Дослідження руйнування бетону електричним вибухом провідників з його утилізації

Дослідження руйнування бетону електричним вибухом провідників з метою його утилізації

Випускна кваліфікаційна робота інженера на тему "Дослідження руйнування бетону електричним вибухом провідників з метою його утилізації" складається з текстового документа, виконаного на 93 сторінках, дванадцяти демонстраційних листів. Текстовий документ містить 23 малюнки, 10 таблиць, список використаних джерел із 23 найменувань.

Ключові слова: БЕТОН, ЗАЛІЗОБЕТОН, УТИЛІЗАЦІЯ, ЕЛЕКТРИЧНИЙ ВИБУХ ПРОВІДНИКІВ, АНАЛІЗ ГРАНУЛОМЕТРИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК.

Метою роботи є експериментальне дослідження характеру руйнування бетону при розміщенні провідника безпосередньо в товщі зразка, що руйнується, при варіюванні діаметра підривних провідників та їх матеріалу.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі завдання:

- провести аналіз існуючих методів переробки бетонних та залізобетонних виробів;

- Виконати експериментальні дослідження з руйнування зразків бетону електричним вибухом провідників з міді, ніхрому, манганіну;

- Провести оцінку ефективності руйнування бетону при електричному вибуху провідників з різних матеріалів;

- Оцінити вплив діаметра провідника на ефективність руйнування бетону.

1. ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД

1.1 Розвиток виробництва бетону та залізобетону

1.2 Проблема утилізації бетонних та залізобетонних конструкцій

1.3 Методи переробки залізобетонних та бетонних виробів

1.3.1 Зарубіжний досвід переробки будівельних відходів

1.4 Електророзрядні технології

1.4.1 Електрогідравлічний ефект

1.4.2 Електроімпульсна технологія

1.5 Електричний вибух провідників

2. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА

2.1 Методика проведення експериментів

2.2 Аналіз гранулометричних характеристик продуктів електричного вибуху провідників різного діаметра

2.3 Аналіз гранулометричних характеристик продуктів електричного вибуху провідників із різних металів

3. ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ ДОСЛІДЖЕННЯ РУШЕННЯ БЕТОНУ ЕЛЕКТРИЧНИМ ВИБУХОМ ПРОВІДНИКІВ

3.1 Планування робіт

3.2 Витрати проведення робіт

3.2.1 Матеріальні витрати

3.2.2 Витрати на оплату праці

3.2.4 Амортизаційні відрахування

3.2.5 Інші витрати

3.2.6 Накладні витрати

4. ВИРОБНИЧА І ЕКОЛОГІЧНА БЕЗПЕКА

4.2 Аналіз небезпечних та шкідливих факторів

4.4 Виробничий мікроклімат

4.6 Шуми та вібрація

4.9 Охорона довкілля

4.10 Надзвичайні ситуації

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

Одним з найважливіших резервів економії матеріальних та енергетичних ресурсів у галузі будівництва є використання відходів підприємств з виробництва збірного залізобетону та будівельних об'єктів, що демонтуються, у вигляді бетонного брухту. У багатьох випадках непридатні бетонні та залізобетонні вироби тривалий час зберігаються на складах заводів-виробників, вивозяться на звалища, закопуються в землю, що забруднює навколишнє середовище та позбавляє промисловість значного обсягу дорогого матеріалу.

Щорічно в нашій країні утворюється близько 6млн.тонн відходів бетону та залізобетону, а найближчим часом приріст обсягу бетонного брухту при розбиранні будівель та накопиченні некондиційних конструкцій досягне 15–17млн.тонн на рік.В даний час у відвалах накопичилася така кількість вторинної сировини, утилізація якої дозволила б отримати більше 1,5 млн. тонн металу і 40 млн. тонн бетонного брухту [1].

Перероблюваність для вторинного використання у залізобетону дуже висока. Арматурна сталь та закладні деталі йдуть у переплавку, а відходи бетону практично повністю можуть бути застосовані повторно як заповнювач для ординарних бетонів або як баласт у дорожньо-транспортному будівництві. Крім будівництва, подрібнений бетон застосовують при рекультивації земель для засипання виробок у ґрунті.

У світі з'явилося таке поняття як життєвий цикл будівлі, який включає всі етапи від початку будівництва до повної утилізації залишків об'єкта. Для будівництва із залізобетону такий підхід особливо актуальний. Витрати на розбирання об'єкта та ліквідацію зруйнованих матеріалів слід передбачати у кошторисі ще під час проектування та накопичувати у складі амортизаційних відрахувань протягом усього періоду експлуатації споруди.

У зв'язку з великими обсягами переробки не знайдено поки що високоефективну технологію для цього процесу. Сьогодні в основному знаходять застосування дві технології: механічна та електроімпульсна.

Електроімпульсний спосіб руйнування діелектричних та напівпровідних матеріалів широко використовується для дроблення та подрібнення матеріалів, різання блочного каменю, руйнування некондиційних залізобетонних виробів тощо. Перспективним напрямом з метою оптимізації процесу руйнування є використання явища ЭВП.

Ініціювання розряду провідником, що електрично вибухає, порівняно з високовольтним пробоєм при рівних можливостях електрообладнання дозволяє локалізувати місце пробою аж до забезпечення в ряді.випадків заданої геометрії розрядного каналу, досягти великих пікових впливів, домогтися збільшення ККД переходу електричної енергії в енергію вибуху, суттєво знизити робочу напругу установок із рівня 50 – 500 кВ до значень

5 кВ, відповідно і рівень ізоляції.

1.ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД

1.1 Розвиток виробництва бетону та залізобетону

Бетон і залізобетон широко застосовують у всіх країнах для зведення найрізноманітніших об'єктів. Найближчим часом ці матеріали залишаться найбільш використовуваними у всіх галузях будівництва. Широкому застосуванню бетону сприяли такі загальні передумови:

практично невичерпні запаси сировини для виробництва в'яжучих та заповнювачів бетону;
екологічна доцільність використання відходів промисловості як сировини для в'яжучих та заповнювачів;
можливість зниження середньої густини бетону шляхом заміни природних заповнювачів штучними, пористими;
можливість задоволення зростаючих та різноманітних вимог цивільного та промислового будівництва, включаючи створення підземних, підводних та плавучих споруд;
низька енергоємність технологічного процесу виготовлення конструкцій, порівняльна простота технології, можливість надання виробам з бетону будь-якої форми та оздоблення;
конструктивна сумісність бетону з багатьма будівельними та оздоблювальними матеріалами з метою надання залізобетонним конструкціям необхідних експлуатаційних та архітектурних властивостей.

Розвитку виробництва та застосування виробів із залізобетону супроводжували фактори, які можна умовно поділити на дві групи:

1. Фактори, які забезпечують можливість удосконалення конструктивних рішень абопояви нових конструкцій, що дозволяють досить ефективними та надійними способами організувати випуск залізобетонних виробів та зведення монолітних конструкцій у зростаючих обсягах. До цієї групи факторів належать такі: розвиток теорії бетону та залізобетону та практичних методів розрахунку; створення різних видів бетону (важких, легких, пористих, жаростійких та ін.), ефективних арматурних сталей та арматурних виробів, розробка нових та вдосконалення існуючих технологій у виробничих процесах, створення потужної розгалуженої промисловості для заводського виробництва залізобетонних виробів та конструкцій.

2. Фактори, що визначають потребу у вдосконаленні параметрів конструкцій та споруд, що вплинули на склад номенклатур залізобетонних виробів для різних областей будівництва, а також на напрями подальшого оновлення проектних рішень. Друга група факторів включає розвиток об'ємно-планувальних рішень виробничих, громадських та житлових будівель, уніфікацію та типізацію конструкцій, розширення застосування залізобетонних конструкцій у нових видах будівництва (споруди транспорту, зв'язку, атомної енергетики, підземні, плавучі, підводні споруди, будівництво в районах Півночі та ін).

Висока надійність та довговічність бетонних та залізобетонних конструкцій, стійкість їх до впливу високих температур та агресивних середовищ, здатність бетону твердіти та нарощувати міцність під водою, можливість зведення з бетону та залізобетону будівель, споруд та конструкцій найрізноманітніших форм відповідно до їх призначення та експлуатаційних вимог давно приваблювала будівельників.

Застосування залізобетону в Україні почалося з 80-х р.р. XIX століття. Найбільшого поширення він набув на півднікраїни, де особливо був великий обсяг будівництва та існували сприятливі умови (коротка зима, близькість цементних та металургійних заводів, дешеві високоякісні заповнювачі) для зведення залізобетонних конструкцій (тоді лише монолітних). В основному залізобетон використовували при будівництві багатоповерхових виробничих та цивільних будівель, портових споруд та мостів. У будівництві 1918–1928 р.р. було застосовано понад 18 млн. м 3 бетону та залізобетону; лише до 1928 р. було укладено не менше 4,7 млн. м 3 бетону та залізобетону, витрачено 1,4 млн. т цементу та 370 тис. т арматури, або 11,5 % виробленого прокату. Область застосування залізобетону у 1930–1941 р.р. стала досить великою. З монолітного залізобетону виконували основні несучі конструкції одноповерхових та багатоповерхових промислових будівель (фундаменти, колони, підкранові балки, покриття і навіть стіни, балкові та безбалочні перекриття), багатоповерхові житлові будинки, елеватори, бункери, ємності та підземні споруди. У роки Великої Вітчизняної війни в умовах найгострішої нестачі стали бетон та залізобетон широко використовувалися на будівництві найважливіших об'єктів оборонної промисловості у східних районах країни.