Електропровідна силікатна композиція для захисту від електрокорозії конструкцій і споруд залізниць

Abstract

UA: Дисертація присвячена розробці електропровідної силікатної композиції і удосконаленню екранного захисту від електрокорозії залізобетонних і бетонних конструкцій на електрифікованих постійним струмом залізницях. Уточнено механізм протікання струму та електрокорозії конструкцій. Запропонована композиція із силікату та кремнійфториду натрію, електропровідність якої за- безпечується графітом, а водостійкість доменним гранульованим шлаком. Її ос- новним продуктом є гель кремнійкислоти, а водостійкість підвищується за ра- хунок утворення лужних та лужноземельних гідроалюмосилікатів, гідроалюмі- натів та фториду кальцію, які утворюють водостійкі електрогетерогенні контак- ти. Визначені катодна та анодна реакції на границі розподілу між графітом і си- лікатним каменем, які визначають довговічність композиції. Встановлено, що електрофізичні властивості композицій перебувають в антагонізмі з гідрофізи- чними та фізико-механічними, отже, розробка складів вимагає застосування ме- тодів компромісної оптимізації. Визначені залежності зазначених властивостей від вмісту силікату натрію, графіту, шлаку. Визначено ефективність заземлених екранів із композиції. Розроблено та запатентовано склади композицій. Удо- сконалено конструктивно-технологічне рішення захисту опори високої паса- жирської платформи заземленим екраном, яке впроваджено під час капітально- го ремонту платформи. EN: The dissertation is devoted to the development of electrically conductive silicate composition and improvement of screen protection against electrocorrosion of rein- forced concrete and concrete structures, in particular, high passenger platforms, over- passes, bridges operated on sections of railways electrified by direct current. As a re- sult of a theoretical research author developed the view about electrocorrosion of re- inforced concrete and concrete structures. Author cpecified a scheme and a mecha- nism of leakage current transmission through high passenger platforms structures, author defined 4 types of structures zones, in which electrocorrosion process reac- tions happen. Silicate composition, that was proposed, is сonsisted of sodium silicate andsodium silicon fluoride, its conductivity is provided by graphite filler, and its wa- ter resistance is provided by adding a main blast furnace granular slag. Author de- fined, that the main product of a hydration is a silicic acid gel, and a water resistance of this acid can raise at the expense of alkaline and alkaline earth hydroaluminosili- cates, calcium hydroaluminates and calcium fluoride origination, that create water resistant electroheterogeneous contacts, when it reacts with silica gel particles. Cath- ode and anode electrochemical reactions, which were defined, occur on a distribution boundary between a graphite and a silicate component of the composition. Author showed, that the synthetic stone durability by an electrical conductivity will be con- ditioned by a quantity of an electric current, that can pass through graphite particles. As a result of an experimental research, author determined, that electrophysical char- acteristics of silicate compositions, which contains graphite, are in an antagonism with hydrophysical and physical and mechanical qualities. So, development of these compositions needs usage of compromise optimization methods.Author defined, that electrophysical, hydrophysical and physical and mechanical qualities of compositions depend on content of sodium silicate, graphite and slag. Author experimentally re- searched efficiency indicators of grounded screens, which are made of electrically conductive silicate composition. Author defined, that these screens can drain leakage currents and reduce power of current, that goes through a concrete and an armature by 70 %. Author developed conductive compositions, that were patented. Creator improved constructive and technological solution to protect supports of a high pas- senger platform with a grounded screen. The research results were implemented in experimental order during capital repair of the high passenger platform at the railway station of Komarivka belonging to the regional branch “The South Railway” of the JSC “Ukrainian railways”. RU: Диссертация посвящена разработке электропроводной силикатной компо- зиции и совершенствованию экранной защиты от электрокоррозии, в т.ч. тока- ми утечки, железобетонных и бетонных конструкций на электрифицированных постоянным током железных дорогах. Уточнен механизм протекания тока и электрокоррозии конструкций. Предложена композиция из силиката и кремне- фторида натрия, электропроводность которой обеспечивается графитом, а во- достойкость доменным гранулированным шлаком. Ее основным продуктом яв- ляется гель кремнекислоты, а водостойкость повышается за счет образования щелочных и щелочно-земельных гидроалюмосиликатов, гидроалюминатов и фторида кальция, которые образуют водостойкие електрогетерогенные контак- ты. Определены катодная и анодная реакции на границе раздела между графи- том и силикатным камнем, которые определяют долговечность композиции. Установлено, что электрофизические свойства композиций находятся в антаго- низме с гидрофизическими и физико-механическими, следовательно, разработ- ка составов требует применения методов компромиссной оптимизации. Опре- делены зависимости свойств от содержания силиката натрия, графита, шлака. Определена эффективность заземленных экранов из композиции. Разработаны и запатентованы составы композиций. Усовершенствовано конструктивно- технологическое решение защиты опоры высокой пассажирской платформы заземленным экраном, которое внедрено во время капитального ремонта плат- формы.