УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ И БЕТОНА

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике для исследования долговечности цементного камня и бетонов в агрессивных коррозионно-активных средах и может использоваться для оценки долговечности цементного камня, работающего в условиях повышенных температур и давлений, находящегося против пластов, содержащих агрессивные флюиды, а также может использоваться в любой отрасли промышленности, где необходимо контролировать долговечность материалов, работающих в агрессивных средах.
Известны установки и методы исследования долговечности цементного камня и бетонов в агрессивных средах.
В частности, наиболее простым методом является наблюдение за натурными объектами, находящимися в агрессивной среде [Москвин В.М. Коррозия бетона. Государственное издательство литературы по строительству и архитектуре, М., 1952, с. 148-152]. Недостатком данного способа является большая продолжительность испытаний.
Для ускоренных испытаний используют методы, в которых ускорение процессов коррозии достигается увеличением реагирующей поверхности за счет измельчения цементного камня, фильтрацией агрессивного раствора через цементный камень, увеличением концентрации агрессивного раствора [Москвин В.М. Коррозия бетона. Государственное издательство литературы по строительству и архитектуре, М., 1952, с. 18-27]. Недостатком указанных методов является их несоответствие реальным условиям работы цементного камня и бетона в производственных условиях.
Известен прибор для определения глубины коррозионного поражения бетона, включающий стакан с испытуемым образцом, емкость для подачи агрессивного раствора, систему патрубков и кранов [Полак А.Ф., Ратинов В.Б., Гельфман Г.Н.. Коррозия железобетонных конструкций зданий нефтехимической промышленности. Изд. литературы по стр-ву, М., 1971, с. 81-82].
Недостатком является несоответствие реальным условиям работы цементного камня и бетона в производственных условиях.
Наиболее близким устройством к заявляемому объекту, т.е. прототипом является установка для определения скорости коррозии бетона в проходящем токе агрессивного раствора, включающая емкость с агрессивным раствором, в котором находится испытуемый образец, емкости для агрессивного и отработанного раствор и краны [Рекомендации по методам определения коррозионной стойкости бетона, НИИЖБ Госстроя СССР, Москва, 1988, 25 с.]. Недостатком указанной установки является невозможность проведения испытаний цементного камня и бетона при фильтрации агрессивного раствора, невозможность испытания образцов в газовой агрессивной среде и невозможность проведения испытаний при повышенном давлении.
Задачей настоящей полезной модели является разработка экспериментальной установки с достижением следующего технического результата: повышение достоверности результатов исследования и возможность прогнозирования долговечности цементного камня и бетона.
Поставленная задача достигается тем, что установка для исследования коррозионной стойкости цементного камня и бетона, содержащая емкость с агрессивным флюидом, находящуюся в контакте с испытуемым образцом, содержит, по крайней мере, один испытательный цилиндр с установленной в нем эластичной манжетой, внутри которой размещен испытуемый образец цементного камня или бетона цилиндрической формы, при этом испытательный цилиндр в нижней части имеет заглушку с отверстием, меньшим диаметра испытуемого образца, в верхней части испытательный цилиндр имеет внутреннюю резьбу, в которую ввернуто зажимное кольцо, сжимающее эластичную манжету, при этом наружной резьбой испытательный цилиндр соединен с нижней крышкой емкости, содержащей агрессивный флюид, а в верхней крышке емкости выполнены отверстия для заполнения ее агрессивным флюидом и подачи в нее газа для создания давления.
При этом количество испытательных цилиндров может быть от 1 до 6.
Кроме того, агрессивный флюид может быть как жидким, так и газообразным.
Для поддержания температурных условий установка может размещаться в камере с соответствующей температурой, при этом внутри емкости 7 может создаваться любое расчетное необходимое давление жидкости или газа.
На фигуре показан общий вид установки для исследования коррозионной стойкости цементного камня и бетонов.
Установка состоит из испытательного цилиндра 1, в котором установлена эластичная манжета 2, внутри которой размещается испытуемый образец 3 цилиндрической формы. Испытательный цилиндр 1 имеет с нижней стороны заглушку 4, с отверстием меньшим, чем диаметр испытуемого образца 3. В верхней части испытательного цилиндра 1 имеется внутренняя резьба, в которую вворачивается зажимное кольцо 5, которое через регулировочные кольца 6 сжимает эластичную манжету 2, которая, в свою очередь, обжимает испытуемый образец 3, исключая перетекание агрессивного флюида по внешней поверхности испытуемого образца 3.
С помощью наружной резьбы испытательный цилиндр 1 соединяется с емкостью 7, содержащей агрессивный раствор или газ 8 и фиксируется контргайкой 9. Емкость герметично закрывается крышкой 10, в которой имеются отверстия 11, 12, оборудованные кранами 13, 14 для заполнения емкости агрессивным раствором или газом.
Установка для исследования коррозионной стойкости цементного камня и бетонов работает следующим образом.
Образец 3 цементного камня или бетона соответствующего состава, выдержанный нормативный срок твердения, устанавливается в эластичную манжету 2 и вместе с ней размещается в испытательный цилиндр 1. Сверху эластичной манжеты 2 устанавливаются регулировочные кольца 6, толщина которых зависит от высоты испытуемого образца. Затем внутрь испытательного цилиндра 1 вворачивается зажимное кольцо 5, которое фиксирует эластичную манжету 2 и герметизирует пространство между эластичной манжетой 2, испытуемым образцом 3 и испытательным цилиндром 1.
Затем испытательный цилиндр 1 вворачивается в емкость 7 и закрепляется в ней с помощью контргайки 9. После закрытия крышки 10 емкости 7, через отверстия 11 и 12 емкость 7 заполняется агрессивной жидкостью 8. Кран на отверстии 11 закрывается, а через отверстие 12 с помощью газа создается расчетное давление для проведения испытаний.
После проведения испытаний в емкости 7 давление снижается до атмосферного, агрессивная жидкость 8 выливается, испытательный цилиндр 1 выворачивается из емкости 7, разбирается и проводится исследование испытуемого образца.
В случае фильтрации агрессивной жидкости через испытуемый образец, жидкость 8, прошедшая через цементный камень, собирается и подвергается исследованиям. При этом емкость 7 периодически заполняется агрессивной жидкостью 8.
При проведении испытаний с агрессивным газом, например сероводородом или углекислым газом, испытательный цилиндр установки погружается в среду, нейтрализующую агрессивный газ.
Для моделирования температурных испытаний установка может быть помещена в емкость, в которой поддерживается необходимая температура.
Применение заявляемой установки по сравнению с имеющимися установками позволяет получить более достоверные результаты и прогнозировать долговечность цементного камня и бетона за счет:
- обеспечения реальных условий (температуры и давления) работы цементного камня, например, в глубоких нефтяных и газовых скважинах;
- обеспечения реальных условий работы цементного камня и бетона, касающихся омывания образцов цементного камня или бетона или фильтрации агрессивной жидкости через образец;
- возможности проведения испытания цементного камня и бетона как в жидкой, так и газообразной среде.