрескивание указывает на то, что конструкция была вынуждена поглотить энергию некоторой формы напряжения.
Причины растрескивания бетона:

  • Усадка во время отверждения, прежде чем бетон наберет полную прочность.
  • Механическая перегрузка, статическая или динамическая.
  • Температурные изменения в конструкции, в которой не было предусмотрено движение или контролируемое растрескивание.
  • Фундамент или фундамент осадка.
  • Переработка или избыточный полив поверхности.
Ремонт абатмента мостовидного протеза с использованием инъекции эпоксидной смолы ChemCo
Трещины можно заделать

Однако, когда бетонная конструкция треснула по любой из этих основных причин, это не обязательно означает, что конструкция вышла из строя. Напротив, любую бетонную конструкцию с трещинами можно отремонтировать эффективно и, чаще всего, навсегда, при условии, что конструкция не была полностью деформирована и исходная причина растрескивания устранена.

KIP — Процесс впрыска Kemko®

Это запатентованный метод впрыска эпоксидной смолы в трещины шириной до 0,002 дюйма на всю глубину с использованием высокопрочного клея на основе эпоксидной смолы. Все специализированные подрядчики, практикующие этот метод, прошли обучение в ChemCo Systems. Когда введенный клей застывает, он полностью закрывает трещину, а также восстанавливает бетон до его первоначального монолитного состояния. Заливка ремонтопригодных трещин в бетоне составит:

  • Восстановить конструктивную и / или расчетную прочность бетонной конструкции с трещинами.
  • Устраняет серьезное растрескивание бетона, вызванное растрескиванием и усугубленное циклическим замораживанием и оттаиванием.
  • Предотвращение коррозии арматурной стали и предварительно напряженных арматурных элементов путем их герметизации от влаги или контакта с водой.
  • Остановить утечку воды и жидкостей через бетонные конструкции.
  • Отремонтировать бетон с архитектурной точки зрения без каких-либо некрасивых следов на поверхности, вызванных стандартным ремонтом поверхностных трещин.

Как работает инъекция трещин

На поверхность трещины накладывается временная пломба, а входные отверстия размещаются в заглушке вдоль плоскости трещины.Если трещина полностью проходит через бетон, обратная сторона также герметизируется, чтобы предотвратить вытекание клея.

Два сопряженных дозирующих насоса с электронным управлением перемещают два компонента (смолу и отвердитель) быстросхватывающегося эпоксидного клея в специальную смесительную головку. Клей смешивается в сопле и впрыскивается через специальную прокладку, предотвращающую утечку на поверхность бетона.

Клей закачивается в первое входное отверстие до тех пор, пока он не начнет выступать в следующем соседнем отверстии.Оператор знает, что клей достиг всей глубины бетонного элемента, когда клей вытекает из следующего отверстия.

ремонт колонны моста с помощью инжектирования эпоксидной смолы ChemCo

Затем первый впрыскиваемый порт закупоривается, и нагнетание возобновляется на втором порте. Эта процедура выполняется до тех пор, пока не будет заполнена вся трещина или пустота в бетоне. Процедура аналогична для горизонтальных или вертикальных поверхностей. На вертикальных элементах первый нагнетаемый порт обычно самый нижний, и нагнетание продвигается вверх.Давление впрыска составляет от 2 фунтов на кв. Дюйм. до 300 фунтов / кв. дюйм и контролируются оператором.

После затвердевания эпоксидного клея временный поверхностный герметик удаляется, оставляя поверхность бетона гладкой и без царапин, за исключением слабого следа контура трещины. Мешковина или покраска обычно полностью скрывают впрыснутые трещины. Мы предлагаем упрощенную графическую версию этих процедур ремонта трещин путем инъекции эпоксидной смолы на YouTube.

ChemCo Systems предлагает систему KIP на договорной основе через лицензированных аппликаторов KIP по всей территории США.S., Канада и несколько других стран. Эта обширная сеть лицензиатов всегда гарантирует качественный проект. Каждый утвержденный аппликатор KIP прошел практическое техническое обучение, проводимое ChemCo Systems.

Монолитные огнеупоры - Дополнительная информация

Монолитные огнеупоры - Дополнительная информация | CoorsTek Corporation




Проектирование и конструкция монолитных огнеупоров

  • Монолитные огнеупоры позволяют конструкции соответствовать основным спецификациям, поскольку нет необходимости ограничиваться кирпичными швами и другими различными конструктивными ограничениями.
  • Используя анкерные металлы и анкерную плитку, можно спроектировать стены печи любой толщины и формы.
  • Точность корпуса печи практически не мешает достижению желаемого конечного размера.
  • При соответствующей конструкции анкера становится возможным изготавливать бесшовную монолитную конструкцию, которая хорошо прилегает к обсадной колонне. Следовательно, можно предотвратить проникновение шлака, утечку газа и приток воздуха.
  • Используя методы сборного литья и сборных конструкций, соответствующие блоки и стены печи могут быть построены на месте по мере необходимости.
  • Допуски на расширение могут быть установлены в любом выбранном месте.

Свойства материала

  • Из-за низкой теплопроводности потери энергии невелики. Таким образом, становятся возможными тонкие стенки печи, а также легкие конструкции кожуха.
  • Они обладают превосходной стабильностью объема и противоскользящими свойствами. Таким образом можно свести к минимуму ущерб от быстрого нагрева и охлаждения.
  • Повреждение кожуха печи также уменьшается за счет хорошего баланса их теплового расширения и постоянного сжатия.
  • Поскольку спеченный слой на поверхности предотвращает проникновение металла и шлака, конструкция печи отличается высокой устойчивостью к коррозии.
  • Существует большое количество связующих для самых разных областей применения. Таким образом, можно выбрать метод строительства и материалы, которые лучше всего подходят для конструкции, технических характеристик, конструкции и работы любой конкретной печи.

Строительство

  • Можно выполнять одновременную установку в нескольких местах, что позволяет сократить время строительства.
  • Достигнут превосходный контроль строительства, так как с установкой могут справиться даже неопытные рабочие.
  • Механизация и сокращение численности персонала возможны за счет торкретирования, накачки и заводского изготовления, что приводит к сокращению времени и затрат на строительство.
  • В отличие от метода строительства кирпичной кладки, от резки и обработки нет потерь. Устранены обременительные задачи по транспортировке и идентификации ряда кирпичей различной формы.
  • Аварийный ремонт можно сделать быстро, безопасно и экономично.
  • Частичный ремонт может быть выполнен быстро и качественно.

Ремонт печи

  • Быстрый нагрев и охлаждение возможен из-за их низкой теплопроводности. Это сокращает период простоя печи.
  • Учитывая отсутствие серьезных обрушений при их использовании, можно точно оценить остаточный срок службы поврежденного участка.Это позволяет легко составлять планы ремонта печи и снижает риск аварийного отключения.
  • Продукция упакована и поставляется в мешках или бочках.

Начало страницы


Заявка на патент США на МЕТОД ОБНАРУЖЕНИЯ ДЕФЕКТОВ ДЛЯ МОНОЛИТНЫХ МЕМБРАННЫХ СТРУКТУР, СПОСОБ РЕМОНТА И МОНОЛИТИЧЕСКИЕ СЕПАРАЦИОННЫЕ МЕМБРАННЫЕ СТРУКТУРЫ Патентная заявка (Заявка № 201501

от 9 июля 2015 г.)
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к способу обнаружения дефектов для монолитных разделительных мембранных структур, в котором разделительная мембрана формируется на внутренних поверхностях их ячеек, способу ремонта и монолитным разделительным мембранным структурам.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В последнее время керамические фильтры используются для того, чтобы выборочно собирать только определенный компонент из многокомпонентной смеси (смешанная жидкость). Поскольку керамический фильтр превосходит фильтр из органического полимера по механической прочности, долговечности, коррозионной стойкости и т.п., его предпочтительно использовать для удаления взвешенных веществ, бактерий, порошковой пыли и т. Д. В жидкости или газе в широких областях, таких как как водоочистка, очистка выхлопных газов, лекарства и пищевая промышленность.

В таком керамическом фильтре необходимо увеличить площадь мембраны (площадь разделительной мембраны), чтобы улучшить водопроницаемость при сохранении эффективности разделения, и для этого желательно, чтобы фильтр имел сотовую форму. (монолитная форма). Во многих случаях структура монолитной разделительной мембраны означает структуру, имеющую внешнюю форму круглого столба и снабженную пористой подложкой, имеющей большое количество параллельных каналов (ячеек), сформированных в ее осевом направлении, причем разделительная мембрана имеет диаметр отверстия меньше, чем поверхность пористой подложки сформирована на внутренних поверхностях стенок, образующих ячейку.

В случае формирования разделительной мембраны на монолитной подложке (сотовая структура) часть ячеек, имеющая дефект, влияет на качество продукции, даже если хорошая мембрана сформирована на многих ячейках. Патентный документ 1 раскрывает способ проверки дефектов и способ устранения дефектов керамической мембраны.

СПИСОК ЦИТАТОВ Патентные документы

[Патентный документ 1] JP-A-H8-131786

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ Проблема, которую необходимо решить с помощью изобретения

Однако метод проверки дефектов и метод устранения дефектов Патентного документа 1 представляет собой метод проверки дефектов на внешней поверхности трубки и их устранения.

Обнаружение дефектов внутри ячейки монолитной подложки путем визуального осмотра невозможно. Кроме того, не существовало простого метода ремонта дефектов, возникших внутри ячеек монолитной подложки.

Целью настоящего изобретения является обеспечение простого способа обнаружения дефектов для обнаружения дефекта монолитной структуры разделительной мембраны, в которой разделительная мембрана сформирована на ячейках. Кроме того, предлагается способ ремонта структуры монолитной разделительной мембраны для ремонта монолитной структуры разделительной мембраны, имеющей дефектную ячейку.Кроме того, предусмотрена монолитная разделительная мембранная конструкция, в которой устраняется дефект.

Средства для решения проблемы

Для решения вышеупомянутых проблем в соответствии с настоящим изобретением предоставляется следующий способ обнаружения дефектов для монолитных разделительных мембранных структур, способ ремонта и монолитные разделительные мембранные структуры.

[1] Монолитная структура разделительной мембраны, содержащая: монолитную подложку, имеющую множество ячеек, образованных и образованных пористыми разделительными стенками от одной торцевой поверхности до другой торцевой поверхности в продольном направлении, и разделительную мембрану, сформированную на внутренних поверхностях стенок. ячеек;

, в котором, по меньшей мере, обе концевые части части ячеек герметизированы уплотняющими элементами, через которые жидкость не проходит.

[2] Конструкция монолитной разделительной мембраны согласно [1], в которой уплотнительные элементы выполнены из полимерного компаунда.

[3] Монолитная разделительная мембранная структура согласно [2], в которой полимерное соединение представляет собой синтетическую смолу.

[4] Монолитная разделительная мембранная структура согласно [3], в которой синтетическая смола представляет собой одну из эпоксидных смол, смол на основе кремния и фтора.

[5] Монолитная разделительная мембрана согласно любому из пунктов [1] - [4], в которой разделительная мембрана образована из неорганического материала.

[6] Структура монолитной разделительной мембраны согласно [5], в которой неорганический материал представляет собой цеолит, углерод и кремнезем.

[7] Структура монолитной разделительной мембраны в соответствии с любым из пунктов [1] - [6], в которой монолитная подложка выполнена из пористой керамики.

[8] Конструкция монолитной разделительной мембраны в соответствии с любым из пунктов [1] - [7], в которой выдерживаемое давление для использования составляет 1 МПа или более.

[9] Способ ремонта монолитной разделительной мембранной структуры, в котором по меньшей мере обе концевые части по меньшей мере части ячеек среди дефектных ячеек монолитной разделительной мембранной структуры, в которой разделительная мембрана сформирована на внутренних поверхностях стенок ячеек монолитная подложка, имеющая множество ячеек, образованных и образованных пористыми перегородками от одной торцевой поверхности до другой торцевой поверхности в продольном направлении, герметизирована уплотнительными элементами, через которые жидкость не проходит.

[10] Способ ремонта монолитной разделительной мембранной структуры согласно [9], в котором полимерный компаунд в качестве герметизирующего элемента заливается в дефектные ячейки монолитной разделительной мембранной структуры и отверждается для герметизации дефектных ячеек.

[11] Способ ремонта монолитной разделительной мембранной структуры согласно [9], в котором полимерный состав, сформированный заранее в качестве герметизирующего элемента, вставляется в дефектные ячейки монолитной разделительной мембранной структуры для герметизации дефектных ячеек.

[12] Способ обнаружения дефектов для структуры монолитной разделительной мембраны, в котором разделительная мембрана сформирована на внутренних поверхностях стенок ячеек монолитной подложки, имеющей множество ячеек, определяемых и образованных пористыми разделительными стенками от одного торца до другая торцевая поверхность в продольном направлении, при этом каждая ячейка находится под давлением газа извне ячейки, измеряется степень проницаемости газа, проникающего в каждую ячейку, и ячейка, имеющая степень проникновения больше, чем «среднее значение всех ячейки + A »(где A - заданное значение от σ до 6σ, где σ - стандартное отклонение) считается дефектным.

[13] Метод обнаружения дефектов для структуры монолитной разделительной мембраны, в котором разделительная мембрана сформирована на внутренних поверхностях стенок ячеек монолитной подложки, имеющей множество ячеек, определяемых и образованных пористыми разделительными стенками от одного торца до другая торцевая поверхность в продольном направлении, при этом давление уменьшается для каждой ячейки, измеряется степень вакуума в каждой ячейке, и ячейка имеет степень вакуума хуже, чем «среднее значение всех ячеек + A» (где A представляет собой заданное значение от σ до 6σ, где σ - стандартное отклонение) считается дефектным.

Эффект изобретения

Способ обнаружения дефектов для монолитной разделительной мембранной структуры по настоящему изобретению не подлежит контролю, поскольку дефекты обнаруживаются как числовые значения. Поскольку способ ремонта монолитной разделительной мембранной конструкции по настоящему изобретению не является способом непосредственного ремонта дефектов, а способом, при котором заполняется сама ячейка, он позволяет легко отремонтировать за короткий период времени. В частности, коэффициент разделения всей монолитной разделительной мембранной структуры может быть увеличен путем обнаружения ячеек, имеющих большее количество дефектов по сравнению с другими ячейками, и ремонта ячеек.Ремонт только дефектных ячеек улучшает выход продукта.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

РИС. 1 представляет собой вид, показывающий вариант осуществления монолитной конструкции разделительной мембраны по настоящему изобретению.

РИС. 2А представляет собой схематический вид, показывающий вариант осуществления, в котором монолитная структура разделительной мембраны установлена ​​в корпусе, и показывает поперечное сечение, параллельное направлению, в котором проходят ячейки структуры керамической разделительной мембраны.

РИС. 2В представляет собой схематический вид, показывающий другой вариант осуществления, в котором монолитная структура разделительной мембраны установлена ​​в корпусе, и показывает поперечное сечение, параллельное направлению, в котором проходят ячейки структуры керамической разделительной мембраны.

РИС. 3 представляет собой схематический вид, показывающий состояние, в котором затравочная суспензия выливается на стадии адгезии частиц.

РИС. 4 представляет собой схематический вид, показывающий вариант осуществления стадии формирования мембраны, где цеолитная мембрана формируется на пористом теле путем гидротермального синтеза.

РИС. 5 представляет собой вид в перспективе, показывающий другой вариант монолитной конструкции разделительной мембраны по настоящему изобретению.

РИС. 6 - вид, иллюстрирующий измерение степени проникновения газа.

РИС. 7 - вид, иллюстрирующий измерение степени вакуума.

РИС. 8 представляет собой поперечное сечение структуры разделительной мембраны, отремонтированной путем заливки полимерного соединения в дефектные ячейки.

РИС. 9 представляет собой вид, показывающий структуру разделительной мембраны, в которой дефектные ячейки герметизируются путем введения полимерных соединений, сформированных заранее, в дефектные ячейки.

РИС. 10A представляет собой вид, показывающий количество ячеек в структуре монолитной разделительной мембраны.

РИС. 10В представляет собой вид, показывающий количество ячеек в структуре монолитной разделительной мембраны в соответствии с другим вариантом осуществления.

РЕЖИМ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже будут описаны варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи. Настоящее изобретение не ограничивается следующими вариантами осуществления, и могут быть добавлены изменения, модификации и улучшения, если они не отклоняются от объема изобретения.

Способ обнаружения дефектов для монолитных разделительных мембранных структур по настоящему изобретению представляет собой метод обнаружения дефектов для монолитной разделительной мембранной структуры, в которой разделительная мембрана формируется на внутренних поверхностях стенок ячеек монолитной подложки, имеющей множество ячеек. образованы пористыми перегородками от одной торцевой поверхности до другой в продольном направлении. Каждая ячейка находится под давлением газа извне ячейки, количество проникающего газа, проникающего в каждую ячейку, измеряется, и ячейка, имеющая проницаемость больше, чем «среднее значение для всех ячеек + A» (где А - заранее определенное значение от σ до 6σ, где σ - стандартное отклонение) считается дефектным.То есть такая ячейка рассматривается как ячейка, имеющая больше дефектов, чем другие ячейки (дефектная ячейка), и подлежит ремонту.

В качестве альтернативы давление снижается для каждой ячейки, измеряется степень вакуума в ячейке, и ячейка со значением степени вакуума хуже, чем «среднее значение всех ячеек + A» (где A - предварительно определенное значение σ до 6σ, где σ - стандартное отклонение) считается дефектным. То есть такая ячейка рассматривается как ячейка (дефектная ячейка), имеющая больше дефектов, чем другие ячейки, и объект ремонта.

Хотя значение A может быть определено в диапазоне от σ до 6σ, предпочтительнее от σ до 5σ и предпочтительно от σ до 3σ, когда требуется точность разделения. Предпочтительные значения составляют 2σ в области, где требуется относительно высокая эффективность разделения, например, при разделении газа или обезвоживании на стадии производства продукта, и 5σ в области, где затраты на конструкции разделительных мембран имеют больший вес, чем разделение. точность, например, очистка сточных вод или сбор выхлопных газов.

Обнаружение дефектов ячеек может выполняться как при измерении проницаемости, так и при измерении степени вакуума. Следует отметить, что стандартное отклонение σ получается по следующей формуле, где x - количество проницаемости для газа (или степень вакуума) каждой ячейки, а n - количество ячеек, в которых количество проницаемых для газа (или степень вакуум).

σ = n∑i = 1nxi2- (∑i = 1nxi) 2n (n-1) [Формула 1]

Способ ремонта монолитных разделительных мембранных структур по настоящему изобретению представляет собой способ ремонта монолитной подложки, имеющей множество ячеек, образованных и образованных пористыми перегородками от одной торцевой поверхности до другой торцевой поверхности в продольном направлении.Монолитная структура разделительной мембраны, имеющая дефекты, ремонтируется путем герметизации, по меньшей мере, обоих концевых частей, по меньшей мере, части ячеек, имеющих дефекты структуры монолитной разделительной мембраны, уплотняющими элементами, через которые не проходит жидкость. В частности, полимерный компаунд в качестве герметизирующего элемента заливается в дефектные ячейки монолитной разделительной мембранной структуры, имеющей разделительную мембрану, сформированную на внутренних поверхностях стенок ячеек и отверждаемую для герметизации дефектной ячейки.В качестве альтернативы полимерный состав, сформированный заранее, когда герметизирующий элемент, вставляется в дефектную ячейку для герметизации дефектной ячейки. Следует отметить, что предпочтительно герметизировать все дефектные ячейки в случае, когда требуется высокая эффективность разделения продукта.

Монолитная разделительная мембранная структура, отремонтированная методом ремонта для монолитных разделительных мембранных структур по настоящему изобретению, включает в себя монолитную подложку, имеющую множество ячеек, образованных и образованных пористыми разделительными стенками от одной торцевой поверхности до другой торцевой поверхности в продольном направлении. и разделительную мембрану, сформированную на внутренних поверхностях стенок ячеек, где, по меньшей мере, обе концевые части части ячеек герметизированы уплотняющими элементами, через которые жидкость не проходит.

Ниже будут даны более подробные описания. Сначала будет описана структура монолитной разделительной мембраны, а затем будет описан способ обнаружения дефектов и способ ремонта монолитной структуры разделительной мембраны.

1. Структура монолитной разделительной мембраны

РИС. 1 показан вариант осуществления монолитной разделительной мембранной конструкции 1 настоящего изобретения. Структура монолитной разделительной мембраны 1 (далее также называемая просто структурой разделительной мембраны) имеет монолитную подложку 30 (монолитную подложку) и разделительную мембрану 33 (в настоящем описании подложку 30 также называют монолитным пористым телом 9 (или просто пористым телом 9 )).«Монолитная подложка» в настоящем изобретении означает подложку, имеющую форму, в которой множество ячеек сформировано от одной торцевой поверхности до другой торцевой поверхности в продольном направлении, или сотовую форму.

Структура разделительной мембраны 1 имеет пористые перегородки 3 , имеющие большое количество пор, сформированных в них, а ячейки 4 , функционирующие как проходы для жидкости, образованы перегородками 3 . Ниже будут подробно описаны подложка , 30, , разделительная мембрана , 33, и т.п.

(подложка)

Нет ограничений на материал подложки 30 , если он пористый, например керамика, металлы и смолы. Из них предпочтительнее пористая керамика. Более предпочтительно, чтобы агрегатные частицы состояли из оксида алюминия (Al 2 O 3 ), диоксида титана (TiO 2 ), муллита (Al 2 O 3 -SiO 2 ), Scherben, кордиерита. (Mg 2 Al 4 Si 5 O 18 ) или тому подобное.Из них, кроме того, предпочтительным является оксид алюминия, поскольку можно легко получить исходный материал (частицы заполнителя), имеющий контролируемый размер частиц, можно получить стабильный замешанный материал, и он имеет высокую коррозионную стойкость.

Подложка 30, имеет внешнюю форму круглого столба и внешнюю периферийную поверхность 6 , однако вся форма и размер подложки 30 особо не ограничиваются, пока они не препятствуют функции разделения.В качестве примеров всей формы можно упомянуть круглую форму колонны (цилиндрическую), квадратную форму колонны (трубчатую форму, имеющую квадратное поперечное сечение, перпендикулярное центральной оси), форму треугольной колонны (трубчатую форму, имеющую треугольную форму). поперечное сечение, перпендикулярное центральной оси) и т.п. Из них предпочтительна круглая форма столба из-за легкости выдавливания, небольшой деформации при обжиге и легкого уплотнения с корпусом. В случае использования для микрофильтрации или ультрафильтрации предпочтительной является форма круглой колонны, где диаметр в поперечном сечении, перпендикулярном центральной оси, составляет от 30 до 220 мм, а длина в центральном осевом направлении составляет от 150 до 2000 мм.

Подложка 30 имеет множество ячеек 4 , функционирующих как проходы для жидкости, образованные пористыми перегородками 3 от одной торцевой поверхности 2 a к другой торцевой поверхности 2 b в продольном направлении. Подложка 30, имеет от 30 до 2500 ячеек 4 , проходящих до обеих торцевых сторон в продольном направлении и параллельно продольному направлению.

В качестве формы поперечного сечения ячейки 4 подложки 30 (форма в поперечном сечении, перпендикулярном направлению распространения ячеек 4 ), можно упомянуть, например, круг, эллипс и многоугольник.В качестве многоугольника можно назвать четырехугольник, пятиугольник, шестиугольник, треугольник и т.п. Следует отметить, что направление расширения ячеек , 4, совпадает с центральным осевым направлением в случае, когда подложка , 30, имеет форму круглого столба (цилиндрическую).

В случае, когда форма поперечного сечения ячейки 4 подложки 30 является круглой, диаметр ячейки 4 предпочтительно составляет от 1 до 5 мм.Диаметр 1 мм и более позволяет надежно закрепить площадь мембраны. Диаметр 5 мм или меньше обеспечивает достаточную прочность.

Также возможно обеспечить множество слоев, в которых средний размер частиц изменяется на подложке 30 . В частности, промежуточный слой и поверхностный слой, имеющий малый средний размер частиц, и поверхностный слой могут быть ламинированы на подложке 30, . В случае создания промежуточного слоя и поверхностного слоя эти слои включаются в пористое тело , 9, .

Предпочтительно, чтобы уплотнительные части 1, , и были расположены на обеих торцевых поверхностях 2 , 2 подложки 30 . Такое расположение уплотняющих частей позволяет предотвратить прямое попадание части смеси внутрь подложки 30 с торцевой поверхности 2 подложки 30 без прохождения через разделительную мембрану 33 , тем самым препятствуя смесь от смешивания с газом и т.п., прошедшим через разделительную мембрану 33 , и выпуском с внешней периферийной поверхности 6 .Примеры уплотнительной части 1, , и включают стеклянное уплотнение и металлическое уплотнение.

(разделительная мембрана)

Разделительная мембрана 33 имеет множество пор, сформированных в ней, и средний размер пор меньше, чем у пористого тела 9 (подложка 30 или включая промежуточный слой и поверхностный слой если предусмотрено) и расположен на гранях стен (внутренние поверхности стенок 4 s ) внутри ячеек 4 .

Средний размер пор разделительной мембраны 33 может быть определен соответствующим образом в зависимости от требуемых характеристик фильтрации или характеристик разделения (размера частиц удаляемого вещества). Например, в случае керамического фильтра, используемого для микрофильтрации или ультрафильтрации, он предпочтительно составляет от 0,01 до 1,0 мкм. В этом случае средний размер пор разделительной мембраны 33 является величиной, измеренной методом воздушного потока, описанным в ASTM F316.

В качестве разделительной мембраны 33 может использоваться газоразделительная мембрана или мембрана обратного осмоса. Хотя разделительная мембрана 33, особо не ограничивается, предпочтительно, чтобы она была изготовлена ​​из неорганического материала. Более конкретно, в качестве неорганического материала можно упомянуть цеолит, углерод, диоксид кремния и тому подобное.

В случае, когда разделительная мембрана 33 представляет собой цеолитную мембрану, в качестве цеолита можно использовать такой цеолит, имеющий кристаллическую структуру, включающую LTA, MFI, MOR, FER, FAU, DDR, CHA и BEA.В случае, когда разделительная мембрана 33 изготовлена ​​из цеолита типа DDR, ее можно использовать, в частности, в качестве газоразделительной мембраны, используемой для селективного разделения диоксида углерода.

2. Способ разделения

Далее будет описан способ отделения части компонентов из текучей среды, в которой смешиваются различные виды, с использованием структуры разделительной мембраны 1 настоящего варианта осуществления. Как показано на фиг. 2A, после разделения жидкости с использованием структуры разделительной мембраны 1 настоящего варианта осуществления предпочтительно, чтобы структура разделительной мембраны 1 была размещена в трубчатом корпусе 51 , имеющем впускное отверстие для жидкости 52 и выпускное отверстие для жидкости 53 , так что обрабатываемая жидкость F 1 может поступать из впускного отверстия для жидкости 52 корпуса 51 отделена структурой разделительной мембраны 1 , и разделенная Обрабатываемая жидкость (обрабатываемая жидкость F 2 ) выходит из выпускного отверстия для жидкости 53 .

Когда структура разделительной мембраны 1 размещена в корпусе 51 , как показано на ФИГ. 2A, предпочтительно закрыть зазор между структурой разделительной мембраны 1 и корпусом 51 с помощью уплотнительных элементов , 54, , 54 на обоих концевых участках структуры 1 разделительной мембраны. Хотя нет особых ограничений на уплотнительный элемент , 54, , можно упомянуть, например, уплотнительное кольцо.

Вся обрабатываемая жидкость F 1 , которая течет в корпус 51 из впускного отверстия для жидкости 52 поступает в ячейки 4 структуры разделительной мембраны 1 , и обрабатываемая жидкость F 1 , которые влились в ячейки 4 проходит через разделительную мембрану 33 и проникает в субстрат 30 в виде обработанной жидкости F 2 . Затем он вытекает из внешней периферийной поверхности 6 подложки 30 к внешней стороне подложки 30 и выводится наружу (внешнее пространство) из выпускного отверстия для жидкости 53 .Перемешивание обрабатываемой жидкости F 1 и обрабатываемой жидкости F 2 можно предотвратить с помощью уплотнительных элементов 54 , 54 .

РИС. 2В показан другой вариант осуществления, в котором разделительная мембранная конструкция 1 установлена ​​в корпусе 51 . Как показано на фиг. 2B, структура разделительной мембраны 1 размещена в трубчатом корпусе 51 , имеющем впускное отверстие для жидкости 52 и выпускное отверстие для жидкости 53 , 58 .В этом варианте осуществления обрабатываемая текучая среда F 1 может поступать из впускного отверстия для текучей среды 52 корпуса 51 может быть отделена структурой разделительной мембраны 1 , отделенная текучая среда, подлежащая обработке ( обработанная жидкость F 2 ) может быть выпущена из выпускного отверстия для жидкости 53 , а остальная часть (жидкость F 3 ) может быть выпущена из выпускного отверстия для жидкости 58 . Поскольку жидкость F 3 может выпускаться из выпускного отверстия для жидкости 58 , расход обрабатываемой жидкости F 1 может быть увеличен во время работы, а скорость проникающего потока обработанной жидкости F 2 можно увеличить.

3. Способ изготовления

(подложка)

Далее будет описан способ изготовления структуры 1 разделительной мембраны настоящего изобретения. Сначала формируется сырье для пористого тела. Его экструдируют, например, с помощью вакуумного экструдера. Таким образом получается необожженная монолитная подложка 30 с ячейками 4 . В качестве альтернативы, существует штамповка, формовка и тому подобное, которые могут быть выбраны соответствующим образом.Затем необожженную подложку 30 обжигают, например, при температуре от 900 до 1450 ° C. Следует отметить, что промежуточный слой и поверхностный слой могут быть сформированы в ячейках , 4, .

(разделительная мембрана)

Затем на внутренних поверхностях стенок 4 s ячеек 4 формируют разделительную мембрану 33 . В качестве примеров будут даны описания случаев образования цеолитной мембраны, кремнеземной мембраны и углеродной мембраны в качестве разделительной мембраны 33 .

(Цеолитная мембрана)

Описания будут даны для случая, когда цеолитовая мембрана используется в качестве разделительной мембраны 33 . Цеолитная мембрана, используемая в настоящем изобретении, может быть синтезирована общеизвестным способом. Например, как показано на фиг. 4 готовят раствор исходного материала (золь 67 ) источника диоксида кремния, источника оксида алюминия, органического шаблона, источника щелочи, воды и т.п., а после пористого тела 9 (субстрат 30 ) и приготовленный раствор исходного материала (золь 67 ) помещают в сосуд, устойчивый к давлению 65 , их помещают в сушилку 68 и нагревают до температуры от 100 до 200 ° C.от 1 до 240 часов для проведения тепловой обработки (гидротермального синтеза) с образованием цеолитовой мембраны.

В это время предпочтительно нанести цеолит в виде затравочных кристаллов на пористое тело 9 (подложка 30 ) заранее. Затем пористое тело 9 , имеющее сформированную на нем цеолитную мембрану, промывают водой или теплой водой с температурой от 80 до 100 ° C, а затем вынимают для сушки при 80-100 ° C. Затем пористое тело 9 помещается в электрическую печь и нагревается до 400-800 ° С.от 1 до 200 часов в атмосфере воздуха, чтобы выжечь органический шаблон в порах цеолитной мембраны. Таким образом, можно сформировать цеолитную мембрану.

В качестве источника диоксида кремния можно упомянуть коллоидный диоксид кремния, тетраэтоксисилан, жидкое стекло, алкоксид кремния, коллоидный диоксид кремния, осажденный диоксид кремния и т.п.

Органический темплат используется для формирования пористой структуры цеолита. Хотя это особо не ограничивается, можно упомянуть органические соединения, такие как гидроксид тетраэтиламмония, бромид тетраэтиламмония, 1-адамантанамин, гидроксид тетрапропиламмония, бромид тетрапропиламмония и гидроксид тетраметиламмония.

В качестве источника щелочи можно указать щелочные металлы, такие как гидроксид натрия, гидроксид лития, гидроксид калия; щелочноземельные металлы, такие как гидроксид магния и гидроксид кальция; гидроксид четвертичного аммония и тому подобное.

Способ формирования цеолитной мембраны может быть соответствующим образом применен к цеолиту, имеющему кристаллическую структуру LTA, MFI, MOR, FER, FAU, DDR, CHA, BEA или т.п.

(кремнеземная мембрана)

Описания будут даны для случая, когда кремнеземная мембрана расположена в качестве уплотнительного элемента 33 на внутренних поверхностях стенок 4 s ячеек 4 .Раствор предшественника (раствор золя диоксида кремния) для образования мембраны из диоксида кремния может быть приготовлен путем гидролиза тетраэтоксисилана в присутствии азотной кислоты с получением раствора золя, который затем разбавляется этанолом. Вместо разбавления этанолом также возможно разбавление водой. Затем раствор предшественника (раствор золя диоксида кремния) для образования мембраны из диоксида кремния выливают сверху пористого тела 9 и пропускают через ячейки 4 или подвергают общему погружению, чтобы раствор прекурсора прилипал к внутренней поверхности. стены фасада камер 4 .Затем температуру повышают со скоростью от 10 до 100 ° C / час, и после того, как она поддерживалась на уровне от 350 до 600 ° C в течение от 1 до 100 часов, ее понижали со скоростью от 10 до 100 ° C. ./час. Такие операции заливки, сушки, повышения температуры и понижения температуры повторяются от 3 до 10 раз для образования кремнеземной мембраны. Таким образом, может быть получена структура разделительной мембраны 1 , имеющая кремнеземную мембрану в качестве разделительной мембраны 33 .

(Углеродная мембрана)

Описания будут даны в случае размещения угольной мембраны в качестве разделительной мембраны 33 на внутренних поверхностях стенок 4 s ячеек 4 .В этом случае мембрана может быть сформирована путем приведения раствора предшественника для формирования углеродной мембраны в контакт с поверхностью пористого тела 9 посредством нанесения покрытия погружением, погружением, центрифугированием, нанесением покрытия распылением или т.п. Раствор предшественника может быть получен путем смешивания и растворения термореактивной смолы, такой как фенольная смола, меламиновая смола, мочевина, фурановая смола, полиимидная смола и эпоксидная смола; термопластичная смола, такая как полиэтилен; смола на основе целлюлозы; или вещество-предшественник такой смолы в органический растворитель, такой как метанол, ацетон, тетрагидрофуран, NMP или толуол; воды; или тому подобное.После формирования раствора предшественника в мембране может быть проведена соответствующая тепловая обработка в соответствии с типом смолы, содержащейся в растворе. Полученный таким образом предшественник мембраны карбонизируется для получения углеродной мембраны.

РИС. 5 показан другой вариант осуществления монолитной разделительной мембранной конструкции 1 настоящего изобретения. Настоящий вариант осуществления имеет множество разделительных ячеек 4 a , проходящих от одной торцевой поверхности 2 a к другой торцевой поверхности 2 b , сформированных рядами, и множество ячеек для сбора воды 4 b образовано от одной торцевой поверхности 2 a до другой торцевой поверхности 2 b рядами.Разделительные ячейки 4 a и ячейки для сбора воды 4 b структуры разделительной мембраны 1 имеют круглую форму поперечного сечения. Обе торцевые поверхности 2 a , 2 b разделительных ячеек 4 a открыты (оставлены открытыми). В водосборных ячейках 4 b отверстия обеих торцевых поверхностей 2 a , 2 b закупорены заглушками, образуя заглушки 8 и выпускные каналы 7 предусмотрены так, чтобы водосборные ячейки 4 b сообщались с внешним пространством.Кроме того, разделительная мембрана 33 расположена на поверхностях внутренних поверхностей стенок 4 s разделительных ячеек 4 a.

4. Метод обнаружения дефектов

Структура разделительной мембраны 1 , изготовленная, как описано выше, может иметь дефекты в разделительной мембране 33 . Если разделительная мембрана 33 имеет дефект, ее нельзя использовать в качестве продукта. Следовательно, необходимо выявить наличие / отсутствие дефекта.Сначала будет описан способ обнаружения дефекта с использованием фиг. 6. Первый метод обнаружения дефектов - это метод, при котором каждая ячейка 4 подвергается сжатию газом извне ячейки 4 , измеряется количество проникающего газа, проникающего в каждую ячейку 4 , и ячейка 4 , имеющий степень проницаемости, превышающую «среднее значение всех ячеек + A» (где A - предварительно определенное значение от σ до 6σ, где σ - стандартное отклонение), считается дефектным.

Как показано на фиг. 6, один конец ячейки 4 , подлежащей измерению, заглушен заглушкой 21 , такой как силиконовая заглушка, а другой конец ячейки 4 соединен с расходомером 22 , таким как мыло- пленочный расходомер 22 (пробка 21, , и на другой стороне имеет отверстие, и трубка соединена с расходомером 22 ). Предпочтительно, чтобы пробка 21, была изготовлена ​​из полимера, имеющего форму конуса или усеченного конуса.Использование такой заглушки 21 позволяет повысить герметичность. Затем газ (оценочный газ), имеющий размер молекулы больше, чем размер пор цеолита, такой как CF 4 , подается (например, 0,2 МПа) из газового баллона 23 с внешней поверхности сепаратора. структура мембраны 1 , и время, в течение которого определенное количество (например, 0,5 см 3) оценочного газа просочится из ячейки 4 , измеряется для расчета проницаемости оценочного газа.Измерение выполняется для всех ячеек 4 , и стандартное отклонение σ количества проницаемости газа для оценки рассчитывается на основе данных количества проницаемости для газа оценки для каждой ячейки 4 .

Ячейки 4 , где степень проникновения больше, чем «среднее значение всех ячеек + A», являются ячейками 4 , имеющими большое влияние на уменьшение коэффициента разделения. Следовательно, обнаружение ячеек с низким коэффициентом разделения, имеющих больше дефектов и более низкий коэффициент разделения, чем другие ячейки 4 , с использованием от σ до 6σ, позволяет выборочно обнаруживать ячейки 4 , оказывающие большое влияние на уменьшение коэффициента разделения.Обнаружение и ремонт ячеек с низким коэффициентом разделения (дефектных ячеек) в одной монолитной разделительной мембранной структуре 1 позволяет повысить коэффициент разделения всей монолитной разделительной мембранной структуры.

Далее будет описан второй способ обнаружения дефекта. Второй метод обнаружения дефектов - это метод, при котором давление снижается для каждой ячейки 4 , измеряется степень вакуума в каждой ячейке 4 , и ячейка 4 имеет степень вакуума хуже, чем «среднее значение для всех». ячейки + A »(где A - заданное значение от σ до 6σ, где σ - стандартное отклонение) считается дефектным.

Как показано на фиг. 7, оба конца ячейки 4 , подлежащей измерению, закрыты заглушками 21 и , такими как силиконовые заглушки, в которых выполнено отверстие. Предпочтительно, чтобы пробка , 21, , и была изготовлена ​​из полимера, имеющего форму конуса или усеченного конуса. Использование такой заглушки 21 a позволяет повысить герметичность. Вакуумный насос 25 подсоединен к пробке 21 a с одной стороны, а вакуумметр 26 подсоединен к пробке 21 a с другой стороны.Внутренняя часть ячейки 4 подвергается вакуумной вытяжке с помощью вакуумного насоса 25 и измеряется достигнутый уровень вакуума внутри ячейки 4 . Измерение проводится для всех ячеек 4 , и стандартное отклонение σ степени вакуума вычисляется из данных достигнутой степени вакуума для каждой ячейки 4 .

Ячейки 4 со степенью вакуума хуже, чем «среднее значение всех ячеек + A» - это ячейки 4 , оказывающие большое влияние на уменьшение коэффициента разделения.Следовательно, обнаружение ячеек с низким коэффициентом разделения, имеющих больше дефектов и более низкий коэффициент разделения, чем другие ячейки 4 , с использованием от σ до 6σ, позволяет выборочно обнаруживать ячейки 4 , оказывающие большое влияние на уменьшение коэффициента разделения. То есть обнаружение и ремонт ячеек с низким коэффициентом разделения (дефектных ячеек) в одной монолитной разделительной мембранной структуре 1 позволяет повысить коэффициент разделения всей монолитной разделительной мембранной структуры.

Следует отметить, что способ обнаружения дефектов настоящего изобретения может обнаруживать ячейки с низким коэффициентом разделения (дефектные ячейки), имеющие особенно низкий коэффициент разделения по сравнению с другими ячейками 4 в одной монолитной структуре разделительной мембраны.

5. Метод устранения дефектов

Структура разделительной мембраны, которая считается дефектной, как описано выше, не может использоваться как продукт как есть. Поэтому будет описан способ устранения дефектов.

Первый способ ремонта монолитной конструкции разделительной мембраны по настоящему изобретению представляет собой способ, при котором полимерный состав 27 , обладающий пластичностью и текучестью, заливается в дефектные ячейки 4 структуры монолитной разделительной мембраны 1 , имеющий разделительная мембрана 33 , сформированная на внутренних поверхностях стенок ячеек 4 и отвержденная для герметизации дефектных ячеек. ИНЖИР. 8 показано поперечное сечение структуры разделительной мембраны 1 , отремонтированной путем заливки полимерного компаунда 27 в качестве уплотнительного элемента, через который жидкость не проходит в дефектные ячейки и не отверждает ее.Предпочтительно, чтобы по крайней мере обе концевые части части ячеек 4 были герметизированы полимерным компаундом 27 . Кроме того, предпочтительно, чтобы полимерный компаунд 27 заливался в каждую из концевых частей ячеек 4 до 1 мм или более и отверждался. Вся внутренняя часть дефектных ячеек 4 может быть заполнена полимерным компаундом 27 . Поскольку это препятствует попаданию смеси (смешанный газ, смешанная жидкость и т. Д.) В дефектные ячейки 4 , можно предотвратить ухудшение качества разделения.Следует отметить, что герметизация полимерным компаундом 27 на ФИГ. 8 выполняется для разделительных ячеек 4 a на фиг. 5, и он отличается от заглушек 8 в ячейках для сбора воды 4 b на фиг. 5.

Второй способ ремонта монолитной разделительной мембранной структуры по настоящему изобретению представляет собой способ, в котором дефектные ячейки 4 герметизируют путем введения полимерного соединения 27 , сформированного заранее, в дефектные ячейки 4 .В это время можно использовать клей вместе. ИНЖИР. 9 показывает структуру разделительной мембраны, в которой заранее образованное полимерное соединение вводится в дефектные ячейки. Также во втором способе, по крайней мере, обе концевые части части ячеек 4 герметизируются полимерным компаундом 27 .

Поскольку полимерный компаунд обладает стойкостью к давлению и химической стойкостью, структура разделительной мембраны 1 , в которой дефектные ячейки 4 герметизированы полимерным компаундом, не вызывает проблем при использовании.В качестве полимерного соединения можно упомянуть синтетическую смолу. Более конкретно, в качестве синтетической смолы можно упомянуть эпоксидную смолу, синтетические смолы на основе силикона и фтора.

В структуре разделительной мембраны 1 , изготовленной и отремонтированной вышеупомянутым способом, выдерживаемое давление для использования, которое представляет собой максимальное давление, при котором не возникает дефектов в отремонтированной части (части, герметизированной полимерным компаундом) и разделительной мембране. 33 даже из-за повышения давления и отсутствия ухудшения характеристик разделения составляет 1 МПа или более.Выдерживаемое давление для использования (удерживающая сила разделения) означает максимальное давление, при котором не происходит ухудшения характеристик разделения после создания давления в ячейках структуры разделительной мембраны 1 . То есть, когда (коэффициент разделения после повышения давления / коэффициент разделения перед повышением давления) <1, эффективность разделения считается ухудшенной, а максимальное давление, при котором эффективность разделения не происходит, является выдерживаемым давлением для использования (удерживающая сила эффективности разделения).

Способ ремонта ячейки 4 , где степень проницаемости или степень вакуума отклоняется от каждого среднего значения настоящего изобретения, позволяет восстановить ячейки 4 , имеющие больше дефектов, чем другие ячейки 4 . Направление таких клеток 4 на ремонт позволяет эффективно повысить коэффициент разделения всей монолитной разделительной мембранной конструкции.

ПРИМЕРЫ

Ниже настоящее изобретение будет описано более подробно на основе примеров.Однако настоящее изобретение никоим образом не ограничивается этими примерами.

1. Способ изготовления монолитной структуры разделительной мембраны

Изготовили монолитную подложку 30 и сформировали разделительную мембрану 33 внутри ячеек 4 . Сначала будет описано изготовление подложки , 30, .

(Субстрат)

К 100 массовым частям частиц оксида алюминия (агрегатным частицам), имеющим средний размер частиц 50 мкм, добавляли 20 массовых частей неорганического связующего (вспомогательный агент для спекания), воду, диспергатор и Затем добавляли загуститель, перемешивали и замешивали для получения замешанного материала.Замешанный материал экструдировали для получения необожженной монолитной подложки 30 .

В необожженной подложке 30 образовались выпускные каналы 7 , проходящие через водосборные ячейки 4 b от одной части к другой части внешней периферийной поверхности 6 (только пример 3. См. Фиг.5).

Затем была обожжена подложка 30 . Условия обжига составляли 1250 ° C и 1 час, и скорость повышения температуры и скорость падения температуры составляли 100 ° C./час.

Каждое из пористых тел 9 (подложки 30 ) примеров с 1 по 3 и с 5 по 6 имело внешнюю форму круглого столба, внешний диаметр 30 мм и полную длину 160 мм, а 55 ячеек имели диаметр ячейки 2,5 мм (Пример 3 имел 30 ячеек для сбора воды 4 b ).

Пористое тело 9 (подложка 30 ) из Примера 4 имело внешний диаметр 180 мм и полную длину 1000 мм, а также 2050 ячеек с диаметром ячейки 2.5 мм.

Затем были изготовлены образцы, в которых одна из мембран из DDR, кремнеземной мембраны и углеродной мембраны была сформирована в качестве разделительной мембраны 33 на поверхностях стенок внутри ячеек 4 пористого тела 9 . Будет описан каждый метод производства.

Примеры с 1 по 4 Формирование мембраны DDR

В качестве разделительной мембраны 33 мембрана DDR была сформирована на внутренних поверхностях стенок 4 s ячеек 4 .

(1) Производство затравочного кристалла

Порошок кристаллов цеолита типа DDR был приготовлен на основе метода производства цеолита типа DDR, описанного в MJ den Exter, JC Jansen, H. van Bekkum, Studies in Surface Science and Catalysis vol. . 84, изд. J. Weitkamp et al., Elsevier (1994) 1159-1166 или JP-A-2004-083375, и порошок использовали в том виде, в котором он был, или путем его измельчения, если необходимо, в виде затравочных кристаллов. После того, как затравочные кристаллы, подвергнутые синтезу или измельчению, были диспергированы в воде, крупные частицы были удалены, чтобы приготовить жидкую дисперсию затравочных кристаллов.

(2) Затравка (стадия адгезии частиц)

Жидкость для дисперсии затравочных кристаллов, приготовленная в (1), была разбавлена ​​ионообменной водой или этанолом, доведена до концентрации DDR от 0,001 до 0,36 мас.% (Содержание твердого вещества в суспензия 64 ) и перемешивали мешалкой при 300 об / мин с получением затравочной жидкой суспензии (суспензия 64 ). Пористое тело 9 было жестко прикреплено к нижнему концу воронки с широким горлышком 62 , и 160 мл затравочной жидкости было налито сверху пористого тела 9 и пропущено через ячейки 4 (см. ФИГ.3). Пористое тело 9 , по которому стекала суспензия 64 , сушили путем направления ветра в ячейки в течение 10-30 минут в условиях комнатной температуры или 80 ° C и скорости ветра от 3 до 6 м / с. Вытекание суспензии 64 и сушку ветром повторяли от одного до шести раз для получения образца. После сушки наблюдали микроструктуру с помощью электронного микроскопа. Подтверждена адгезия частиц DDR к поверхности пористого тела 9 .

(3) Образование мембраны (этап формирования мембраны)

После того, как 7,35 г этилендиамина (производства Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) были помещены в 100 мл флакон с широким горлышком из фторсодержащей смолы, 1,156 г 1-адамантанамина (производства Aldrich) добавляли и растворяли, чтобы не оставался осадок 1-адамантанамина. После того как 98,0 г 30 мас.% Коллоидного диоксида кремния (Snowtex S производства Nissan Chemical Industries, Ltd.) и 116,55 г ионообменной воды были помещены в другой сосуд и слегка перемешаны, его поместили в широкогорлую бутыль, содержащую смесь. этилендиамина и 1-адамантанамина, и их сильно встряхивали, чтобы приготовить раствор исходного материала.Молярные отношения каждого компонента раствора сырья составляли 1-адамантанамин / SiO 2 = 0,016 и вода / SiO 2 = 21. Затем бутыль с широким горлом, содержащую раствор сырья, помещали в гомогенизатор и перемешивали в течение одного часа. Пористое тело 9 , где частицы DDR могли прилипать к нему, как указано выше в (2), было помещено в стойкий к давлению сосуд из нержавеющей стали 65 , имеющий внутренний цилиндр из фторсодержащей смолы, имеющий внутренний объем 300 мл, и подготовленное сырье. раствор материала (золь 67 ) помещали и подвергали термической обработке (гидротермальный синтез) при 140 ° C.в течение 50 часов (см. фиг. 4). Следует отметить, что во время гидротермального синтеза он был щелочным из-за коллоидного кремнезема и этилендиамина в сырье. Поверхность излома пористого тела 9 , где была сформирована мембрана, наблюдали с помощью сканирующего электронного микроскопа, чтобы обнаружить, что мембрана DDR имела толщину 10 мкм или меньше.

(4) Удаление структурирующего агента

Образованную мембрану нагревали при 450 или 500 ° C в течение 50 часов в воздушной атмосфере в электрической печи для выжигания 1-адамантанамина в порах.Кристаллическая фаза была идентифицирована с помощью дифракции рентгеновских лучей, и было подтверждено, что это цеолит типа DDR. После формирования мембраны было подтверждено, что пористое тело 9 было покрыто цеолитом типа DDR.

Примеры 5 и 6 Формирование мембраны из диоксида кремния

Затем в качестве разделительной мембраны 33 была сформирована мембрана из диоксида кремния на внутренних поверхностях стенок 4 s . Раствор предшественника (раствор золя диоксида кремния) для образования мембраны из диоксида кремния был приготовлен путем гидролиза тетраэтоксисилана в присутствии азотной кислоты с получением раствора золя и его разбавления этанолом.Раствор предшественника (раствор золя кремниевой кислоты) для образования мембраны из диоксида кремния выливали в пористое тело 9 , имеющее внутренние поверхности стенок 4 s , сформированные в нем сверху, и позволяли течь через ячейки 4 , чтобы позволить раствор прекурсора для прилипания к внутренним стенкам ячеек 4 . Затем, после повышения температуры со скоростью 100 ° C / час и поддержания 500 ° C в течение одного часа, температуру понижали со скоростью 100 ° C./час. Такие операции заливки, сушки, повышения температуры и понижения температуры повторяли от 3 до 5 раз для образования кремнеземной мембраны.

Пример 7 Формирование углеродной мембраны

В качестве разделительной мембраны 33 углеродная мембрана была сформирована на внутренних поверхностях стенок 4 s ячеек 4 . Раствор предшественника получали путем смешивания и растворения фенольной смолы в органическом растворителе. Путем нанесения покрытия окунанием раствор предшественника для образования углеродной мембраны приводили в контакт с поверхностью пористого тела 9 , чтобы сформировать мембрану.Затем была проведена термообработка при 300 ° C в течение одного часа для удаления на поверхности полиимидной смолы в качестве предшественника углеродной мембраны. Полученный субстрат с нанесенным слоем полиимидной смолы подвергали термообработке при 600 ° C в течение пяти часов в неокисляющей атмосфере для получения углеродной мембраны.

2. Метод обнаружения дефектов

Дефекты структуры разделительной мембраны 1 с сформированной разделительной мембраной 33 были обнаружены с использованием метода измерения степени вакуума или метода измерения количества проницаемости газа.

(измерение степени вакуума)

Как показано на фиг. 7 была измерена степень вакуума каждой ячейки 4 . Отсасывание производилось с одной стороны ячеек 4 вакуумным насосом (модель № G-20DA производства AS One Corporation, скорость вытяжки 24 л / мин, предельное давление 1,3 × 10 -1 Па, двухступенчатого типа), а вакуумметр (калибратор модель № DP1800 производства GE Sensing) подключен к ячейкам 4 с другой стороны так, чтобы внутренняя часть ячеек была вакуумирована, и достигнутая степень вакуума внутри ячейка 4 была измерена.

Было рассчитано среднее значение всех ячеек 4 и стандартное отклонение (σ), и ячейка со степенью вакуума хуже, чем «среднее значение + 2σ» (ячейка с низким вакуумом) считалась ячейкой, имеющей возникший в ней дефект (больше дефектов, чем в других ячейках 4 ). Результаты примера 1 показаны в таблице 1. Номера ячеек такие, как показано на фиг. 10А, и все 55 ячеек , 4, были проверены на степень вакуума. Между прочим, степени вакуума в таблице показаны по манометрическому давлению (минус выражение на основе воздушной атмосферы).

ТАБЛИЦА 1 Номер ячейки Степень вакуума (кПа) 1-99.222-99.863-99.854-99.835-99.856-99.857-99.788-99.789-99.8010-99.7811-99.7512-994-14-971399.5 99.2817−99.7018−99.7519−99.7720−99.8121−99.8522−99.8423−99.8824−99.8525−99.8526−99.8427−99.8728−99.8729−99.8830−99.9031−99.8832−99.8633−99.8034−99.7235−99.799.79.8633−99. 99.6242-99.6343-99.3244-99.7345-99.7146-99.6747-99.8248-99.8349-99.8350-99.7151-99.9052-99.6553-99.7754-99,9455-99,85 кПа Среднее значение -99,76 σ0,15 Среднее значение -99,46 значение + 2σ

Среднее значение степени вакуума для 55 ячеек 4 составляло -99,76 кПа, стандартное отклонение (σ) составляло 0,15 кПа, и «среднее значение + 2σ» составляло -99,46 кПа. Следовательно, три ячейки 4 с номерами 1, 16 и 43 были признаны неисправными.

(измерение проницаемости газа)

Как показано на фиг. 6, газ, имеющий размер молекулы не меньше размера пор мембраны, вводился в ячейки 4 , и дефекты проверялись по степени проникновения газа.В случае мембраны DDR использовался тетрафторметан. Сначала один конец ячейки 4 , подлежащей измерению, был заглушен силиконовой пробкой, а после того, как другой конец ячейки 4 был подключен к расходомеру с мыльной пленкой, тетрафторметан подавался под давлением 0,2 МПа из внешнего источника. поверхность монолитной подложки. Время, которое прошло до того, как 0,5 см 3 тетрафторметана просочилось из ячейки, было измерено для расчета проницаемости тетрафторметана. В случае мембраны из диоксида кремния или углеродной мембраны использовался гексафторид серы.

Было вычислено среднее значение проницаемости и стандартное отклонение (σ) для всех ячеек 4 , и ячейка, имеющая проницаемость больше, чем «среднее значение + 2σ», рассматривалась как ячейка, имеющая сгенерированный дефект. в нем (дефектов больше, чем у других ячеек 4 ). Результаты примера 3 показаны в таблице 2. Номера ячеек были такими, как показано на фиг. 10B, и все 30 ячеек 4 были проверены на степень проницаемости.

ТАБЛИЦА 2 Тетрафторметан Уровень проницаемости клеток(Л / м 2 · с · МПа) 10.000120.000930.000940.001050.000360.000170.002380.000190.0013100.0023110.0011120.0011130.0002140.0015150.0005160.0012170.0005180.0008190.000108240.00020.000.00170.000180.0008190.000210240.0002000.00170.000240.000240.000280.0008190.0008240.000280.000 2 · с · МПа Среднее значение 0,0009 σ0,0006 Среднее значение 0,0021 значение + 2σ

Среднее значение проницаемости 30 ячеек 4 составило 0,0009 л / м 2 · с · МПа, стандартное отклонение (σ) было 0.0006 л / м 2 · с · МПа, а «среднее значение + 2σ» составило 0,0021 л / м 2 · с · МПа. Следовательно, три ячейки 4 с номерами ячеек 7, 10 и 29 были признаны неисправными.

3. Метод ремонта, эффект

Что касается примеров (примеры 2 и 4-7), кроме примера 1 (таблица 1) и примера 3 (таблица 2), дефекты были обнаружены таким же образом, и ячейки 4 Отремонтировано , признанных неисправными.

Цеолитная мембрана типа DDR Пример 1 Эпоксидная смола

Эпоксидная смола (E200 производства Konishi Co., Ltd.) разливали в три дефектные ячейки, обнаруженные при измерении степени вакуума в структуре разделительной мембраны 1 на расстоянии до 5 мм от одного торца, и сушили при комнатной температуре в течение 24 часов для герметизации ячеек 4 .

Пример 2 Силиконовая пробка

Силиконовая пробка (модель 2, розовая, производства AS ONE Corporation), заранее сформированная конической формы, была вставлена ​​в четыре дефектные ячейки, обнаруженные при измерении степени вакуума в структуре разделительной мембраны 1 и фиксируется для герметизации ячеек 4 .

Пример 3 Пробка Perfluor

Пробка Perfluor (произведенная AIR WATER MACH INC.), Заранее сформированная конической формы, была вставлена ​​в три дефектные ячейки, обнаруженные при измерении количества проницаемости газа, и зафиксирована для герметизации ячеек 4 .

Пример 4 Эпоксидный

Только в примере 4 использовалось пористое тело большого размера 9 , имеющее внешний диаметр 180 мм, полную длину 1000 мм, и 2050 ячеек с диаметром ячейки 2.5 мм. Эпоксидную смолу (E200 производства Konishi Co., Ltd.) заливали в 31 дефектную ячейку, обнаруженную при измерении степени вакуума в структуре разделительной мембраны 1 на расстоянии до 10 мм от торца, и сушили при комнатной температуре. на 24 часа опломбировать ячейки 4 .

Силиконовая мембрана Пример 5 Силиконовая пробка

Силиконовые пробки (модель 2 розового цвета, производимая AS ONE Corporation), заранее сформированные конической формы, были вставлены в девять дефектных ячеек, обнаруженных при измерении степени проницаемости газа разделительная мембранная структура 1 и закреплена для герметизации ячеек 4 .

Пример 6 Пробка Perfluor

Пробка Perfluor (произведенная AIR WATER MACH INC.), Заранее сформированная в форме конуса, была вставлена ​​в семь дефектных ячеек, обнаруженных при измерении степени вакуума, и зафиксирована для герметизации ячеек 4 .

Углеродная мембрана Пример 7 Силиконовая заглушка

Силиконовые заглушки (модель 2 розового цвета, производимая AS ONE Corporation), заранее сформированные конической формы, были вставлены в три дефектные ячейки, обнаруженные при измерении степени вакуума разделительная мембранная структура 1 и закреплена для герметизации ячеек 4 .

(коэффициент разделения)

В случае, когда разделительная мембрана 33 была мембраной DDR, коэффициенты разделения до ремонта и после ремонта были получены следующим образом. Смешанный газ из диоксида углерода (CO 2 ) и метана (CH 4 ) (объемное отношение диоксида углерода (CO 2 ) к метану (CH 4 ) составляло 50:50, а парциальное давление каждого газа составляло 0,2 МПа) вводили в ячейки 4 разделительной мембранной конструкции 1 .Газ, прошедший через структуру разделительной мембраны 33 , собирали для проведения компонентного анализа с использованием газовой хроматографии, и коэффициент разделения рассчитывали по формуле [коэффициент разделения α = (проницаемая концентрация CO 2 / проникающая концентрация CH 4 концентрация) / (подаваемая концентрация CO 2 / подаваемая концентрация CH 4 )].

В случае, когда разделительная мембрана 33 представляла собой углеродную мембрану или кремнеземную мембрану, коэффициент разделения был получен следующим образом.Смешанную жидкость из воды и этанола вводили в ячейки 4 структуры разделительной мембраны 1 , жидкость, прошедшую через разделительную мембрану 33 , собирали для выполнения анализа компонентов с использованием газовой хроматографии. Коэффициент разделения был рассчитан по формуле [коэффициент разделения α = (концентрация проникающей воды (мас.%) / Концентрация пронизанного этанола (мас.%)) / (Концентрация подаваемой воды (мас.%) / Подаваемая концентрация этанола (мас.%))] .

(коэффициент разделения после повышения давления)

Как показано на фиг. 2A, отремонтированная разделительная мембрана 1 была размещена в цилиндрическом корпусе 51 , имеющем впускное отверстие для жидкости 52 и выпускное отверстие для жидкости 53 , и после того, как воде позволили течь в корпус из впускного отверстия для жидкости 52 корпуса 51 для приложения давления 5 МПа с водой, сушку производили сушилкой. Затем коэффициент разделения был рассчитан таким же образом, как описано выше.

Коэффициенты разделения до ремонта, после ремонта и после создания давления воды 5 МПа показаны в таблице 3.

ТАБЛИЦА 3 После давления до ремонта при 5 ремонте, МПа с Meem-Separa-Separa-водой 1 Эпоксидная смолаDDR
    177 Пример 2 Кремниевая заглушкаDDR82169169 Пример 3 Перфторсодержащая заглушкаDDR63151151 Пример 4 Эпоксидная смола DDR112186186 Пример 5 Кремниевая заглушка Кремний 95159159 Пример 6Перфторсодержащая заглушка до ремонта Килика 95159159Пример 6Перфторсодержащая заглушкаПоказано сравнение 169147 Эффект кремния 4314Кроме того, что касается эффективности разделения после создания давления 5 МПа водой разделительной мембранной конструкции 1 после ремонта, не было обнаружено снижения коэффициента разделения за счет повышения давления. То есть можно сказать, что выдерживаемое давление для использования (удерживающая сила разделения) составляло 5 МПа или более, и было подтверждено сопротивление давлению отремонтированной части. Другими словами, конструкция разделительной мембраны 1 , герметизированная полимерным компаундом, может выдерживать давление 5 МПа или более.Хотя это и не показано в таблицах, никаких проблем из-за повышения давления воды при 5 МПа также не возникло в отношении количества проницаемых газов.

    ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

    Способ обнаружения дефектов и способ ремонта по настоящему изобретению можно использовать для обнаружения и ремонта дефектов в структуре монолитной разделительной мембраны, имеющей разделительную мембрану, сформированную на внутренних поверхностях стенок ячеек. Структура монолитной разделительной мембраны по настоящему изобретению может использоваться для разделения смешанного газа или смешанной жидкости.

    ОПИСАНИЕ НОМЕРА ДЛЯ ССЫЛОК

    1 : структура разделительной мембраны, 1 s : уплотнительная часть, 2 , 2 a , 2 b : торцевая поверхность, 3 : перегородка, 4 : ячейка, 4 a : разделительная ячейка, 4 b : ячейка для сбора воды, 4 s : внутренняя поверхность стены, 6 : внешняя периферийная поверхность, 7 : напорный канал, 8 : заглушка, 9 : пористое тело, 21 : заглушка, 21 a : заглушка (с отверстиями), 22 : расходомер, 23 : газовый баллон, 25 : вакуумный насос, 26 : вакуумметр, 27 : полимерный компаунд, 30 : подложка, 33 : разделительная мембрана, 51 : корпус, 52 : приток жидкости порт, 53 , 58900 44: выходное отверстие для жидкости, 54 : уплотнительный элемент, 62 : воронка с широким горлышком, 63 : кран, 64 : суспензия, 65 : сосуд, устойчивый к давлению, 67 : соль, 68 : суше.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    [an error occurred while processing the directive]