Дослідження передчасного руйнування залізобетонних шпал на магістральних коліях ПАТ «Укрзалізниця»
eaDNURT - the electronic archive of the Dnepropetrovsk National University of Railway Transport
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Дослідження передчасного руйнування залізобетонних шпал на магістральних коліях ПАТ «Укрзалізниця»
Исследование преждевременного разрушения железобетонных шпал на магистральных путях ПАО «Укрзализныця» Research Premature Destruction of Concrete Sleepers on the Main Lines of Public Company «UZ» |
|
| Creator |
Коваленко, Валентина Володимирівна
Коваленко, Валентина Владимировна Kovalenko, Valentyna V. |
|
| Subject |
бетон
мікроструктура цементного каменю залізобетонні шпали передчасне руйнування морфологія структурних складових спектральний аналіз микроструктура цементного камня железобетонные шпалы преждевременное разрушение морфология структурных составляющих спектральный анализ concrete microstructure of cement rock concrete sleepers premature destruction structural components morphology spectral analysis КБЖ |
|
| Description |
Коваленко, В. В. Дослідження передчасного руйнування залізобетонних шпал на магістральних коліях ПАТ «Укрзалізниця» / В. В. Коваленко // Наука та прогрес транспорту. — 2016. — № 4 (64). — С. 63—70. — doi: 10.15802/stp2016/77921
UK: Мета. В роботі необхідно виявити причини передчасного руйнування бетону шпал українського виробника. Методика. Застосовані мікроструктурний, фрактографічний, мікрорентгеноспектральний аналізи дозволили виявити причини швидкоплинних корозійних процесів у бетоні. Результати. В даній роботі предметом дослідження є цементний камінь і структура бетону передчасно зруйнованої залізобетонної шпали. Чергове передчасне руйнування залізобетонної шпали досліджувалося за традиційною для Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна (ДНУЗТ) методикою, що запатентована у 2009 році. Проведені в роботі дослідження показали: 1) наявність у цементному камені поблизу пісочних часток підвищеної концентрації хлору та лужних металів, що перевищують допустимі норми за діючими стандартами; 2) різнозеренність кристалів цементного каменю вказує на надлишок води затворювання в бетонній суміші; 3) наявність у структурі цементного каменя волокон деревини, які за рахунок додаткового всмоктування вологи пришвидшують хімічні реакції у бетоні шпал, що експлуатується; 4) швидкість лужно-кремнієвокислої реакції у бетоні шпал складає 5 мкм на рік; 5) наявність волокон деревини вказує на незадовільну чистоту розсіву заповнювачів, зокрема щебеню; 6) хлор-іони додатково пришвидшують реакції структурного перетворення цементного каменю. Наукова новизна. В роботі виявлено швидкість корозійних процесів у бетоні шпал українського виробника. Показано вплив на швидкість корозії забрудненості крупних заповнювачів органічними речовинами, зокрема волокнами деревини. Показані характерні ознаки пришвидшення корозійних процесів внаслідок надлишку води і хлор-іонів у структурі цементного каменю. Практична значимість. Виявлення характерних ознак передчасного руйнування бетону підрейкових основ дозволяє попередити масовий вихід із ладу залізничних шпал, який негативно впливає на безпеку руху залізницею. Запропонована ДНУЗТ безпропарювальна технологія виробництва залізобетонних шпал із застосуванням вітчизняних полікарбоксилатних добавок до бетонів (у комплексі з застосуванням для просівання щебеню просіваючих поверхонь нового покоління виробництва ПП «Логія») дасть змогу вивести українських виробників залізобетонних шпал на європейський рівень. Контроль мікроструктурних характеристик під час виробничого процесу дозволить попереджати масові передчасні руйнування бетону шпал і продавати продукцію українських заводів залізобетонних шпал європейським споживачам. При цьому пропонований метод контролю якості бетону є неруйнівним і не потребує виведення з ладу щойно виготовлених залізобетонних шпал. RU: Цель. В работе необходимо выявить причины преждевременного разрушения бетона шпал одного из украинских производителей. Методика. Примененные микроструктурный, фрактографический, микрорентгеноспектральный анализы позволили выявить причины ускоренных коррозионных процессов в бетоне. Результаты. В данной работе предметом исследования является цементный камень и структура бетона преждевременно разрушенной железобетонной шпалы. Очередное преждевременное разрушение железобетонной шпалы исследовалось по традиционной для Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна (ДНУЖТ) методике, запатентованной в 2009 году. Проведенные в работе исследования показали: 1) наличие в цементном камне вблизи песчаных частиц повышенной концентрации хлора и щелочных металлов, превышающих допустимые нормы за действующими стандартами; 2) разнозеренность кристаллов цементного камня указывает на избыток воды затворения в бетонной смеси; 3) наличие в структуре цементного камня волокон древесины, которые за счет дополнительного впитывания влаги ускоряют химические реакции в бетоне эксплуатируемых шпал; 4) скорость щелочно-кремниевокислой реакции в бетоне шпал составляет 5 мкм в год; 5) наличие волокон древесины указывает на неудовлетворительную чистоту рассева заполнителей, в частности щебня; 6) хлор-ионы дополнительно ускоряют реакции структурного преобразования цементного камня. Научная новизна. В работе выявлена скорость коррозионных процессов в бетоне шпал украинского производителя. Показано влияние на скорость коррозии загрязненности крупных заполнителей органическими веществами, в частности волокнами древесины. Показаны характерные признаки ускорения коррозионных процессов вследствие избытка воды и хлор-ионов в структуре цементного камня. Практическая значимость. Выявление характерных признаков преждевременного разрушения бетона подрельсовых оснований позволяет предупредить массовый выход из строя железнодорожных шпал, который негативно влияет на безопасность движения по железной дороге. Предложенная ДНУЖТ безпропарочная технология производства железобетонных шпал с применением отечественных поликарбоксилатных добавок к бетонам (в комплексе с применением для просеивания щебня просеивающих поверхностей нового поколения производства ЧП «Логия») даст возможность вывести украинских производителей железобетонных шпал на европейский уровень. Контроль микроструктурных характеристик во время производственного процесса позволит предупреждать массовые преждевременные разрушения бетона шпал и продавать продукцию украинских заводов железобетонных шпал европейским потребителям. При этом предлагаемый метод контроля качества бетона является неразрушающим и не требует вывода из строя только что изготовленных железобетонных шпал. EN: Purpose. The study aims to identify the causes of premature destruction of concrete sleepers of one of Ukrainian producers. Methodology. Applied microstructural, fractographic, X-ray microanalysis revealed causes of transient corrosion processes in concrete. Findings. Subject of study in this work is a cement rock and concrete structure of prematurely shattered concrete sleepers. Another premature destruction of concrete sleepers was studied using the traditional method for Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan (DNURT) that was patented in 2009. The conducted research showed: 1) a cement rock near the sand particles of high concentration of chlorine and alkali metals exceeding permissible in existing standards; 2) different grained cement crystals indicates excess of water in the concrete mixture; 3) the presence in the cement rock structure of wood fibers, which are due to the additional moisture absorption accelerate chemical reactions in the operated concrete sleepers; 4) speed of alkaline-silicic-acidic reaction in concrete sleepers is 5 microns per year; 5) availability of wood fibers indicates unsatisfactory purity of aggregates screening, including crushed stone; 6) chlorine ions further accelerate structural transformation reaction of cement. Originality. The paper found the rate of corrosion processes in concrete sleepers of Ukrainian producer. The influence on the corrosion rate of contamination of large aggregates of organic substances, including wood fibers was shown in the article. There were presented characteristic signs of accelerating corrosion processes as a result of excess of water and chlorine ions in the structure of cement rock. Practical value. Identifying the typical signs of premature destruction of concrete under rail foundations prevents massive failure of railway sleepers, which affects negatively the railway traffic safety. The proposed by DNURT without steaming technology of concrete sleepers production using domestic polycarboxylate concrete additives in combination with the use for screening of gravel the screening surface of new generation produced by PE «Logiya», will bring concrete sleepers of Ukrainian producers on the European level. Control of microstructural characteristics during the production process will prevent the mass premature destruction of concrete sleepers and sell products of Ukrainian concrete sleeper production plants to the European consumers. At this the proposed method of quality control of concrete is non-destructive and does not require disabling the newly made concrete sleepers. |
|
| Date |
2016-11-02T10:53:32Z
2016-11-02T10:53:32Z 2016 |
|
| Type |
Article
|
|
| Identifier |
doi: 10.15802/stp2016/77921
http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/9022 http://stp.diit.edu.ua/article/view/77921/75718 |
|
| Language |
uk
|
|
| Publisher |
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
|
|