В этом номере Техинформатора мы рассмотрим физическое явление – кавитацию, вред, который она наносит, и способы его предотвращения в свете защиты бетонных и железобетонных конструкций материалами торговой марки «КТ ТРОН».
Кавитация - образование полостей (пузырьков) в потоке жидкости при локальном понижении давления. Давление в жидкости может резко понизиться во время быстрого прохождения жидкости по каналам переменного сечения или сложной формы. Возникшие при этом зоны разряжения порождают кавитационные вихри, внутри которых и образуются полости. Пузырьки возникают на межмолекулярном уровне и имеют внутри очень высокое разряжение, за счет чего частично заполняются водяным паром и растворенными в воде газами. Соотношение содержания газа и пара в полости может быть различным. В зависимости от концентрации пара или газа в полости их называют паровыми или газовыми.
Кавитационные полости имеют очень непродолжительное время существования.
Перемещаясь с потоком в область с более высоким давлением кавитационная полость схлопывается, излучая ударную волну, которая способна разрушить пограничные поверхности. Выделяемое при схлопывании пузырьков большое количество энергии существенно повышает температуру. Химическая агрессивность газов и водяных паров, особенно при повышенной температуре, вызывает эрозию материалов, с которыми соприкасается жидкость. Эта эрозия является вторым фактором вредного воздействия кавитации.
Кавитационные разрушения бетонных поверхностей
При скорости воды более 15 м/сек углубления и выступы на граничной с потоком бетонной поверхности могут вызвать образование кавитационных вихрей. В них возникают и моментально исчезают мельчайшие пузырьки. В результате разрушения пузырьков возникает сильная ударная волна — серия последовательных гидравлических ударов. Такое воздействие очень разрушительно даже для высокопрочного бетона.
Как правило, кавитационные разрушения наблюдаются на поверхности водосбросов, турбинных водоводов, резервуаров — накопителей энергии, сифонов, туннелей и улиток, по которым с большой скоростью течет вода.
Повреждение бетона вследствие кавитации можно довольно легко отличить от обычного размыва. На поверхности, разрушенной кавитацией, имеются зазубрины, в то время как поверхность, поврежденная водой и крупным песком или каменной мелочью, довольно гладкая. На практике в таких конструкциях, как водосбросы, при кавитации могут вырываться большие куски бетона.
Борьба с кавитацией и ее последствиями
Кавитации, и как следствие разрушения бетонных поверхностей, можно избежать, уменьшив или полностью исключив образование кавитационных вихрей. Для этого при ремонте бетонов, разрушенных кавитацией, следует придерживаться двух основных принципов.
Во-первых, восстановление поверхности следует производить особо прочным ремонтным составом «КТтрон-4 Т600».Данный состав не только обеспечивает быстрый набор ранней прочности, но и обладает характеристиками, соответствующими условиям эксплуатации при возможном возникновении кавитационных вихрей.
Прочность при сжатии в возрасте | |
- 4 часа - 24 часа - 28 суток |
min 15 МПа min 30 МПа min 60 МПа |
Прочность сцепления с бетоном | |
- 1 сутки - 28 суток |
min 0,8 МПа min 2,5 МПа |
Прочность при изгибе в возрасте | |
- 1 сутки - 28 суток |
min 3,0 МПа min 9,0 МПа |
Во-вторых, следует добиваться полного соответствия проектной геометрии, строго избегая всяческих неровностей отремонтированных поверхностей.
Скачать Техинформатор №43.PDF
© 2001-2014 «ГидроСистем» Адрес: Орёл, Машиностроительная 6, оф. 5/1 |
г. Орёл, Машиностроительная улица, дом 6, офис 5/1 Электронная почта: info@gidrosystem57.ru |
Телефон: 8 (4862) 78-15-06 |