TECHNICKÉ A EKOLOGICKÉ ASPEKTY SANACÍ BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ TECHNICAL ADN ENVIRONMENTAL ASPECTS OF CONCRETE STRUCTURE REPAIR

TECHNICKÉ A EKOLOGICKÉ ASPEKTY SANACÍ BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ TECHNICAL ADN ENVIRONMENTAL ASPECTS OF CONCRETE STRUCTURE REPAIR

Garant: Ing. Zdeněk Jeřábek, CSc.

235

PŘÍSLUŠENSTVÍ ZN. HAMMELMANN – SPOJENÍ VÝZKUMU A PRAXE PŘI KONSTRUKCI NÁSTROJOVÉHO VYBAVENÍ PRO SANACE BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ HAMMELMANN ACESSORIES – INTEGRATION OF RESEARCH AND PRACTICE IN THE DESIGN OF TOOLS FOR REPAIR OF CONCRETE STRUCTURES Norbert M. Steinbrecher Dipl. Ing. Ladislav Glovacz

(1) (2)

1) Steinbrecher AG., CH-8484 Weisslingen, Schweiz tel.: 0041-523 943 060, fax: 0041-523 943 066 2) Odborný poradce fy Steinbrecher AG. pro ČR Mikulčická 8, 627 00 Brno, tel.+fax: 00420-545 218 332 Anotace: Příspěvek představuje konkrétní uplatňování výsledků výzkumných prací pracovníků firmy HAMMELMANN na nová technická řešení nástrojů využívajících technologii vysokotlakého vodního paprsku pro práce na sanacích betonových konstrukcí. Vše pro zlepšení účinnosti a spolehlivosti výrobků firmy HAMMELMANN – to je firemní filozofie firmy HAMMELMANN. Abstract: The paper describes the practical application of research results obtained by the HAMMELMANN company to new technical solutions of tools using high pressure water jet in the repair of concrete structures. Everything for improving the effectiveness and reliability of HAMMELMANN products – this is the philosophy of the HAMMELMANN Company. 1. ÚVOD Firma HAMMELMANN věnuje neustálou pozornost výzkumu v oblasti hydrodynamiky. Z výzkumných i praktických důvodů firma vybudovala samostatné výzkumné a zkušební centrum vybavené špičkovou strojní, měřicí a výpočetní technikou. Lze zde modelovat různé situace podle konkrétního zadání. Spojení teoretického výzkumu vysokotlakého paprsku a její okamžité uplatnění v praxi je významným faktorem, který charakterizuje výrobky firmy HAMMELMANN. Technická řešení jednotlivých nástrojů zn. HAMMELMANN v mnohých ohledech určují směr technického pokroku jak u vysokotlakých pístových čerpadel tak i v oblasti nástrojů používaných na konkrétní práce využívajících vysokotlaký vodní paprsek. 2. POZNÁNÍ VLASTNOSTÍ VYSOKOTLAKÉHO VODNÍHO PAPRSKU – ZÁKLADNÍ PŘEDPOKLAD PRO VÝVOJ NOVÝCH NÁSTROJŮ ZN. HAMMELMANN Teorie o proudění kapaliny – hydrodynamika vychází při stanovování všech zákonitostí z ideálních podmínek, kdy proudící kapalina má následující vlastnosti: - ztráty energie tření jsou nulové, - nevzniká mezní vrstva a nedochází k uvolňování a směšování molekul mezi jednotlivými proudnicemi – laminární (vrstvové) proudění, 236

- proudění je rovnoměrné po celé délce toku, - proudění je ustálené v celém průtokovém průřezu, - kapalina je nestlačitelná. Reálné proudění kapaliny musí ale počítat, že - proudění kapaliny je ztíženo třením, - vznikají hraniční vrstvy a zpětný proud, - proudění je nerovnoměrné, - vznikají turbulence a víření, případně také kavitace, - kapalina je stlačitelná. Při zkoumání vlastností vysokotlakého vodního paprsku vycházíme z teorie proudění kapaliny v ideálních podmínkách. Využití nejmodernější měřicí techniky umožňuje porovnat teoretické poznatky s praktickými výsledky měření. Rotující sestava trysek je v současné době běžným pracovním nástrojem pro čištění betonových povrchů. Jako příklad byla použita sestava trysek umístěná v držáku trysek DH 6 (viz obr. č. 1). V držáku je umístěno asymetricky 5 trysek (3 x ∅ 0,25 + 2 x ∅ 0,3 mm).

Obr. 1: HAMMELMANN držák trysek DH 6

Vývojoví pracovníci firmy HAMMELMANN provedli mnoho měření s cílem optimalizovat postavení trysek v rotujícím nástroji tak, aby energie vysokotlakého vodního paprsku odvedla co nejlepší práci. Na obrázcích č. 2 a 3 je zaznamenáno rozložení ener237

Obr. 2: Rozložení energie na čištěném povrchu při použití držáku trysek DH6 - horní pohled na čištěný povrch.

Obr. 3: Rozložení energie na čištěném povrchu při použití držáku trysek DH6 – plastický řez čištěného povrchu.

238

gie na čištěném povrchu při použití sestavy trysek v držáku DH6. Vidíte, že rozdělení energie dopadajícího vodního paprsku je zde nestejnoměrné a vykazuje místní rozdíly. V praxi to znamená, že pracovník pro dosažení stejnoměrné kvality opracování čištěného povrchu musí provést pracovní operaci opakovaně. Na základě výše uvedeného zjištění byl vyvinut nový držák trysek. V držáku je asymetricky umístěno 8 trysek ∅ 0,2 mm.

Obr. 4: Nový držák trysek 8 x ∅ 0,2 mm.

Byla provedena porovnávací měření za stejných podmínek, jak u držáku trysek DH6. Na obrázcích č. 5 a 6 je vidět výsledek. Rozložení energie dopadajícího vodního paprsku je zde velmi rovnoměrné skoro v celé pracovní šířce na čištěném povrchu. Opracování čištěného povrchu vykazuje pak konstantní kvalitu v celé šířce záběru pracovního nástroje.

239

Obr. 5: Rozložení energie na čištěném povrchu při použití nového držáku trysek – horní pohled na čištěný povrch.

Obr. 6: Rozložení energie na čištěném povrchu při použití nového držáku trysek – plastický řez čištěného povrchu.

240

Výsledkem je zvýšení produktivity práce. Firma HAMMELMANN obdobným způsobem provedla další modernizaci nových pracovních nástrojů jako jsou rotační trysky RD 3001-4, které byly představeny již minulý rok na Sympoziu „Sanace 2002“. Také čistící zařízení pracující s rotujícími rameny zn. AQUABLAST prošla modernizací, tak aby byla na základě vědeckých poznatků zvýšena jejich účinnost.

3. ZÁVĚR Náš příspěvek představuje nové nástrojové vybavení pro sanace betonových konstrukcí, které firma HAMMELMANN vyvinula na základě výsledků vědeckého zkoumání a experimentálního zkoušek. Firma HAMMELMANN věří, že vložené prostředky do vývoje nového kvalitního vybavení pro sanace betonových konstrukcí jsou dobrou investicí a její zákazníci budou moci pak investorům nabídnout nejvyšší možnou kvalitu odvedené práce za příznivou cenu. Závěrem chci poděkovat za pomoc firmě HAMMELMANN při přípravě našeho příspěvku.

241

TECHNICKÉ, EKOLOGICKÉ A BEZPEČNOSTNÉ ASPEKTY SANÁCIÍ VYSOKOTLAKOVÝM VODNÝM LÚČOM TECHNOLOGICAL, ECOLOGICAL AND SAFETY ASPECTS OF REPAIRS USING HIGH PRESSURE WATER JET

Ing. ZDENKO KRAJNÝ, PhD. AQUACLEAN, s.r.o., výhr. zastúpenie fy URACA pre Českú a Slovenskú republiku, Mišíkova 20, 811 06 Bratislava, tel./fax.: 00421 - 2 - 52 495 312, [email protected]

Anotácia: Technológia vysokotlakového vodného lúča sa vyznačuje vlastnosťami, ktoré determinujúce pre aplikácie prípravy povrchov. Bezrázový účinok, studený rez, bezpečnosť, ako aj ekologické vlastnosti tejto technológie sú ojedinelé. Vodný lúč sa označuje tiež ako inteligentný pracovný nástroj s prirodzenou selekciou starých a poškodených povlakov konštrukcií. V príspevku sú uvedené aj najnovšie normy a predpisy pre aplikácie WJM (WATER JET MACHINING – obrábanie vodným lúčom). Abstract: The high pressure water jet technology is characterised by properties that determine its application to surface treatment. Its impact-free effect, cold cut, safety, as well as ecological properties, are unique. Water jet is also regarded as an intelligent working tool capable of natural selection of old or damaged coats of structures. The paper also presents latest standards and provisions concerning the application of water jet machining.

ÚVOD Vysokotlakový vodný lúč je ekologický, bezrázový, efektívny, rýchly, účinný a univerzálny pracovný nástroj pre aplikácie v stavebníctve, v priemysle pri výrobe automobilov, lodí, pri rekonštrukcii stavieb, likvidácii betónových konštrukcií, v zdravotníctve, medicíne, potravinárskom a chemickom priemysle, gumárenskom priemysle a pod. Sortiment aplikácií a odvetví použitia je neobmedzený a závisí len od požiadaviek technickej praxe, kde sa dá efektívne využiť a aplikovať. Veľkou výhodou technológie WJM je tiež studený rez, t.j. nepôsobí tepelne na obrábaný materiál. V príspevku je popísaná technológia, jej aplikácie a základné aspekty bezpečnosti pri práci - čistení a rezaní technických materiálov technológiou vysokotlakového vodného lúča. Ako už bolo uvedené, aplikácie a využitie technológie vysokotlakového vodného lúča v technickej praxi sú veľmi bohaté. Už len samotné modifikácie a druhy vodných lúčov vytvárajú široký aplikačný základ. Vzhľadom na široké aplikačné spektrum pri rezaní a čistení materiálov vodným lúčom existuje tiež veľmi veľa faktorov, ktoré vplývajú na bezpečnosť pri práci so zariadeniami generujúcimi vodný lúč, ako aj pri prevádzkovaní zariadení samotných.

242

1. BEZPEČNOSTNÉ PREDPISY PRI REZANÍ VODNÝM LÚČOM Vysokotlakové zariadenie na obrábanie vodným lúčom podľa konštrukcie a výrobcov pozostáva najmä z nasledovných hlavných uzlov (p. obr. 1): - primárny – nízkotlakový olejový okruh multiplikátora - sekundárny – vysokotlakový vodný okruh multiplikátora - okruh filtrácie technologickej kvapaliny - riadiaca a manipulačná jednotka zariadenia a) PRIMÁRNY OLEJOVÝ OKRUH Maximálny tlak v primárnom olejovom okruhu multiplikátora (súvisí priamo s konštrukciou multiplikátora, pričom závisí od multiplikačnej konštanty, t.j. zosilnenia vstupného tlaku na požadovaný maximálny pracovný tlak) sa bežne pohybuje v rozsahu ca. 16 až 35 MPa. V podstate sa jedná o sériovo vyrábané hydraulické generátory tlaku od renomovaných svetových výrobcov.

Obr. 1: Hydraulická schéma zariadenia na WJM

Ak sa dodržiavajú predpísané prevádzkové predpisy a podmienky agregáty sú bezpečné. Avšak vplyvom chyby alebo únavy materiálu môžu vzniknúť poruchy, ktoré by mohli priamo, alebo svojími následkami ohroziť bezpečnosť pracovníkov. Medzi ne patrí:

243

- odkvapkávajúci olej (vplyvom netesnosti, stárnutím hadíc a pod.), - poškodenie jednotlivých tlakom zaťažených prvkov obvodu a pod. Olej odkvapkávajúci z netesného spoja na podlahu môže spôsobiť pošmyknutie a pád obsluhy, poškodenie podlahy (olej rozrušuje betón), pri preniknutí do okolia môže spôsobiť znečistenie veľkého množstva vody. Pri poruche časti hydraulického obvodu tlakom kvapaliny nedochádza k výbuchu. Najprv vzniká malá trhlina, ktorá sa síce rozširuje, ale unikajúcim olejom sa zníži tlak a olej sa rozpráši do okolia vo forme hmly. Pri rýchlom šírení sa trhliny (najčastejší je prípad prasknutia prívodného potrubia alebo hadice) olej väčšinou vytečie z nádrže a dôjde napr. k zadretiu hydrogenerátora. Poškodenie hadice sa prejavuje buď presakovaním oleja, alebo vytrhnutím hadice z lisovaného spojovacieho šróbenia hadice. V tom prípade sa môže hadica prudko vymrštiť a spôsobiť zranenie obsluhy. Preto je potrebné dodržiavať zásady [3] pri projektovaní, umiestňovaní a prevádzke hydraulických zariadení: - nepreťažovať hydraulické prvky vyššími tlakmi, než na aké sú konštruované, - vysokotlakové agregáty umiestniť pokiaľ možno do samostatnej strojovne, - strojovňu udržiavať v čistote (vytečený olej ihneď odstrániť, ako aj príčinu úniku oleja), - elektrické prvky musia byť krytované pred priamym pôsobením oleja pri prevádzke, ale aj pri možnej poruche (adekvátny stupeň krytia IP v zmysle normy STN EN 60034-5). - pri akýchkoľvek úpravách a opravách vypnúť pohon hydrogenerátora, alebo aspoň príslušný obvod odľahčiť a odpojiť, - agregáty, hydraulické prvky, tlakové hadice a potrubia chrániť pred vonkajším mechanickým poškodením a pod. - všetky hydraulické prvky a obvody musia byť chránené proti preťaženiu tlakovým poisťovacím ventilom, - údržbu a opravy hydarulických agregátov môže vykonávať len zaškolený, alebo inak spôsobilý zodpovedný pracovník. To sú iba základné zásady bezpečnosti pri práci s hydraulickými agregátmi. Ich dodržiavanie by malo prispieť k zníženiu úrazovosti, k zlepšeniu pracovných podmienok obsluhy a k zamedzeniu prípadných i následných škôd. b) SEKUNDÁRNY VYSOKOTLAKOVÝ VODNÝ OKRUH Pozostáva výhradne z vysokotlakových prvkov a armatúr (100 až 500 MPa), na ktoré sú kladené veľké požiadavky na kvalitu, spoľahlivosť a bezpečnosť. Kvalita je daná vhodným výberom materiálu s vysokou medzou pevnosti, korózievzdornosti a vysokou mierou bezpečnosti pri dimenzovaní jednotlivých konštrukčných uzlov. Predpokladom kvality sú tiež samotní výrobcovia vysokotlakových zariadení či niektorých komponentov. V podstate vždy sa jedná o renomovaných svetových výrobcov, väčšinou s dlhou tradíciou výroby. Principiálne treba poznamenať, že platia tie isté zásady bezpečnosti a práce ako pre nízkotlakové hydraulické zariadenia. c) OKRUH FILTRÁCIE TECHNOLOGICKEJ KVAPALINY Obvod filtrácie a úprav napájacej vody (pri práci v uzatvorenom hydraulickom obvode sa jedná o recykláciu zúžitkovanej technologickej kvapaliny [1]) zabezpečuje požadovanú čistotu kvapaliny, ktorú možno odvádzať do odpadovej kanalizácie, resp. znovu používať pri práci vysokotlakového zariadenia. Úpravou vody sa z vody odstraňujú drobné rezné častice z deleného materiálu a eventuálne tiež abrazívny materiál používaný v prí244

pade rezania abrazívnym vodným lúčom. Obvod neobsahuje zvlášť nebezpečné prvky a komponenty ohrozujúce zdravie, alebo bezpečnosť obsluhujúceho personálu. d) RIADIACA A MANIPULAČNÁ JEDNOTKA V predchádzajúcich častiach bolo uvedené, že ekonomická efektívnosť technológie vodného lúča v praxi je zvlášť výrazná v spojení s manipulačnými či robotickými systémami. Zavádzanie priemyselných robotov ako súčasti výrobných systémov ovplyvňuje organizáciu výroby a tiež humanizáciu a bezpečnosť pri práci. Pritom sa mení aj štruktúra rizík, charakter činnosti ľudí a ich zapojenia vo výrobe. Dochádza k výraznej zmene bezpečnostnej úrovne tak samotných výrobných systémov, ako i pracovísk. Hlavné druhy rizík pri používaní priemyselných robotov ako nosičov technologickej reznej hlavice s vodným lúčom sú: - riziko poranenia človeka pohyblivou časťou priemyselného robota (napr. rezacou hlavicou pri manipulácii – častejší prípad, alebo pri manipulovaní obrábaným materiálom), - riziko pritlačenia človeka medzi pohyblivú časť robota a pevnú prekážku (ohradu a pod.), - riziko zlyhania ochrany pracoviska, alebo ochrany človeka (elektronické bezpečnostné signalizačné systémy), - tradičné zdroje rizík poškodenia zdravia (napr. elektrickým prúdom, pracovnou technologickou kvapalinou vytekajúcou vysokou rýchlosťou a pod.). Pri definovaní zdrojov rizík je nutné určiť predovšetkým oblasť, v ktorej bude zariadenie použité. Teda, či sa jedná o samostatný robot, robotizované technologické pracovisko, alebo o celý technologický komplex [3]. Možné rizikové miesta u PRaM sú prehľadne zosumarizované v práci [2]. Vzhľadom na vyššie uvedené zdroje rizík, nemožno zanedbávať bezpečnostné opatrenia. Tie musia zodpovedať úrovni rizika práce a jednotlivým druhom ohrozenia, t.j. musia zahŕňať rôzne mechanické, alebo elektronické zábrany vstupu obsluhy do pracovného priestoru, príslušnú signalizáciu, riadiace programy a pod. Jednou zo základných požiadaviek bezpečnosti práce pri používaní priemyselných robotov je zabrániť nežiadúcemu prístupu pracovníkov do pracovného - nebezpečného priestoru, v ktorom môže dôjsť k ohrozeniu zdravia. V režime programovania však za určitých okolností nemožno zabrániť, resp. vylúčiť, vstup človeka do nebezpečného priestoru (napr. režim ON-LINE, t.j. priame riadenie robota človekom). V týchto prípadoch sa bezpečnosť obsluhy zaisťuje programovaním chodu priemyselných robotov (napr. obmedzením maximálnej rýchlosti pohybu), inštaláciou bezpečnostných prvkov na rameno robota a vybavením pomocnej ovládacej jednotky tlačidlom núdzového vypínania. U priemyselných robotov vykonávajúcich technologickú činnosť – rezanie vodným lúčom – pristupuje ešte riziko z vykonávanej operácie. Pri obrábaní vodným lúčom môže obsluha len ťažko odhadnúť nebezpečenstvo vodného lúča malého priemeru, pretože vysoká rýchlosť lúča (p. tab. 1) sa nedá rozoznať, a tak priblíženie obsluhy do nebezpečnej zóny môže viesť k veľmi ťažkým poraneniam. Rezným ranám a ťažkým telesným poraneniam vodným lúčom veľkej rýchlosti sa možno vyvarovať prísnym dodržiavaním dovolených bezpečnostných vzdialeností, ktoré sú uvedené napr. v nemeckej norme DIN 31001. tlak kvapaliny p [MPa] rýchlosť lúča v [m/s]

50, 332,

100, 440,

200, 625,

300, 765,

Tabulka 1: Rýchlosť vodného lúča v závislosti od pracovného tlaku [3].

245

400, 885,

500, 990,

V odbornej literatúre je spracovaná, vyhodnotená a určená bezpečná zóna, do ktorej je možný vstup osôb, resp. v ktorej je možný dotyk rukou bez poranenia. Hodnoty bezpečnej vzdialenosti v závislosti od tlaku s určením príslušnej hladiny hluku sú určené v práci [2]. Z dôvodu nebezpečenstva vplyvu tlaku vodného lúča na obsluhujúci personál bol firmou URACA Nemecko navrhnutý nasledovný spôsob realizácie technologického pracoviska. Vzhľadom na to, že už pri tlaku vodného lúča 50 MPa dosahuje lúč rýchlosť 332 m/s (čiže prekračuje rýchlosť šírenia sa zvuku vo vzduchu), je hlučnosť zariadenia daná rýchlosťou vytekania vodného lúča, t.j. maximálnym pracovným tlakom. Hlučnosť samotných zariadení generujúcich vodný lúč spravidla neprekračuje 90 Ī 2 dB vo vzdialenosti 1 m od hrany stroja. Hluk vytekajúceho vodného lúča je teda hlavným zdrojom hluku pri obrábaní vodným lúčom. Poďla ZZ č. 40/2002 (Nariadenie Vlády SR o ochrane zdravia pred hlukom a vibráciami) nie je povolený vstup do prostredia, kde maximálna hladina hluku presahuje 140 dB, a to ani pri použití osobných ochranných prostriedkov znižujúcich úroveň hluku. Od 130 dB a viac vzniká v uchu nepríjemný až bolestivý pocit, spojený s prípadnými ďalšími účinkami na nervovú sústavu (rovnováhu). Ak trvá hluk 10 minút až 1 hodinu, nastáva únava sluchu a ak prestane hluk pôsobiť, zostáva ešte niekoľko minút až hodín znížená ostrosť sluchu. V prostredí s akustickým tlakom 85 až 110 dB je pravdepodobné, že časť pracujúcich utrpí poruchu sluchu. Poďla niektorých údajov môžu mať nepriaznivé účinky na nervový systém i hladiny akustického hluku 70 až 85 dB a nižšie (závisí od subjektu). Najvážnejšie poškodenie spôsobuje hluk na centrálnom nervovom systéme a jeho prostredníctvom taktiež na mnohých orgánoch organizmu a žľazách s vnútorným vylučovaním. Účinky hluku sa môžu prejavovať pocitmi tiesne, strachu, úzkosti a citovej rozkolísanosti, zvýšeným sklonom k únave, a tým aj poruchami koncentrácie, sústredenosti, menej rýchlymi a presnými pohybmi, čím sa znižuje bezpečnosť pri obsluhe zariadení. Pôsobenie hluku môže tiež vyvolať zvýšenú potrebu spánku, kolísanie krvného tlaku, spomalenie činnosti zažívacích orgánov, poruchu chuti do jedla, bolesti hlavy, zrýchlenie látkovej výmeny a frekvencie dychu, rast počtu bielych krviniek a ďalšie poruchy. Pri ďalšom pôsobení hluku dochádza k trvalým poruchám vyššej nervovej činnosti, k anatomickým zmenám niektorých orgánov, čím sa pripravujú podmienky na srdcový infarkt. Hluk môže byť tiež príčinou poruchy zraku a reumatických ťažkostí. Hlučnosť ako taká spôsobuje veľké straty vplyvom poklesu produktivity práce a zvýšením absencie nesie so sebou aj ďalšie sociálne problémy. Preto hlučnosť technických zariadení s trvalou obsluhou obvykle nemôže presiahnuť 75 dB vo vzdialenosti 1 m od obrysu stroja. Pri riešení hlukovej situácie je preto nutné venovať pozornosť predovšetkým samotnému zdroju hluku. V konkrétnom prípade je možné pristúpiť k sekundárnym opatreniam zníženia hodnoty hluku. Ide o použitie zvukovo - izolačných materiálov, ktorými sa obkladajú vnútorné steny krytu stroja alebo miestností, v ktorých sa nachádzajú samotné zariadenia na rezanie vodným lúčom. Trvalým ujmám na sluchových orgánoch obsluhy možno predísť dodržiavaním určitých zásad:

246

- správnou konštrukciou strojov, resp. ich umiestneným v samostatných objektoch, ktoré tlmia hluk, - pri práci v hluku treba robiť oddychové prestávky, aby sa sluchový orgán mohol zregenerovať, - každý pracovník sa musí pred hlukom chrániť osobnými ochrannými prostriedkami, napr. chráničmi sluchu, či ušními tlmičmi, - pracovníkom sa musí pravidelne kontrolovať sluch (najlepšie audiometricky) a z hlučnej prevádzky vyradiť tých, u ktorých sa zistí začiatočná porucha sluchu, - pre prácu v hluku sa nehodia pracovníci precitlivení na hluk (subjektívny faktor), - v maximálnej miere treba používať aplikácie a usporiadanie pracoviska s účelom znížiť hladinu hluku: využívať obrábanie na hladine alebo pod hladinou vody, čím sa zabraňuje vzniku hluku! Uvedenie niektorých negatívnych faktorov, ktoré so sebou prináša inak veľmi progresívna technológia vodného lúča, nemôže v žiadnom prípade znížiť význam použitia uvedenej technológie. Mnohí výrobcovia (napr. mobilné zariadenia pre OUTDOOR aplikácie v teréne) montujú zariadenia do protihlukových skríň, aby mohli bez porušenia predpisov pracovať napr. v intravilánoch či husto osídlených zónach. Zato napr. bezvibračné a bezrázové pôsobenie vysokotlakového vodného lúča (ako na človeka, tak i na obrábaný predmet) viedlo vo viacerých krajinách k zavedeniu takých bezpečnostných predpisov, že napr. na výškových stavbách – mosty, veže, komíny, a pod. - sa nesmie používať iná technológia ako vodný lúč.

ČASŤ II. BEZPEČNOSTNÉ PREDPISY PRI ČISTENÍ VODNÝM LÚČOM Stroje a príslušenstvo na čistenie vodným lúčom sú z hľadiska prevádzkovej bezpečnosti konštruované podľa najnovších poznatkov techniky. Môžu byť však nebezpečné, ak ich používa nezaškolený personál, alebo ak sa používajú neprimerane a bez návodu. Zariadenia a príslušenstvo vyrábané v Európskej únii zodpovedajú platným Smerniciam pre stroje generujúce vysokotlakový kvapalinový lúč (Richtlinien für Flussigkeitsstrahler-RfFL-ZH 1/406) zamestnaneckého zväzu „Chémia“ a bezpečnostno - technickým nariadeniam pre čerpadlá a čerpacie agregáty pre kvapaliny podľa DIN 24 295. Pri uvedení stroja vytvárajúceho vysokotlakový kvapalinový lúč do prevádzky musí byť bezpečnosť zásadne prvoradá. Jej nerešpektovanie vedie nielen k poruchám prevádzky, alebo poškodeniam stroja, resp. iných hodnotných vecí, ale vzniká aj životné nebezpečenstvo pre obsluhujúceho či iné osoby. 1. KVALIFIKÁCIA A ŠKOLENIE PERSONÁLU Personál na obsluhu, údržbu, kontrolu a montáž musí mať zodpovedajúcu kvalifikáciu pre danú prácu. Okruh zodpovednosti, príslušnosť a dozor personálu musia byť presne určené prevádzkovateľom. Ak personál nemá potrebné znalosti, treba ho vyškoliť a poučiť. Ak je to potrebné, môže to uskutočniť výrobca (dodávateľ) z poverenia 247

prevádzkovateľa stroja. Ďalej musí prevádzkovateľ zabezpečiť, aby personál pochopil obsah návodu na obsluhu. Len znalosťou návodu na obsluhu možno predísť chybám a zabezpečiť bezporuchovú prevádzku. Preto návod na obsluhu nepatrí do kancelárie, ale má byť umiestnený na viditeľnom mieste pri stroji, k dispozícii obsluhujúcemu personálu. Prevádzkovateľovi, alebo osobe ním poverenej sa odporúča kontrolovať, či obsluhujúci personál dodržiava návod na obsluhu a bezpečnosť pri práci. Zodpovedné osoby musia dbať, aby boli dodržiavané všetky predpisy týkajúce sa použitia, podmienok, údržby a opráv. a) Bezpečnostné opatrenia pri práci s vysokotlakovým čerpadlom - obsluhujúci personál musí mať k dispozícii návod na obsluhu, - nebezpečenstvo zranenia personálu a poškodenia predmetov hrozí pri neprimeranom použití, alebo pri neopatrnom zaobchádzaní s čerpadlom. Skôr než bude čerpadlo uvedené do prevádzky, alebo opravované, musia si všetky osoby, ktoré budú so zariadením manipulovať, prečítať návod na obsluhu a to tak, aby mu úplne rozumeli, - za škody, ktoré vzniknú neprimeraným použitím čerpadla alebo nedodržaním pokynov uvedených v návode, výrobcovia či dodávatelia strojov nezodpovedajú, - miesto, kde bude čerpadlo umiestnené, musí zodpovedať všetkým platným bezpečnostným predpisom. - prevádzkový tlak, ktorý je uvedený na typovom štítku, nesmie byť prekročený, - nezaškolený personál nemá prístup k čerpadlu a príslušenstvu, - otáčajúce sa časti musia byť zakryté (napr. ochrannými plechmi alebo sieťami), - plechový kryt, ktorý kryje upchávkový priestor, musí byť upevnený. Na tento kryt sa nesmie vstupovať a nesmie byť používaný ako odkladacia plocha, - počas prevádzky čerpadla sa nesmie zasahovať do upchávkového priestoru. Plunžer (piest), ktorý sa tu pohybuje, môže byť príčinou ťažkých zranení, - možno používať len kvapalinu, pre ktorú bolo čerpadlo určené (zvyčajne dohodnuté prikúpe zariadenia), - vhodnými bezpečnostnými opatreniami je nutné zabrániť možnosti styku obsluhujúceho personálu s dopravovanou kvapalinou, - funkcie bezpečnostných zariadení musia byť pravidelne preskúšavané, - na stroji nesmú byť prevádzané žiadne zmeny, nadstavby alebo prestavby bez predchádzajúceho schválenia výrobcom. To platí tiež pre pripojenie a nastavenie bezpečnostných prvkov, poistných ventilov, ako i pre zvary na nosných častiach, - náhradné diely musia zodpovedať technickým podmienkam, ktoré stanovil výrobca. To je zaistené len montážou originálnych náhradných dielov, - nemôžu byť prevedené žiadne zmeny v programe (software) riadiaceho programu, - za škody na osobách a majetku spôsobené nedodržaním vyššie uvedených bodov nenesú výrobcovia zodpovednosť! Pred a pri opravách je potrebné: - čerpadlo zastaviť, sacie a výtlačné vedenia uzavrieť - pohonný (diesel alebo elektro) motor zaistiť tak, aby ho v priebehu opravy nebolo možné spustiť - kvapalinový okruh a odvzdušňovač (expanzná nádrž) musia byť bez tlaku. 248

b) Bezpečnostné opatrenia pre vysokotlakové čistenie Na prevádzku čerpadla musia byť bezpodmienečne dodržané bezpečnostné predpisy platné pre miesto použitia. - na obsluhu môže byť použitý len vlastný zaškolený personál, - obsluha musí mať na sebe ochranný odev pozostávajúci z nasledovných častí: - ochranná bezpečnostná pracovná kombinéza signálnej farby, zabezpečujúca odvod potu z tela a chrániaca obsluhu pred odprskávajúcou vodou a časťami čisteného materiálu, - ochranná prilba - helma, - okuliare a štít na ochranu očí, - chrániče sluchu, - bezpečnostná pracovná obuv spĺňajúca nasledovné požiadavky: musí byť protišmyková, s vysokou sárou, signálnej farby, s oceľovou špicou a zosilneným priehlavkom, - ochranné pracovné rukavice, - pri použití vysokotlakových striekacích pištolí, nikdy nemieriť pištoľou na osoby, zvieratá a pod., ostrý lúč vyvoláva vážne zranenia, - pištoľou nikdy nemieriť na elektrické zariadenia, - pištoľ dôkladne držať obidvoma rukami a zaujať stabilný pracovný postoj, aby v dôsledku pôsobiacej reaktívnej sily vytekajúcej kvapaliny nedošlo k pádu, - obtok pištole zapojiť, keď nie je pištoľ v prevádzke, aby sa zabránilo neúmyselnému spusteniu (otvoreniu) pištole, - všetko vysokotlakové príslušenstvo (hadice, trysky, pištole, ventily, injektory, hlavice a pod.) prevádzkovať len pri tlaku, ktorý je na nich uvedený, - ak sú prepojené hadice pre rôzny pracovný tlak, nie je dovolené prekročiť najnižší dovolený tlak zo súboru použitých hadíc, - keďže materiál hadíc podlieha prirodzenému stárnutiu odporúča sa všetky hadice pravidelne vymieňať (každé dva - tri roky, po cca 1500 pracovných hodinách), - používať sa smú len také hadice, ktoré sú vhodné na povolený prevádzkový tlak, - používať len pôvodné hadice, ktoré majú známy pôvod a parametre, - ak hadice, rúrky, ventily, armatúry a pod. prestanú tesniť, celý systém treba ihneď zastaviť a odtlakovať, vymeniť poškodené prvky, netesné armatúry dotiahnuť (len ak je celý systém bez tlaku), - pri použití striekacích nástrojov, ktoré drží pracovník v ruke, je nutné mať na zreteli: - pri voľbe trysky zohľadniť, že obsluhujúcí personál musí zvládnuť vzhľadom k svojej telesnej hmotnosti a pracovnému miestu vzniknutý spätný ráz. Počiatočná sila spätného rázu nesmie prekročit 150, resp. 250 [N]. K tomu treba brať do úvahy prietok trysiek a použiť len vhodnú trysku. - pri používaní hydraulicky riadenej tlakovej regulácie treba mať na zreteli: - pred výmenou trysky alebo pred montovaním pištole musia byť vykonané nasledovné kroky: - motor odstaviť, - striekaciu pištoľ otvoriť, čím sa systém stane beztlakovým, (Ak nie sú vykonané vyššie uvedené bezpečnostné opatrenia zostáva hadica medzi pištoľou a prepínacím ventilom pod tlakom. Keď je hadica alebo striekacia pištoľ ponechaná v tomto stave zvyšuje sa nebezpečenstvo poranenia). V princípe pred každým začatím práce s vysokotlakovým čistiacim agregátom je potrebné skontrolovať, či: 249

- pracovné miesto, kde sa bude pracovať s vodným lúčom je uzatvorené, - pracovné miesto nie je klzké, - je elektrické zariadenie chránené pred vodou - sú vykonané zabezpečovacie opatrenia, aby bol personál chránený pred nebezpečenstvom, ktoré môže byť vyvolané možným poškodením čisteného predmetu, ako je napríklad uvoľnenie chemikálií, horľavých kvapalín a pod., - sú všetky armatúry v bezchybnom stave a vhodné pre potrebný tlak, - sú všetky použité hadice v bezchybnom stavu a vhodné pre potrebný tlak, - sú všetky trysky vyčistené od zanesenia, - je zabezpečený dostatočný prívod vody, - obslužný personál je dostatočne kvalifikovaný, - má obslužný personál k dispozícii vhodné vybavenie, - je obslužný personál dostatočne vyškolený na vykonávanie čistiacich prác. c) Pravidelné bezpečnostné skúšky Čistiace zariadenia musia byť podľa odporúčaní výrobcov najmenej každých 12 mesiacov preskúšané odborníkom. Výsledok skúšky sa zapíše do dotazníkového formulára a prípadné nedostatky sa musia okamžite odstrániť. Inak nie je zaručená bezpečná prevádzka. Montéri dodávateľských firiem musia byť natoľko odborne zdatní, aby mohli tieto skúšky vykonávať. Pri dodržaní bezpečnostných predpisov je technológia WJM vysoko efektívnym a ekologickým nástrojom pre použitie vo všetkých odvetiach priemyslu. ZÁVER Treba zdôrazniť, že vysokotlakový vodný lúč je definovaný podľa smerníc pre prúdové a striekacie zariadenia. Tieto smernice u nás zatiaľ neexistujú, preto užívatelia technológie a zariadení pre WJM musia dodržiavať a rešpektovať predpisy výrobcov zariadení. Dodávateľ technológie a výrobca vysokotlakových zariadení fa. URACA Pumpenfabrik GmbH sa tiež opiera o vyššie uvedené smernice. Tieto smernice boli vypracované v Nemecku. Základné smernice boli vydané už v októbri 1987 (Arbeiten mit Flússigkeitsstrahlen – VBG 87). Výrazná novelizácia týchto predpisov nastala roku 1993 s účinnosťou od 1 októbra 1993, pričom ich aktuálne označenie je teraz BGV D15. Žiaľ mnohí používatelia a dodávatelia nemajú ani základnú znalosť týchto predpisov. K spĺňaniu bezpečnostných kritérií a predpisov pre vodný lúč a zariadenia generujúce vodný lúč treba pristupovať s maximálnou zodpovednosťou. LITERATÚRA [1] KRAJNÝ, Z.: Firemná literátúra fy URACA Pumpenfabrik GmbH, Nemecko, 2002. [2] KRAJNÝ, Z.: Vodný lúč v praxi. Knižná publikácia. EPOS Bratislava 1998. s. 384. [3] KRAJNÝ, Z.: Vysokotlakové agregáty URACA a ich využitie na úpravu betónových konštrukcií. In: Sanace betónových konstrukcí. BRNO 10.-11. 05. 2000, s. 286-289. [4] Bezpečnostné predpisy: Richtlinien für Flüssigkeitstrahler (Spritzgeräte) ZH 1/406. Ausgabe Oktober 1987. [5] Bezpečnostné predpisy: Arbeiten mit Flússigkeitsstrahlern. Durchführungsanweisungen zur UVV. Apríl 1997 zur Unfallverhútungsvorschrift vom 1. Oktober 1993. 250

VYSOKOTLAKÉ AGREGÁTY PETO PRO PRÁCI VE STAVEBNICTVÍ HIGH PRESSURE PETO SETS FOR WORKS IN BUILDING INDUSTRY

Ing. Petr Tomečka TOMOZ, 756 55 Dolní Bečva 467 Tel.: 602 738 226, fax: 571 647 372, e-mail: [email protected], www.tomoz.cz

Anotace: Seznámení s vysokotlakou technikou vyráběnou firmou TOMOZ pro oblast stavebnictví a pracovní tlaky 300–1000 bar. Abstract: Description of the high pressure technology manufactured by the TOMOZ company for use in the building industry and for working pressure of 300–1000 bar.

1. ÚVOD Využití technologie vysokorychlostního vodního paprsku (dále jen VVP) patří již zcela neodmyslitelně do pracovních postupů při přípravě povrchů před vlastním sanačním zásahem. V této oblasti využití VVP jsou nejčastěji provozovány vysokotlaké agregáty s pracovním tlakem 1000–3000 bar. Přesto i stroje s pracovními tlaky nižšími nacházejí široké a někdy i nenahraditelné uplatnění. Oblasti, kde je vhodné použití vysokotlakých agregátů s nízkými nebo středními pracovními tlaky: - práce malého rozsahu - odstraňování omítky nebo velmi poškozeného betonu - opravy již ošetřených povrchů - práce v malých, uzavřených prostorách a nad hlavou - práce na lešení a s využitím horolezecké techniky - příprava povrchu před sanací kanalizačního potrubí - revitalizace panelových domů - sanace historických objektů - mokré pískování - atd.

2. VYSOKOTLAKÉ AGREGÁTY S VÝKONEM MOTORU DO 20 kW Předností těchto strojů je nízká hmotnost, příznivá pořizovací cena a nízké provozní náklady. Malé výkony pohonů umožňují časté využití levnějších elektromotorů, které lze připojit přímo na elektrickou síť nebo lze využít běžné elektrocentrály. V případě požadavku vyšší mobilnosti lze k pohonu využít čtyřtaktní benzínový motor s elektrickým startérem, případně vzduchem chlazený dieselový motor. 251

Obr. 1: Vysokotlaký agregát PETO BASIC 350 – E

Tabulka 1: Parametry agregátů s výkonem motoru do 20 kW Označení agregátu

Max. tlak Max. průtok Výkon motoru Hmotnost [bar] [l/min] [kW] zákl. prov. [kg] PETO BASIC 300 - E 300 19,5 11 135 PETO BASIC 300 - B 300 19,5 13,4 130 PETO BASIC 350 - E 350 17,0 11 135 PETO BASIC 350 - B 350 17,0 13,4 130 PETO SPEED 400/20 - E 400 20,9 15 180 PETO SPEED 400/20 - B 400 21,5 18,4 150 PETO SPEED 400/20 - D 400 21,5 20 190 PETO 450/10 - E 450 10,7 11 150 PETO 450/10 - B 450 11,3 13,4 135 PETO 450/15 - E 450 14,6 15 185 PETO 450/15 - B 450 15,0 18,4 155 PETO 500/10 - E 500 10,7 11 155 PETO 500/10 - B 500 11,3 13,4 140 PETO 500/15 - E 500 15,6 15 190 PETO 500 / 15 - B 500 15,0 18,4 160 PETO 700 / 12 - E 700 12,0 15 240 PETO 700 / 12 - B 700 12,2 18,4 200

252

Reakce pistole [N] 79 79 74 74 98 100 100 53 56 72 74 56 59 81 78 75 75

Obr. 2: Vysokotlaký agregát PETO 700 / 18 – E

3. VYSOKOTLAKÉ AGREGÁTY S VÝKONEM MOTORU DO 35 KW Stroje této kategorie představují výhodný kompromis mezi cenou a parametry. K dispozici je i velmi lehký vysokotlaký agregát s pracovním tlakem 1000 bar.

Tabulka 2: Parametry agregátů s výkonem motoru do 35 kW Označení agregátu PETO 500/20 - E PETO 500/30 - E PETO 500/30 - D PETO 700/18 - E PETO 700/18 - D PETO 1000/13 - E PETO 1000/13 - E

Max. tlak Max. průtok Výkon motoru Hmotnost [bar] [l/min] [kW] zákl. prov. [kg] 500 23,2 22 290 500 30,9 30 390 500 30,7 35 440 700 18,3 22 290 700 18,5 28,6 350 1000 12,8 30 390 1000 12,8 35 440

253

Reakce pistole [N] 121 161 160 113 113 95 95

Obr. 3: Vysokotlaký agregát PETO 700 / 28 – D

4. VYSOKOTLAKÉ AGREGÁTY S VÝKONEM MOTORU DO 55 KW Přestože se tyto stroje dodávají převážně s dieselovými motory, je možno využít i pohon elektromotorem, který přináší výhody při práci ve velkých průmyslových objektech nebo elektrárnách. Agregáty lze dodat také v provedení pro nezávislou práci se dvěma pistolemi, případně vybavit mechanickými systémy s rotačním, posuvným nebo sdruženým pohybem vysokotlakých nástrojů.

Tabulka 3: Parametry agregátů s výkonem motoru do 55 kW Označení agregátu PETO 500/40 - E PETO 500/50 - E PETO 500/50 - D PETO 700/28 - E PETO 700/28 - D PETO 700/40 - E PETO 700/36 - D

Max. tlak Max. průtok Výkon motoru Hmotnost [bar] [l/min] [kW] zákl. prov. [kg] 500 40,5 37 600 500 50,5 55 850 500 50,8 53 680 700 28,7 37 620 700 27,2 42 670 700 39,6 55 780 700 36,0 53 680

254

Reakce pistole [N] 211 264 265 170 170 240 220

5. ZÁVĚR Výše uvedené agregáty jsou osazeny plunžrovými čerpadly firmy SPECK. V případě zájmu o vyšší parametry jsme připraveni nabídnout stroje s vysokotlakými čerpadly PRATISSOLI nebo KAMAT. Konkrétní příklady technických možností jsou uvedeny v tabulce. Tabulka 4: Parametry agregátů s pracovním tlakem nad 1000 bar Označení agregátu PETO VS 18 – 1200/34 – E PETO VS 18 – 1200/34 – D PETO SH 20 – 1400/44 – E PETO SH 20 – 1400/44 – D PETO VS 16 – 1500/27 – E PETO VS 16 – 1500/27 – D

Max. tlak Max. průtok Výkon motoru Hmotnost [bar] [l/min] [kW] zákl. prov. [kg] 1200 34,0 75 1100 1200 33,0 75 1000 1400 43,0 110 1380 1400 44,0 115 1200 1500 27,0 75 1100 1500 26,0 75 1000

255

Reakce pistole [N] 275 267 376 384 244 235

TONI TECHNIK – ZKUŠEBNÍ STROJE A VYBAVENÍ PRO ZKOUŠKY STAVEBNÍCH HMOT TONI TECHNIK – TESTING MACHINES AND DEVICES FOR BUILDING MATERIALS

Ing. Michal Reinisch Toni Technik Baustoffprüfsysteme GmbH, Gustav-Meyer-Allee 25, D-13355 Berlin e-mail: [email protected] , www.tonitechnik.com, www.zwick-roell.cz

Anotace: Historie tradičního výrobce techniky pro zkoušky stavebních hmot a nové trendy ve vývoji laboratorní techniky zejména pro mechanické zkoušení. Abstract: History of established building materials testing machines producer and recent trend in development of laboratory technique mainly for mechanical testing.

Historie berlínské firmy ToniTechnik se datuje až k roku 1876. V současnosti je tato renomovaná firma součástí akciové společnosti Zwick Roell AG která patří ke špičce výrobců zkušebních systémů. Rychlá adaptace na požadavky trhu, vysoká přesnost a reprodukovatelnost provádění a zpracování měření mechanických zkoušek materiálů je podmíněna nejenom vlastním odborným a vývojovým zázemím, ale také širokou spoluprací se stávajícími a budoucími zákazníky (výzkumné instituce, univerzity, průmyslové podniky). Tento trend se promítá do celkové koncepce Zwick Roell AG. Výrobní program se posouvá z jednotlivých produktů na dílčí nebo komplexní řešení zkušebních systémů a metodik pro klíčová průmyslová odvětví. Akciová společnost Zwick Roell AG byla založena v červenci 2001 a její nová organizační struktura má nesporné výhody v efektivním využití všech materiálních i duševních zdrojů firmy. Výsledkem je rozšíření nabídky produktů a zkvalitnění služeb pro uživatele naší zkušební techniky. Univerzální a přitom zákaznicky orientované produkty jsou mnohdy nadčasové ve svém technickém řešení a v daném oboru se spolupodílejí na utváření nových standardů. Firma Toni Technik je známa především pro komplexní řešení zkušeben a laboratoří cementu, betonu a žáruvzdorných materiálů. Celá produktová řada servohydraulických lisů v kapacitách od 10 do 10.000 kN pro zkoušky tlakem a ohybem si získala celosvětově značnou oblibu pro snadnou obsluhu, odolnost a spolehlivot v prašném a agresivním prostředí stavebních laboratoří. Díky vyspělým řídícím elektronikám ToniTROL pracujícím v adaptivním módu řízení (closed-loop), je samozřejmostí konstantní nárůst zatížení v čase, vysoká přesnost měření síly (třída 1 od 1% rozsahu), citlivá a přesná detekce porušení, možnost provádění zkoušek s řízenou deformací a automatické měření E-modulu včetně kondičních cyklů. To vše je dostupné jak uživatelům strojů se samotnou řídící elektronikou, tak zku-

256

šebních systémů s řízením přes osobní počítač se softwarem testXpert. Nezanedbatelným ekonomickým kritériem pro výběr těchto zkušebních strojů je konektivita až tří zkušebních rámů různé kapacity s jedním hydraulickým zdrojem a jednou řídící elektronikou. Vysoký důraz je kladen na ergonomii obsluhy a manipulaci se zkušebními tělesy. Zkušební stroje lze snadno propojit válečkovými dopravníky s dalšími laboratorními moduly, například pro měření rozměrů, vážení nebo identifikaci zkušebních těles Vedle nových strojů může být pro mnohé zájemce zajímavá možnost modernizace strojů, i jiných výrobců. Mimo zařízení na zkoušky pevnosti je firma ToniTechnik připravena svým zákazníkům nabídnout produkty pro přípravu zkušeních těles jejich skladování a další materiálové a technologické zkoušky.

Obr.: Sestava pro zkoušky betonu, cementu a malty ToniNORM a ToniPRAX včetně stanice pro měření a vážení zkušebních těles.

257

DRUHOTNÉ SUROVINY V SYSTÉMU HMOT PRO PŘÍPRAVU A ÚPRAVU POVRCHŮ SECONDARY MATERIALS IN MATERIAL SYSTEM FOR TREATMENT AND REHABILITATION OF SURFACES

Ing. Nikol Kohutová Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, Ústav technologie stavebních hmot a dílců Veveří 95 , 662 37 Brno Tel: 541 147 515, FAX: 541 147 502, e-mail: [email protected]

Anotace: Dle zákona č. 85/2001 Sb. o odpadech má každý při své činnosti nebo v rozsahu své působnosti povinnost předcházet vzniku odpadů, omezovat jejich množství a nebezpečné vlastnosti. V případě, že vzniku odpadu nelze zabránit, musí být využit, případně odstraněn způsobem, který neohrožuje lidské zdraví a ŽP. Tento zákon samozřejmě ukládá upřednostnění využití odpadů před jejich odstraněním a právě využitím odpadů se článek zabývá. Abstract: According to the Czech law No 85/2001 Sb on waste; everybody has the obligation to precede waste production from its activity. In the case it is not possible everybody has the obligation to reduce amount and eliminate hazardous properties to the people’s health and the environment. Waste which is not possible to eliminate has to be used, utilized or disposed in such way which is not hazardous. The mentioned law prefers utilization of wastes to disposal and this is the issue described in this paper.

1. ÚVOD Přednost před jiným využitím odpadů má tzv. materiálové využití odpadů, což představuje také náhradu prvotních surovin látkami získanými z odpadů, které lze považovat za druhotné suroviny. Ústav technologie stavebních hmot a dílců, FAST VUT v Brně, řeší ve spolupráci s firmou Stomix s.r.o. projekt, jehož cílem je výzkum a vývoj nového systému tenkovrstvých stavebních hmot s využitím průmyslových odpadních surovin, které lze považovat za druhotné suroviny. Nově navržené hmoty jsou optimalizovány tak, aby bylo technicky, technologicky a ekonomicky výhodné používání kombinace jednotlivých hmot v definované technologické návaznosti. Jedná se o tyto materiály: • vyrovnávací a vyhlazovací stěrkové hmoty • lepící hydraulické stěrkové hmoty pro tenkovrstvé lepení stavebních adherend • lepící hydraulické stěrkové hmoty pro tenkovrstvé lepení izolačních materiálů • hmoty pro ochranu a sanaci betonu a železobetonu. 258

2. POUŽITÉ SUROVINY 2.1. Druhotné suroviny V této práci byly vzhledem ke zjištěným vlastnostem, lokalitě a kapacitě produkce vybrány níže popsané druhotné suroviny: 2.1.1. Odpad z praní drceného vápence Pro práci byl vybrán odpad z praní drceného vápence z firmy Omya a.s. Vápenná. Vytěžený a předdrcený vápenec je z lomu dopraven nákladními auty do závodu firmy Omya a.s. Vápenná. Zde je vysypán do autovýsypky, ze které jde přímo do praní, sušení a na další úpravy. Na lince praní a sušení probíhá vibrační třídění vápencových drtí. Při tomto procesu jsou ručně vybírány cizorodé látky jako např. dřevo a kov. Poté se surovina podrtí v kuželovém drtiči. Při praní a sušení podrcené suroviny vzniká odpad z praní drceného vápence, který má cca 8% vlhkost, proto je nutné před použitím do suchých směsí tento materiál dosušit. 2.1.2. Brusné a řezné kaly Brusné kaly a řezné kaly, které byly na základě provedených zkoušek rovněž označeny za vhodnou odpadní surovinu, pocházejí také z výroby firmy Omya a.s. ve Vápenné. Zde se 3 dny staré teraco dlaždice brousí a při této činnosti vzniká odpad zvaný brusné a řezné kaly. Tyto kaly jsou pak dále míchány, při procesu sedimentace jsou částečně zbaveny vody a následně vysušeny na vlhkost cca 40%, proto musí být před použitím také dosušovány. 2.1.3. Elektrárenský popílek Dále byl pro práci vybrán elektrárenský popílek z tepelné elektrárny Chvaletice, ve které se spaluje hnědé uhlí a využívá klasické technologie spalování tuhých paliv. Elektrárenský popílek je nerostný zbytek po spalování tuhých paliv získávaný zachycováním z plynných spalin v odlučovacích zařízeních. Efektivní využití elektrárenských popílků ve stavebnictví spočívá především ve využití pucolánových vlastností. Tento silikátový materiál je schopen reagovat s hydroxidem vápenatým (Ca(OH)2) za vzniku látek, které jsou podobné látkám vznikajícím při tuhnutí a tvrdnutí portlandského cementu. 2.2. Ostatní suroviny 2.2.1. Mletý a drcený vápenec Jako plnivo byl použit mletý a drcený vápenec z firmy Omya a.s. Vápenná, který je vzhledem k poloze firmy Stomix s.r.o. dostupnou přírodní surovinou. 2.2.2. Cement Pro tuto práci je používán CEM I 52,5 R. Tento portlandský cement se vyznačuje vysokým obsahem slínku 95 až 100 % hm. Pevnost v tlaku musí odpovídat požadavkům dle EN 197-1. 2.2.3. Aditiva Aditiva jsou přísady na bázi kopolymeru polyvinylacetátu, které upravují vlastnosti navržených hmot pro přípravu a úpravu podkladu (např. přídržnost a zpracovatelnost).

259

3. VYBRANÉ VÝSLEDKY 3.1. Lepící hydraulické stěrkové hmoty pro tenkovrstvé lepení stavebních adherend Na základě výsledků provedených fyzikálně mechanických zkoušek (počáteční přídržnost, smáčivost, doba zavadnutí) byly pomocí optimalizačních procesů tj. s využitím metody kvantitativního párového srovnání nalezeny směsi s optimálními vlastnostmi. Složení těchto směsí a výsledky provedených zkoušek jsou uvedeny v tabulkách č. 1 a 2, graficky jsou výsledky provedených zkoušek zpracovány v grafech č.1 až 8. Tabulka 1: Složení směsí vybraných pro další zkoušky a jejich vlastnosti Zastoupení použitého plniva v % Ozn. vzorku I/SB/6 I/SC/4 I/SF/2 II/SB/6 II/SC/2 II/SF/2

Mletý vápenec

Brusné a řezné kaly

Odpad z praní d. v.

60 40 20 60 20 20

0 0 0 40 80 80

40 60 80 0 0 0

Graf 1: Hodnoty přídržností po zmrazovacích cyklech

po zmraz. cyklech MPa 1,48 1,54 1,15 1,12 1,74 1,04

Přídržnost po uložení při po ponoření vyšší teplotě do vody MPa MPa 0,50 0,49 0,55 0,54 0,64 0,62 0,46 0,41 0,62 0,56 0,88 0,69

Graf 2: Hodnoty přídržností po uložení při vyšší teplotě

Graf 3: Hodnoty přídržností po ponoření do vody

260

V případě přídržností je normou ČSN EN 12004 požadována hodnoty ≥ 0,5 MPa Velmi dobrých výsledků bylo dosaženo zejména u přídržností po zmrazovacích cyklech.

Tabulka 2: Složení směsí vybraných pro další zkoušky a jejich vlastnosti Ozn. vzorku I/SB/6 I/SC/4 I/SF/2 II/SB/6 II/SC/2 II/SF/2

Zastoupení použitého plniva v % Mletý Brusné Odpad vápenec a řezné kaly z praní d. v. 60 0 40 40 0 60 20 0 80 60 40 0 20 80 0 20 80 0

Ro

Rc

MPa 8,92 5,98 4,30 6,70 5,10 6,50

MPa 24,12 18,00 11,45 17,85 15,60 18,80

Mrazuvzdornost (25 cyklů) součinitel 0,85 1,00 1,00 1,00 1,10 1,00

ρ

Skluz

kg.m-3 1930 1830 1680 1795 1680 1650

mm 0,09 0,03 0,03 0,08 0,01 0,01

Graf 4: Hodnoty pevností v tahu za ohybu

Graf 5: Hodnoty pevností v tlaku

Graf 6: Hodnoty součinitele mrazuvzdornosti

Graf 7: Hodnoty objemových hmotností

261

Graf 8: Hodnoty skluzu. Normový požadavek na skluz ≤ 0,5 mm byl splněn ve všech případech

4. ZÁVĚR U výše popsaných, nově navržených lepících hydraulických stěrkových hmot pro tenkovrstvé lepení stavebních adherend bylo zjištěno, že směsi splňují požadavky normy ČSN EN 12004 na dobu zavadnutí, hodnotu přídržností a skluzu. Přídavkem vybraných druhotných surovin lze zvýšit hodnoty přídržností, zejména pak po zmrazovacích cyklech, smáčivosti, především u směsí s označením SB, SC a zlepšit mrazuvzdornost. Rovněž u ostatních materiálů vyvíjených v rámci projektu řešeného ve spolupráci s firmou Stomix s.r.o. bylo prokázáno, že lze velmi úspěšně nahradit ( až 80% v případě plniva a až 15% v případě pojiva ) prvotních surovin vybranými druhotnými surovinami. Protože nově navržené směsi splňují veškerá kritéria kladená na tyto hmoty a lze zde vzhledem k nízkým prodejním cenám použitých druhotných surovin očekávat významný ekonomický efekt, jsou v současné době prováděny poloprovozní zkoušky, které by měly potvrdit vhodnost těchto hmot pro výrobu. Práce byla řešena s podporou projektu Progres č.FF-P/118 „Výzkum a vývoj systému tenkovrstvých stavebních hmot s využitím průmyslových odpadních surovin“ a VVZ CEZ MSM 261100008 „Výzkum a vývoj nových materiálů z odpadních surovin a zajištění jejich vyšší trvanlivosti ve stavebních konstrukcích“.

262

KVALITA POVRCHU VYTVOŘENÉHO MODULOVANÝM PAPRSKEM QUALITY OF SURFACE PRODUCED BY MODULATED JET

Ing. Libor Sitek, Ph.D. Ing. Josef Foldyna, CSc. Ing. Pavel Jekl Daria Nováková

(1) (2) (3) (4)

(1) Ústav geoniky AV ČR, Studentská 1768, 708 00 Ostrava-Poruba, tel. 596 979 323, fax 596 919 452, e-mail: [email protected], www.ugn.cas.cz (2) Ústav geoniky AV ČR, Studentská 1768, 708 00 Ostrava-Poruba, tel. 596 979 328, fax 596 919 452, e-mail: [email protected], www.ugn.cas.cz (3) Ústav geoniky AV ČR, Studentská 1768, 708 00 Ostrava-Poruba, tel. 596 979 224, fax 596 919 452, e-mail: [email protected], www.ugn.cas.cz (4) Ústav geoniky AV ČR, Studentská 1768, 708 00 Ostrava-Poruba, tel. 596 979 320, fax 596 919 452, e-mail: [email protected], www.ugn.cas.cz

Anotace: Opracované povrchy jsou obecně charakterizovány texturou povrchu nebo jeho geometrickými parametry, které mohou odrážet i stav podpovrchové vrstvy. Článek se zabývá určením kvality povrchu dna drážky vzniklé po řezání modulovaným paprskem. Kvalita takového povrchu je pak porovnána s kvalitou povrchu vytvořeného kontinuálním paprskem za stejných podmínek. Je zkoumán rovněž tvar a velikost drážek vytvořených oběma typy paprsků. Abstract: Machined surfaces can generally be characterized by surface texture or geometric parameters, which may also reflect subsurface features. The paper deals with the determination of quality of bottom surface of the kerf created by modulated jet. The quality of bottom surface of the kerf was examined and compared to that created by continuous jet at the same operating parameters. Shapes and sizes of kerfs created both by pulsed and continuous jets were also studied.

ÚVOD V současnosti probíhá v Ústavu geoniky AV ČR v Ostravě rozsáhlý experimentální program zaměřený na využití potenciálu modulovaných paprsků při desintegraci nejrůznějších materiálů a na objasnění základních fyzikálních procesů, ke kterým při modulaci paprsku dochází jak uvnitř trysky, tak po výstupu paprsku do prostoru. Modulovaný vodní paprsek vzniká modulací rychlosti kontinuálního vodního proudu pomocí vibrujícího transformátoru rychlosti umístěného uvnitř trysky. Podrobnější popis principu modulace a možné konfigurace ultrazvukové trysky je možno nalézt v literatuře (např. [1]).

263

Mezi odbornou veřejností je obecně známo, že modulované paprsky při řezání kovových materiálů vytvářejí drážky nepravidelného tvaru a hloubky [2]. I když modulované paprsky nebyly doposud podrobně zkoumány při rozpojování horninových materiálů, lze předpokládat, že také u hornin bude z důvodu jiného mechanismu porušení patrný rozdíl mezi drážkou vytvořenou modulovaným a kontinuálním paprskem [3]. Výzkum zaměřený na stanovení kvality povrchu vytvořeného technologií vodního paprsku byl uskutečněn mnoha autory. Ti se zabývali většinou kvalitou povrchu po řezání abrazivním vodním paprskem (např. [4], [5], [6]). Sledovaným povrchem byla obvykle řezná plocha či stěna drážky. U modulovaného paprsku se však předpokládá použití spíše v oblastech čištění, odstraňování vrstev a prostého rozbití materiálu než pro přesné řezání. Z tohoto důvodu jsme zaměřili svou pozornost na sledování kvality dna drážky vytvořené modulovaným paprskem. KVALITA POVRCHU Životnost a správná funkce konkrétního zařízení velmi často závisí na kvalitě povrchu, zejména na kvalitě funkčních povrchů, které se navzájem dotýkají, anebo při činnosti přicházejí do styku s jinými povrchy. Požadovaná kvalita povrchu je také jeden z nejdůležitějších faktorů při stanovení vhodného procesu opracování. Pod pojmem kvalita povrchu rozumíme komplexní souhrn vlastností povrchu a celkový stav povrchu, který vznikne na součástce či objektu po mechanickém či jiném opracování, po úpravě povrchu různými způsoby, případně po nanesení požadovaných povlaků či vrstev na daný povrch. Povrchy a profily Skutečný povrch ohraničuje objekt. Liší se od jmenovitého povrchu a je výsledkem procesu, který povrch vytváří. Rozdíl mezi skutečným a jmenovitým povrchem závisí mimo jiné na vlastnostech, složení a struktuře materiálu, z něhož je objekt vyroben. Charakter (textura) povrchu vzniká kombinací odchylek (s poměrně krátkou vlnovou délkou) od jmenovitého povrchu. Textura v sobě zahrnuje drsnost, vlnitost a podélné odchylky. V drsnosti se skrývají nejmenší odchylky povrchu (s nejkratší vlnovou délkou). Obecně vzniknou vlivem konkrétního výrobního procesu nebo vlastností materiálu. Vlnitost zahrnuje rozsáhlejší odchylky od jmenovitého povrchu (delší vlnová délka). Podélné odchylky ukazují na převládající směr nerovností povrchu. Obvykle jsou určeny konkrétní výrobní metodou a geometrií nástroje. Procesy, při kterých se k úběru materiálu užívá mechanického nástroje, produkují povrch, na kterém jsou patrné podélné odchylky (tedy rýhování Obr. 1: Definice některých chrakteristik povrchu 264

nebo patrné vrcholy a prohlubně ve směru pohybu nástroje přes povrch). Při jiných procesech (pískování, elektrojiskrové obrábění, čištění vysokorychlostním vodním paprskem apod.) vznikají povrchy bez převládajícího směru nerovností. Profil je čára, která vznikne jako průnik povrchu s rovinou (obvykle) kolmou k jmenovitému povrchu (viz obr. 1). Je to dvojrozměrný řez trojrozměrným povrchem. Profily se nejčastěji určují kolmo k podélným odchylkám povrchu. Skutečný profil je reprezentován tzv. měřeným profilem získaným pomocí určitého měřicího nástroje (profiloměru). Výsledkem měření profilu povrchu je pak dvojrozměrný graf tvaru povrchu v rovině určené pohybem profiloměru. Profil textury povrchu je součtem profilu vlnitosti a profilu drsnosti, tj. odchylky měřeného profilu se střední a krátkou vlnovou délkou. Měření textury je základem při analýze finální úpravy povrchu součástek. Charakteristiky profilu Drsnost je jeden z důležitých parametrů zjišťovaných při opracování povrchu. Určuje jak na nás povrch působí, jak vypadá, jak se bude chovat při kontaktu s jiným povrchem a jak přijme nejrůznější ochranné nátěry, těsnící vrstvy apod. Aby se odlišila drsnost povrchu od rozsáhlejších odchylek s větší vlnovou délkou, vyhodnocuje se drsnost na určité délce, která se nazývá základní délka l. Jako základ k určení numerické hodnoty drsnosti povrchu se využívá profilová čára povrchu. Měřenou veličinou při určování výškových charakteristik je vždy odchylka profilu y, která je definována jako vzdálenost mezi bodem skutečného profilu a základní čarou, která se měří ve směru kolmém k základní čáře. Jako základní čára se nejčastěji používá střední aritmetická čára profilu. Je to čára, která má tvar jmenovitého profilu a je ekvidistantní se směrem skutečného profilu, přičemž rozděluje skutečný profil v rozsahu základní délky tak, aby součty mezi profilovou čarou a střední aritmetickou čarou byly na obou stranách stejné. Existuje více než 30 parametrů a charakteristik blíže specifikujících nebo číselně popisujících konkrétní povrch. Zde jsme se zaměřili jen na některé z nich, které mají pro popis povrchu upraveného technologií vysokorychlostního paprsku rozhodující význam. Jsou to střední aritmetická úchylka profilu Ra, výška nerovností profilu z deseti bodů Rz, střední rozestup nerovností profilu Sm, průměrná vlnová délka povrchu λa a relativní délka profilu lr. Bližší informace o charakteristikách povrchů, jejich detailní popis a výpočet jsou uvedeny např. v [7]. Určování charakteristik povrchu horninových materiálů Zatímco určení charakteristik povrchu kovových materiálů patří k základním činnostem při stanovení kvality součástek, měření drsnosti povrchu hornin není zdaleka rozvinuto tak jako v metalurgii. Významnější rozvoj nastal teprve koncem 80. let minulého století v souvislosti se zdokonalující se měřicí technikou (např. vývojem laserového profiloměru) a zaváděním některých nových materiálů na bázi hornin a keramiky do praxe [8], [9]. EXPERIMENTÁLNÍ ZAŘÍZENÍ Experimentální zařízení pro testy měření kvality horninových povrchů sestávalo ze zdroje vysokotlaké vody (vysokotlaké plunžrové čerpadlo KUNZ Hranice dodávající do

265

trysky až 43 l vody za min. při tlaku až 120 MPa), řezné hlavice na bázi ultrazvukové trysky (piezoelektrický měnič vibrující na frekvenci 20 kHz při maximálním výkonu 630 W) a X-Y stolu pro pohyb paprsku přes testované vzorky. Kalibrovaný piezorezistivní tlakový snímač Kristal RAG25A1000BC1H byl umístěn na výstupu ultrazvukové trysky a sloužil k měření pracovního tlaku. Charakteristiky nového povrchu po vyřezání drážky modulovaným či kontinuálním paprskem byly měřeny laserovým profiloměrem ILD 2000 MicroEpsilon ve spolupráci s IMG PAN v Krakově. PRŮBĚH EXPERIMENTŮ Drážkování kovových vzorků Pro zkoušky vyřezání drážky paprskem byly vybrány dva typy kovových materiálů s rozdílnými vlastnostmi: nízkouhlíková konstrukční ocel ČSN 11 375 (C max. 0.20%, P max. 0.05%, S max. 0.05%, pevnost v tahu 363 MPa, mez kluzu 235 MPa, hustota 7850 kg/m3) a mosaz ČSN 423223 (58% Cu, 40% Zn, 2% Pb, pevnost v tahu 412 MPa, hustota 8300 kg/m3). Z obou materiálů byly připraveny zkušební vzorky ve tvaru disků o průměru 40 mm a tloušťce 5 mm. Zkoušky byly provedeny s modulovaným a kontinuálním paprskem při dodržení stejných podmínek: tlak vody 50 MPa, průměr vodní trysky 1,19 mm a rychlost posuvu paprsku (tj. rychlost řezání) 30 mm/min. Ultrazvukový výkon při řezání modulovaným paprskem byl nastaven na maximum. Vzdálenost vzorku od ústí trysky se při zkouškách měnila od 20 do 100 mm. Charakteristiky povrchu dna drážky pak byly počítány z údajů získaných laserovým profiloměrem. Dno drážky bylo snímáno ve třech rovnoběžných úsečkách 30 000 µm dlouhých (osa X), vzdálených od sebe 500 µm (osa Y). Na každé úsečce bylo změřeno 1 500 bodů vzdálených od sebe 20 µm. Drážkování horninových vzorků Jako materiál pro vyřezání drážky v hornině byl vybrán středně zrnitý pískovec z lokality Řeka pro svou relativní homogenitu a vhodné fyzikální vlastnosti: pevnost v tlaku 115 MPa, pevnost v tahu 5,8 MPa, Youngův modul pružnosti 19,7 GPa, specifická hmotnost 2652 kg/m3, objemová hmotnost 2495 kg/m3, porozita 5,8%. Pískovcové vzorky byly nařezány diamantovou pilou do tvaru kvádrů o přibližných rozměrech 100x150x60 mm. Zkoušky byly opět provedeny s modulovaným a kontinuálním paprskem při dodržení stejných podmínek: tlak vody 40 MPa, průměr vodní trysky 1,98 mm, rychlost posuvu paprsku 0,5 a 1,0 m/min. Ultrazvukový výkon při řezání modulovaným paprskem byl opět nastaven na maximum. Vzdálenost vzorku od ústí trysky se při zkouškách měnila od 20 do 180 mm. Charakteristiky povrchu dna drážky byly opět počítány z údajů získaných laserovým profiloměrem. Drážky byly snímány ve třech rovnoběžných úsečkách 40 000 µm dlouhých (osa X) a vzdálených od sebe 500 µm (osa Y). Na každé úsečce bylo změřeno 2000 bodů vzdálených od sebe 20 µm. VÝSLEDKY A DISKUSE Určení charakteristik povrchu dna drážky na kovových vzorcích Příklady charakteristik povrchu dna drážky vytvořené modulovaným paprskem v oceli a mosazi jsou uvedeny níže. Pracovní podmínky zkoušek u uvedených příkladů 266

byly stejné jak pro ocel tak i pro mosaz, aby mohly být porovnány. Vzhled drážek po řezání je ilustrován na obr. 2. Profil povrchu dna drážky tak, jak jej zachytil profiloměr, je zaznamenán na obr. 3 pro ocel a obr. 4 pro mosaz. Vybrané parametry profilů dna drážek při daných podmínkách uvádí tabulka 1.

Obr. 2: Drážky vytvořené modulovaným paprskem v oceli (A) a mosazi (B) (tlak vody 50 MPa, průměr vodní trysky 1,19 mm, rychlost posuvu paprsku 30 mm/min, ultrazvukový výkon 630 W, vzdálenost vzorku od ústí trysky 60 mm)

Obr. 3: Profil povrchu dna drážky vytvořené modulovaným paprskem v oceli

Obr. 4: Profil povrchu dna drážky vytvořené modulovaným paprskem v mosazi

267

Tabulka 1: Základní charakteristiky profilové čáry povrchu dna drážky vytvořené modulovaným paprskem v kovech charakteristika profilové čáry Ra [µm] Rz [µm] λa [µm] Sm [µm] lr [-]

konstrukční ocel 109,3

mosaz 188,2

469,7 1149,1 924,5 1,236

966,7 1036,1 1200,8 1,693

Výsledky ukazují, že střední aritmetická úchylka profilu Ra a výška nerovností profilu z deseti bodů Rz jsou výrazně větší pro povrchy vytvořené v mosazi. Relativní délka profilu lr je také podstatně větší u povrchů v mosazi. Rozdíl je pravděpodobně způsoben jiným mechanismem porušování vzhledem k odlišným materiálovým vlastnostem – mosaz je tažnější materiál než ocel. Bohužel nebylo možné porovnat drážky vytvořené modulovaným paprskem s drážkami vytvořenými kontinuálním paprskem. Kontinuální paprsek totiž při daných podmínkách nevytvořil v kovových vzorcích žádnou měřitelnou či alespoň viditelnou stopu. Určení charakteristik povrchu dna drážky na horninových vzorcích Příklady charakteristik povrchu dna drážky vytvořené modulovaným a kontinuálním paprskem v pískovci jsou uvedeny níže. Vzhled drážek po řezání je uveden na obr. 5. Profily povrchů dna drážek z profiloměru jsou na obr. 6 až 9. Vybrané parametry profilů dna drážek při daných podmínkách uvádí tabulka 2. Obr. 5: Drážky vytvořené kontinuálním (A) a modulovaným (B) paprskem v pískovci (tlak vody 40 MPa, průměr vodní trysky 1,98 mm, rychlost posuvu paprsku 0,5 m/min, ultrazvukový výkon 630 W, vzdálenost vzorku od ústí trysky 140 mm.)

268

Obr. 6: Profil povrchu dna drážky vytvořené kontinuálním paprskem v pískovci při rychlosti 0,5 m/min

Obr. 7: Profil povrchu dna drážky vytvořené modulovaným paprskem v pískovci při rychlosti 0,5 m/min

Obr. 8: Profil povrchu dna drážky vytvořené kontinuálním paprskem v pískovci při rychlosti 1,0 m/min

Obr. 9: Profil povrchu dna drážky vytvořené modulovaným paprskem v pískovci při rychlosti 1,0 m/min

Tabulka 2: Základní charakteristiky profilové čáry povrchu dna drážky vytvořené modulovaným a kontinuálním paprskem v pískovci charakteristika profilové čáry Ra [µm] Rz [µm] λa [µm] Sm [µm] lr [-]

kontinuální paprsek, rychlost 0,5 m/min 209,3 626,9 2495,1 2659,2 1,194

modulovaný paprsek, rychlost 0,5 m/min 910,6 1611,9 8084,5 6942,8 1,364

kontinuální paprsek, rychlost 1,0 m/min 277,5 607,2 3188,2 2431,8 1,199

modulovaný paprsek, rychlost 1,0 m/min 1026,3 1642,2 10173,7 10597,3 1,282

Výsledky po řezání pískovcových vzorků ukazují, že charakteristiky Ra, Rz, λa, a Sm jsou u drážek vytvořených modulovaným paprskem zhruba 3-4x větší než u drážek vytvořených kontinuálním paprskem. Relativní délka profilu lr je také podstatně větší u povrchů vytvořených modulovaným paprskem. Číselné hodnoty charakteristik naznačují, že modulovaný paprsek vytváří drsnější povrch, který v porovnání s povrchem vytvořeným kontinuálním paprskem zaujímá větší plochu. Tohoto poznatku lze využít v apli269

kacích, kde je nutná dobrá přilnavost nanášených vrstev nebo nových materiálů ke zkoumanému povrchu. Literatura uvádí průběh pokusů, kdy byla zkoumána soudržnost nově nanesených sanačních hmot s povrchy betonu upravenými různými způsoby (pískováním, osekáváním pneumatickým kladivem a otryskáním kontinuálním vysokorychlostním vodním paprskem). Nejlepších výsledků bylo dosaženo při hodnocení povrchu upraveného kontinuálním vodním paprskem. Jelikož při řezání modulovaným paprskem vykazují povrchy větší drsnost a členitost než u kontinuálního paprsku, lze u povrchů upravených modulovaným paprskem očekávat ještě lepší přídržnost správkové malty k podkladu než je tomu u povrchů vytvořených kontinuálním paprskem [10], [11]. Zde je vhodné zmínit se o dalším poznatku vyplývajícím ze zkoušek drážkování v pískovci za zmíněných podmínek: kvalita a charakter povrchu je jen velmi málo ovlivněn rychlostí řezání drážky. ZÁVĚR Výzkum v oblasti kvality nového povrchu vytvořeného modulovaným paprskem v různých materiálech přinesl některé nové poznatky. Stručně je lze shrnout do následujících bodů: - při působení modulovaného paprsku na kovy je výsledný povrch značně ovlivněn materiálovými vlastnostmi řezaných materiálů – drsnějšího povrchu je dosaženo u tažnějšího materiálu, - modulovaný paprsek produkuje drsnější povrch v porovnání s kontinuálním paprskem. Tento fakt je využitelný při aplikacích, kde je vyžadována dobrá adheze k nově vytvořenému povrchu (např. příprava povrchu betonu či kamene před nanesením sanačních hmot apod.), - profil povrchu dna drážky v pískovci za uvedených podmínek pouze okrajově souvisí s rychlostí řezání drážky a to jak u modulovaného, tak i kontinuálního paprsku. Nebylo bohužel možné porovnat povrchy vytvořené modulovaným a kontinuálním paprskem na kovových vzorcích. Kontinuální paprsek při tlaku vody 50 MPa nebyl schopen na vzorcích vytvořit měřitelnou stopu. PODĚKOVÁNÍ Výzkumná práce v oblasti vysokorychlostních pulzních paprsků byla uskutečněna v rámci projektů GA AVČR (reg. č. IAA2086001) a GA ČR (reg. č. 105/03/0183). SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY [1] Vijay, M. M., Foldyna, J. 1994. Ultrasonically Modulated Pulsed Jets: Basic Study. In: 12th International Conference on Jet Cutting Technology, N. G. Allen, Editor, BHR Group Conference Series, Publication No. 13, Mechanical Engineering Publications Limited, London, p 15-35. [2] Foldyna, J., Sitek, L. 2001. Modulated vs. Continuous Jets: Performance Comparison. Proceedings of the 2001 WJTA American Waterjet Conference, Hashish (ed.), WJTA, p. 523 – 535. [3] Foldyna J., Vijay M. M. 1994. Potential of Ultrasonically Modulated Pulsed Water Jets for Cutting of Metals. Manufacturing Science and Engineering 1994, Volume 1, ASME, New York, USA, p. 397 – 404.

270

[4] Hashish, M. 1992. On the modeling of surface waviness produced by abrasive-waterjets. Proceedings of the 11th Int. Conf. on Jet Cutting Technology, Lichtarowicz (ed.), Kluwer Academic Publishers, p. 17-34. [5] Guo, N.S., Louis, H., Meier, G. 1993. Surface structure and kerf geometry in abrasive water jet cutting: Formation and optimisation. Proceedings of the 7th American Waterjet Conference, Hashish (ed.), WJTA, p. 1 – 25. [6] Capello, E., Monno, M., Semeraro, Q. 1994. On the characterisation of the surfaces obtained by abrasive water jet machining. Proceedings of the 12th Int. Conf. on Jet Cutting Technology, Allen (ed.) Mech. Eng. Public. Ltd., London, p. 177-193. [7] Surface metrology guide. http://www.predev.com/smg/, 2001. [8] Gentier, S., Riss, J. 1989. Linear and areal roughness of non-planar rock surface of fracture. Acta Stereologica. [9] Młynarczuk, M. 1994. Methods of Determining the Fracture Surface Roughness of Rock Samples by Means of a Laser Profilemeter, IVth International Conference on Stereology and Image Analysis in Material Science, STERMAT. [10] Hilmersson, S. 1998. Hydrodemolition of concrete structures: basics and field experience. Water Jet Applications in Construction Engineering. A.A. Balkema, Rotterdam, Brookfield: p. 163-176. [11] Bodnárová, L. 1999. Některé vybrané aspektykvality povrchu betonu ošetřeného technologií vysokorychlostního vodního paprsku. Sborník přednášek 9. mezin. symposia SANACE betonových konstrukcí, SSBK, p. 276-280.

271

INZERÁT FOSROC

272

INZERÁT LAFARGEA

273

INZERÁT SIKA CZ

274