Северо-Европейский нефтегазоносный бассейн




Северо-Европейский нефтегазоносный бассейн занимает обширные низменные пространства центральной и северной Европы, примыкающие к Северному и Балтийскому морям. Бассейн в основном расположен на территории Польши, ФРГ, ГДР и Нидерландов и лишь незначительные периферийные его участки попадают в пределы России, Дании и Великобритании (рис. 3).

Бассейн представляет собой крупную, сложно построенную впадину широтного простирания с разновозрастным фундаментом и обрамлением, выполненную мощными толщами верхнего палеозоя и мезозоя, а также палеогена и частично неогена.



Бассейн по своему строению относится к сложно построенным равнинным платформенным нефтегазоносным бассейнам. Северные и восточные склоны в отличие от южных и западных построены более просто. Это подчеркивается и рельефом обрамления. На юге и западе оно образовано различно выраженными на поверхности, часто сглаженными глыбовыми горами, -сложенными палеозоем, в то время как с других двух сторон обрамлением служат слабо всхолмленные области неглубокого залегания или выходов на поверхность пород фундамента.

С севера и северо-востока ограничением служат докембрийские породы Балтийского щита, обнажающиеся на поверхности на о-ве Борнхольм и в Скандинавии или неглубоко залегающие под маломощным осадочным чехлом на Ютландском п-ове и в Прибалтике.

Северная граница бассейна проводится вдоль края Балтийского щита, обрамленного структурными элементами, возникшими в мезозое и кайнозое, которые в наиболее отчетливой форме проявляют себя в восточной части бассейна. К ним приурочено выклинивание различных свит мезозоя и третичных.

С востока граница бассейна проводится по западному склону Белорусско-Литовского и Ратненского выступов фундамента. Ратненский (или Влодавский) выступ является западным окончанием Украинского кристаллического массива. От расположенного на юго-западе Предкарпатского прогиба бассейн отделен разломом.

Южная граница Северо-Европейского бассейна отличается весьма прихотливой конфигурацией и проводится по северным склонам сложно построенных палеозойских поднятий, разделенных участками опускания, где складчатый фундамент покрыт мезозойскими и частично третичными отложениями. Южное обрамление бассейна представляет собой систему горстов и грабенов. В пределах этой системы отдельные крупные тектонические элементы обладают преимущественно простиранием СЗ — ЮВ или реже ЮЗ — СВ, в связи с чем граница в плане имеет зазубренный, или фестонообразный вид. Структурные элементы обрамления создают выступы, образующие при их погружении в бассейн погребенные валы.

На юго-востоке в Польше в бассейн в виде выступа вдаются Свентокшисские горы (Келецко-Сандомирский кряж). Западнее расположены поднятие Верхнеселезского каменноугольного бассейна и Восточные Судеты. Еще западнее, в Западной Германии и Нидерландах, протягиваются Лаузицкий массив, называемый обычно Западными Судетами, и расположенный на его западном продолжении Флехтингенский вал, затем горы Гарц, среднегерманские горы, северные склоны Рейнских сланцевых гор и Ардены.

С юго-запада бассейн ограничен кембро-силурийским Брабантским массивом, погружающимся на СЗ в сторону Англии и перекрытым с поверхности маломощпым палеогеном. Западная граница в Великобритании образована невысокими горными хребтами Уэльса и Пеннинских гор, сложенных породами нижнего палеозоя и докембрия. В Южной Англии Северо-Европейский бассейн отделяется от смежного Англо-Парижского валом Вельд, сложенным мезозоем.

Основные области питания и создания напоров Северо-Европейского бассейна, который можно рассматривать в качестве артезианского бассейна с преобладающими направлениями движения вод на север, северо-восток и северо-запад, расположены на юге, а также на востоке в пределах России и на западе в Англии.

Фундамент бассейна вскрыт в Восточной Польше и Прибалтике, где он имеет докембрийский возраст, и в Англии, где его возраст устанавливается как нижнепалеозойский. На остальной большей части бассейна фундамент опущен местами на глубину до 5—10 км и, по-видимому, сложен разнородной по возрасту складчатостью, преимущественно ранне- или позднепалеозойской. Древние складчатые элементы, насколько об этом можно судить по данным геофизических исследований, вытянуты в основном в широтном направлении.

Поверхность фундамента сильно расчленена, что связано с блоковым его строением. Отдельные блоки на протяжении мезозойской и кайнозойской эр вели себя различно, что приводило к образованию впадин, разделенных валами и сводовыми поднятиями (рис. 4). Большую роль в образовании структуры фундамента играют взаимно-перпендикулярные субмеридиональные и субширотные системы разломов. Разломы проявляют себя на различных этапах геологического развития с различной интенсивностью, но особенно большое значение для современного строения бассейна сыграли мезозойские и кайнозойские движения.



В самой восточной части бассейна осадочная толща общей мощностью до 2500 м представлена всеми системами и ярусами палеозоя и мезозоя, за исключением карбона. Наибольшей мощности — 900 м — достигают отложения силура и вслед за ним девона, превышающего 500 м. Отложения мезозоя обладают очень небольшой мощностью.

В западной части бассейна в Англии осадочная толща, достигающая нескольких тысяч метров, начинается континентальными образованиями девона (мощностью более 100 м), залегающими на сильно дислоцированных кембро-силурийских породах фундамента. Наибольшей мощностью — 3 км — характеризуются отложения каменноугольной системы. Мезозой и особенно третичные развиты в очень ограниченных пределах.

В центральной части бассейна пока вскрыты лишь пермские отложения. Нижняя пермь (Красный лежень) представлена преимущественно конгломератами, песчаниками, красно цветными глинами континентального происхождения. В районе нижнего течения Эльбы широкое развитие приобретают мощные скопления соли. Мощность нижней перми колеблется от нескольких сот метров до 1800 м в наиболее глубоких частях бассейна, расположенных в ФРГ. Верхняя пермь (цехштейн) представлена огромным, свыше 1000 м, накоплением галогенных и карбонатных пород. Этот верхнепермский комплекс является регионально-газоносным и нефтеносным.

Наличие пермской соли способствовало образованию более 300 соляных поднятий.

Отложения триаса представлены как лагунно-континентальными, так и морскими образованиями. Нижний триас — Пестрый песчаник сложен в Западной Польше морскими глинами с прослоями песчаников, мергелей и доломитов. В Западной Германии и Нидерландах он представлен песчаниками, глинами, солью, ангидритами и доломитами преимущественно лагунно-континентального происхождения. Мощность нижнего триаса достигает 1300 м. Средний триас (раковинный известняк) обладает мощностью 250—300 u. В толще известняков имеются прослои доломитов, мергелей и соли. Верхний триас (кейпер) почти повсеместно лагунно-континентальный и выражен песчано-глинистыми образованиями с прослоями солей и ангидритов. В Западной Германии в верхах кейпера развиты морские битуминозные глины рэта мощностью 60—140 u. Общая мощность кейпера колеблется от нескольких десятков метров в Западных Нидерландах до 1000 м в Центральной Польше и 1200 u в Западной Германии. Широкое и повсеместное развитие получили юрские отложения, представленные морскими песчано-глинистыми образованиями в нижнем и среднем ее отделах и карбонатно-терригенными толщами в ее верхнем отделе. Мощность юры колеблется в очень больших пределах. Особенно значительной мощности — 2—3 км — юра достигает в отдельных узких прогибах — трогах. В более приподнятых блоках (пороги), окружающих прогибы, мощность юры сокращается в несколько раз. Юрские прогибы имеют первостепенное значение для нефтегазонакопления, так как большинство известных месторождений связано с ними.

Юрские литолого-стратиграфические комплексы являются регионально нефтегазоносными. Регионально сингенетично-нефтегазоносными являются отложения верхнего лейаса и особенно доггера. Мощные песчаные горизонты (до 150 м) доггера в и е — одни из самых продуктивных интервалов мезозойского разреза. В мальме распространение нефтеносности носит более локальный характер.

Меловая система представлена в нижней части песчано-глинистыми, а в верхней — карбонатными породами. Районы накопления максимальных мощностей нижнего мела обычно не совпадают с таковыми для верхнего мела. Для первых максимальные мощности наблюдаются в южной части, где они совпадают с юрским прогибом и достигают мощности 2000 ж в Западной Германии и 1000 м в Западных Нидерландах. В остальных районах их мощность не превышает 100—200 м. Максимальные мощности 1000—1500 ж для верхнего мела наблюдаются в Центральной Польше и Дании и в отдельных прогибах Западной Германии. Для разреза меловых отложений характерным является наличие большого количества внутриформационных перерывов и выпадение отдельных горизонтов и ярусов.

В меловых отложениях (особенно в нижнем отделе) имеется ряд песчаных пластов и пачек, служащих хорошими природными резервуарами. Нефтяные и газовые залежи связаны как с песчаными пластами, так и массивами трещиноватых карбонатных пород.

Отложения кайнозоя, не имеющие большого значения для нефтегазоносности, представлены песчано-глинистыми породами, мощность которых к востоку от р. Эльбы не превышает 100—200 ж, а западнее — большей частью 200—500 м, иногда свыше 1000 ж. В отложениях кайнозоя пока не встречено промышленных залежей нефти и газа.

Схематический сводный разрез для центральной части бассейна приведен в табл. 11.

Современная внутренняя структура бассейна, определяемая строением и возрастом фундамента и строением осадочного чехла, имеет сложный характер.



На востоке на склонах Балтийского щита, Белорусско-Литовского выступа и Украинского массива выделяются Польско-Литовская и Мазовецко-Люблинская впадины, разделенные западным погребенным продолжением Белорусско-Литовского выступа, и Львовская впадина, заключенная между западным склоном Украинского кристаллического щита, Предкарпатским прогибом и ограниченная с северо-запада крупным Владимиро-Волынским разломом. В строении впадин принимают участие полого залегающие мощные слои палеозоя и породы мезозоя и кайнозоя, мощность которых, за исключением западных участков впадин, незначительна. Резкое увеличение мощностей мезозоя в западных частях впадин обусловлено наличием крупного разлома, секущего фундамент в северо-западном направлении. Этот разлом в структуре фундамента образует ступень, а в надразломной зоне проявляет себя, вероятнее всего, образованием структур типа пологих, линейно вытянутых антиклиналий. Антиклинали платформенного типа известны в западных частях обеих впадин.

На юго-западе протягивается крупный структурный элемент, пересекающий бассейн с СЗ на ЮВ и получивший название Среднепольского антикли-иория. Среднепольский антиклинорий состоит из двух частей, по-видимому, с разнородно построенным фундаментом. Северо-западная его часть, именуемая Поморо-Куявской антиклинальной зоной, в южной части приобретает почти широтное построение. Геофизические данные свидетельствуют о наличии в ядре этой зоны погребенного древнего, возможно, раннепалеозойского сооружения. Южная часть Среднепольского антиклинория, именуемая Свентокшисской антиклинальной зоной, располагается на продолжении Свентокшисских гор. Однако нельзя считать, что фундамент Светокшисской и Поморо-Куявской антиклинальных зон имеет однородную и одновозрастную структуру. Положение этих структурных элементов в одной общей полосе определяется, вероятнее всего, тем, что она образована крупными разломами, секущими различные по возрасту элементы фундамента.

Представление о Средненольском антиклинории как единой структурной зоне связано с тем, что этот антиклинории возник на месте осевой части крупного мезозойского прогиба, получившего от В. Пожарыского название Датско-Польского. Последний возник в связи с движениями фундамента по крупным разломам. Опускание фундамента по разломам привело к накоплению в мезозое мощной толщи осадков. Центральная часть прогиба, испытавшая складчатость, соответствует Среднепольскому антиклинорию. Мезозойские осадки, принимающие участие в его строении, смяты в линейно вытянутые антиклинали, некоторые из которых осложнены соляным диапиризмом. Восточная часть входит в состав Польско-Литовской и Мазовецко-Люблинской впадин.

Западная часть прогиба принимает участие в строении крупной Лодзинской впадины и ее северо-западного продолжения — синклинали Xoцивля. Эти прогибы с востока ограничены Среднепольским антиклинорием. Западная граница имеет более расплывчатый характер. На уровне фундамента ей, по-видимому, соответствует линия разломов, а в осадочном чехле — антиклинальная зона, к которой приурочены отдельные антиклинали: Обор-ники (у Познани), Старгарда, наиболее приподнятая часть вала Гриммен.

Полоса распространения Среднепольского антиклинории и сопряженных с ним с юго-запада впадин может рассматриваться в качестве Среднепольской возможно нефтегазоносной области.

Для части бассейна, расположенной еще западнее, характерна отчетливо выраженная глыбовая тектоника, связанная с подвижками блоков палеозойского фундамента. Погружение отдельных систем блоков привело к крайне неравномерному и неодновременному накоплению осадков в мезозое и кайнозое. Указанное обстоятельство сыграло большую роль как для образования соляных куполов и антиклиналей, так и связанных с ними месторождений нефти и газа. Наиболее приподнятый участок бассейна связан с крупной меридиональной волной подъема фундамента, проходящей через Гарц и Флехтингенский вал на юге и через Ютландский полуостров на севере. Эта полоса в какой-то степени может сопоставляться с так называемым валом Помпецкого, местоположение которого не определено и понимается различными исследователями по-разному.

Для упомянутой полосы характерным является приподнятое залегание триаса, незначительная мощность верхнего мезозоя, выпадение из разреза отдельных стратиграфических подразделений юры и нижнего мела. В северной части рассматриваемой полосы известны крупные положительные магнитные аномалии. Вся полоса в целом состоит из отдельных крупных приподнятых блоков, разделенных сравнительно узкими грабенообразными участками опускания (впадинами), простирающимися как с ЮЗ на СВ, так и с ЮВ на СЗ, т. е. параллельно системе разломов. На юге выделяется Пригниц-Лayзицкий вал, отделяемый от Флехтингенского вала Альтмарекой впадиной. Далее к ССЗ выделяются Мекленбургская, Гольштейнская, Рендсбургская и Шлезвигско-Датская глыбы, разделенные Гамбургским, Кильским и Хайдским структурными прогибами, выполненными мощной юрой. К северу от Шлезвигско-Датской глыбы, на самом севере Ютландского полуострова, расположена Датская впадина, заполненная мощным нижним триасом, лейасом и мелом. В пределах этой полосы широкое развитие имеют соляные купола и валы.

С востока и северо-востока рассматриваемый меридиональный подъем ограничен Укермаркской и Нижнелаузицкой (Восточно-Бранденбургской) впадинами, заполненными меловыми и юрскими отложениями. Впадины одна от другой отделены зоной антиклиналей и соляных куполов, протягивающейся на CB до р. Одер (к востоку от Берлина). На юге Иижнелаузицкая впадина переходит в Предсудетскую мульду, расположенную за пределами бассейна. Укермаркская впадина с востока ограничена Гримменским валом, который, в свою очередь, отделяется от Поморо-Куявского антиклинория узкой депрессионной полосой.

К югу от Гримменского вала расположена Щецинская мульда; она сложена на поверхности верхнемеловыми отложениями. Ее южный борт служит северным склоном массивов, являющихся элементами позднепалеозойских сооружений, обрамляющих Северо-Европейский бассейн. Северо-восточный борт мульды ограничен уже упоминавшейся зоной антиклинальных поднятий, ограничивающих Среднепольскую возможно нефтегазоносную область. На западе и юго-западе мульда переходит в Укермаркскую и Нижнелаузицкую впадины.

Щецинская мульда, как и большинство других структурных элементов, расположенных между р. Эльбой и Датско-Польским прогибом, в мезозое, особенно в нижнем, представляла приподнятый район. Мощности среднего и верхнего отделов юры и нижнего отдела мела резко сокращены — вплоть до полного отсутствия.

Территория, расположенная к западу от Эльбы и вплоть до района р. Эмс и далее до Северного моря, по своему строению может быть подразделена на две части — северную и южную (нижнесаксонскую). Граница раздела, имеющая субширотное простирание, в большинстве случаев носит отчетливо выраженный тектонический характер. Северная часть мало чем отличается по своему строению от рассмотренного выше района, расположенного к востоку от Эльбы. Она также характеризуется полным или частичным отсутствием отложений юры и нижнего мела и широким развитием мощных толщ верхнего мела и кайнозоя. Осадочные слои характеризуются спокойным пологим залеганием даже в случае, когда слои прорваны соляными диапирами. Исключение составляют только отдельные грабенообразные участки, в пределах которых развиты юрские отложения значительно больших мощностей. В пределах этих прогибов, также разделяющих отдельные блоки, соляно-купольные поднятия отличаются значительной сложностью.

Вся рассмотренная выше территория глыбового строения, нефтяные месторождения которой приурочены только к узким прогибам, объединяется, с некоторой долей условности, в единую Северо-Германскую нефтегазоносную область. Участок, соответствующий Датской впадине, выделяется в самостоятельную Датскую возможно нефтегазоносную область.

Южная часть территории бассейна с глыбовой тектоникой между Эльбой и Эмсом у немецких геологов получила название «Нижнесаксонский бассейн». В современной структуре эта область представляет собой впадину, выполненную мощной толщей верхнего палеозоя и мезозоя, верхней юры и нижнего мела, и незначительной мощностью осадков верхнего мела и третичных. Впадина характеризуется сложным и неоднородным строением, позволяющим в ее пределах выделить несколько самостоятельных тектонических районов. В восточной части расположен прогиб Гифхорн, имеющий простирание с СB на ЮЗ. Прогиб Гифхорн представляет собой грабенообразную впадину, выполненную мощной серией юры и нижнего мела, которые выклиниваются или трансгрессивно срезаются по бортам прогиба. В краевых частях прогиба, как и в центральной его части, развиты соляные купола, образующие протяженные вытянутые зоны, ориентированные вдоль оси прогиба, т. е. с CB на ЮЗ. Соляные купола отличаются сложным тектоническим строением, перебитостью и нарушенностью. Породы в межкупольном пространстве смяты в пологие антиклинали и брахиантнклинали, нарушенные разрывами.

Следующий район — Адлерский — расположен между прогибом Гифхорн (зона соляных куполов Айклинген — Лерте) и Везером. Этот район по характеру строения представляет также прогиб, аналогичный Гифхорнскому, но вытянутый уже с ЗСЗ на ВЮВ, почти под прямым углом к последнему. Здесь также выделяется несколько зон распространения соляных куполов, ориентированных в субширотном направлении, между которыми развиты антиклинальные складки.

Нижнесаксонская впадина к западу от Везера отличается от вышеразобранных своих частей отсутствием солянокупольных поднятий. Здесь породы смяты в антиклинальные складки, осложненные в основном сложной системой продольных нарушений, группирующиеся в параллельные антиклинальные зоны, особенно хорошо выраженные к западу от Эмса. Наблюдается несовпадение структурных планов по горизонтам нижнего мела и верхне- и среднеюрским отложениям.

Для этой части Нижнесаксонской впадины (между Везером и Эмсом) характерной особенностью является значительная мощность верхней юры.

Нижнесаксонскую впадину, в пределах которой расположены все основные нефтяные и газовые месторождения бассейна, можно рассматривать как самостоятельную нефтегазоносную область.

Нижнесаксонская впадина с запада в пределах Нидерландов ограничена крупным структурным элементом, пересекающим весь бассейн в субмеридиональном направлении, получившим название Нидерландского вала. Вал сложен отложениями триаса, перекрытого верхним мелом и более молодыми осадками. Размеры и положение Нидерландского вала во времени и пространстве не оставались постоянными, а изменялись. Вследствие этого по краям вала неоднократно наблюдается выклинивание мезозойских отложений и изменение их мощностей.

В строении Нидерландского вала и примыкающей к нему с запада территории большое значение имеют разломы, простирающиеся с СЗ на ЮВ или в близком к меридиональному направлении. Эти разломы привели к образованию системы чередующихся горстов и грабенов. В пределах грабенов мощность мезозоя возрастает во много раз. На юге выделяется Нижнерейнский грабен и горсты Гельдерн-Крефельд и Пел. Границы между горстами и грабенами носят ступенчатый характер. Эти нарушения, происхождение которых связано с герципскими движениями, омоложены в раннетретичное и более позднее время. Движение по разломам продолжается и до настоящего времени.

В пределах рассмотренной территории не обнаружено месторождений нефти или газа, поэтому она может быть выделена как возможно Центрально-Нидерландская нефтегазоносная область.

К западу от развития горстов и грабенов (от горста Пел) расположена крупная впадина, ограниченная с запада склонами Брабантского массива, на юге переходящая в центральный грабен, а на севере открывающаяся в Северное море. Эта Западно-Нидерландская впадина, включая Центральный грабен, соответствует одноименной нефтегазоносной области.

Западно-Нидерландская впадина выполнена осадками мезозоя и кайнозоя, смятыми в целый ряд параллельных друг другу антиклинальных складок, образующих сравнительно протяженные анктиклинальные зоны с простиранием с СЗ на ЮВ. Отдельные антиклинали осложнены сбросами. Складчатость отчетливо выражена в слоях мезозоя. Третичные породы имеют пологое залегание.

В пределах впадины известны скопления нефти и газа в отложениях нижнего мела, приуроченные к антиклинальным поднятиям.

Северо-западная часть Северо-Европейского бассейна, расположенная в пределах Великобритании, представляет собой западное крыло сравнительно просто построенной впадины платформенного типа, открывающейся в Северное море. Для строения этой впадины характерно наличие раннепалеозойского складчатого основания, широкое развитие верхнепалеозойских отложений и ограниченное развитие мезозойских и более молодых осадков (табл. 12).







Отложения карбона, образующие нижний структурный этаж, смяты в систему пологих антиклиналей и синклиналей, унаследующих простирание структурных элементов фундамента, образовавшихся под воздействием более ранних и сильных движений. Складки простираются в южной части области с ЮВ на СЗ, в северной — в направлении, близком к меридиональному. Крупные антиклинали имеют амплитуду в 300—600 м и плохо выражены на поверхности. Они обычно асимметричны: западные и юго-западные крылья более крутые. Складки осложнены сбросами, амплитуда которых достигает 150 м. Вышележащие пермские и мезозойские отложения образуют следующий структурный этаж. В центральной части области, в Восточном Мидленде, для него характерно пологое моноклинальное падение пород на восток под углами, не превышающими нескольких градусов. В отличие от этого на севере и юге области мезозойские отложения смяты в складки и здесь выражены на поверхности замкнутые структурные поднятия, простирание которых близко к таковому нижнего структурного этажа.

Палеогеновые и отчасти неогеновые слои образуют верхний структурный этаж, для которого свойственно очень пологое моноклинальное залегание с падением на восток и северо-восток. В южной части Восточно-Английской впадины выделяется Лондонская синклиналь, именуемая английскими геологами Лондонским бассейном. Синклиналь выполнена палеогеновыми и мезозойскими отложениями, залегающими непосредственно на нижном палеозое. Отложения верхнего палеозоя, севернее — нефтеносные, здесь отсутствуют. Территория бассейна, расположенная в пределах Англии, выделяется в самостоятельную Восточно-Английскую нефтегазоносную область.

Таким образом, в Северо-Европейском нефтегазоносном бассейне в зависимости от основных черт региональной тектоники, типов структурных форм и стратиграфического интервала нефтегазоносности выделяется восемь нефтегазоносных областей: Восточно-Английская, Западно-Нидерландская, Центрально-Нидерландская, Нижнесаксонская, Северо-Германская, Датская, Среднепольская и Балтийско-Карпатская.

Восточно-Английская нефтегазоносная область соответствует выделяемым английскими геологами нефтеносным провинциям Восточный Мидленд и Северо-Восточный Йоркшир, а также так называемому Лондонскому бассейну (рис. 5).



В пределах области выделяются несколько антиклинальных зон нефтегазонакопления, в пределах которых расположены небольшие нефтяные месторождения — Икринг, Дьюкс-Вуд, Келхем, Каунтон, Эгмантон, Плунгар, Ботсемсалл, Саут Ливертон, Гленвуорт и другие и одно газовое.

Месторождения антиклинального типа с пластовыми сводовыми залежами. Нефтеносны песчаные горизонты угленосной свиты карбона и свиты жерновых песчаников. Мощность песчаных коллекторских горизонтов быстро меняется —от 0 до 90 м и имеет пористость 10—15% и проницаемость — 1—100 мд. Удельный вес нефти колеблется от 0,85 до 0,90. В месторождении Плунгар нефтеносны трещиноватые известняки карбона. Особенностью этого месторождения является то, что перекрывающая нефтесодержащую толщу угленосная свита, достигающая 300 м, иногда содержит в своем составе до 80 % интрузивных и эффузивных пород.

В месторождении Эскдэйл газоносны доломитизированные трещиноватые известняки перми. Начальные суточные дебиты — 1000 м3 газа.

Основные перспективы Восточно-Английской нефтеносной области, оценивающиеся не достаточно высоко, связываются с отложениями в первую очередь нижнего карбона в погребенных антиклинальных зонах в центральной части области.

Западно-Нидерландская нефтегазоносная область, получившая у голландских геологов название бассейна Северного моря, или Западно-Нидерландского. В северо-западной части области известно около пяти почти параллельно расположенных антиклинальных зон нефтегазонакопления. Месторождения антиклинального типа с преимущественно пластовыми сводовыми залежами.

Основными нефтегазоносными являются песчаные горизонты верхнего готерива и баррема, а также вельда, валанжина, альба. Баррем и альб газоносны. Кроме того, небольшие притоки нефти встречены из песчаных горизонтов средней юры (корнбраш). Песчаные горизонты известны в верхней юре. Нефтематеринскими породами могут служить гленисто-аргиллитовые образования нижней и средней юры мощностью до 1,5 км и глинистые толщи, развитые в нижнем мелу (в основном баррема-апта) мощностью до 1000 м.

Первые нефтяные месторождения были открыты здесь после 1953 г. (Риисвик и Андел). В настоящее время известно 11 нефтяных и одно газовое месторождения. Удельный вес нефтей колеблется от 0,845 до 0,946.

Центрально-Нидерландская возможно нефтеносная область в своих опущенных участках имеет много общего со строением Западно-Нидерландской области. По аналогии с последней перспективы нефтеносности можно связывать с мезозойскими отложениями в пределах отдельных грабенов.

Нижнесаксонская нефтегазоносная область является на данном этапе основной нефтедобывающей областью бассейна. На ее долю приходится 9/10 добычи нефти 1959 г. Эта область расположена большей частью в Западной Германии и частично в Нидерландах. В пределах области развито несколько типов зон нефтегазонакопления. В западной ее части распространены антиклинальные зоны нефтегазонакопления, вытянутые в широтном направлении. Месторождения антиклинального типа и осложнены нарушениями. Залежи пластовые, сводовые и реже стратиграфически экранированные. Газовые скопления, приуроченные к карбонатному комплексу верхней перми, образуют массивные залежи в структурных выступах.

К западу от р. Эмс в ФРГ и в Восточных Нидерландах нефтеносны трещиноватые мергелистые аргиллиты портланда (верхняя юра) с горизонтами мощностью в 0,5 до 6 м, ракушняковыо слои вельда (нижний мел) с мощностью отдельных нефтеносных горизонтов до 12 м, пористостью 15—40% и проницаемостью 10—9000 мд и песчаники валанжина. Основным нефтесодержащим горизонтом является горизонт бентхейм (валанжин), сложенный тонкозернистым песком и песчаником мощностью до 90 м, пористостью до 30 % и проницаемостью 10—20 мд. Небольшое количество нефти получено из готерива и апта. В Восточных Нидерландах, кроме того, газоносны горизонты баррема.

В этой части области первые нефтяные месторождения были открыты в 1942—1943 гг. (Линген — ФРГ, Шонебек — Нидерланды), а газовое — Бентхейм в 1938 г. Основные месторождения были открыты после 1948 г. В настоящее время в этом районе известно в пределах ФРГ 15 нефтяных и газовых месторождений, а в пределах Нидерландов одно нефтяное и свыше 10 газовых месторождений.

В 1960 г. на севере в районе Гронингэма было открыто крупнейшее в Европе газовое месторождение Слхтерен с залежью в пермских отложениях, с запасами в 1,1 триллиона м3; установлена была также газоносность о-ва Амеланд [глубина залежи —3350 м]. В связи с этим развернулись поисковые работы на акватории.

В Нижнесаксонской нефтегазоносной области между р. Эмсом и Везером диапазон нефтеносности увеличен по сравнению с предыдущем районом. Здесь нефтеносны главным образом песчаные горизонты доггера, мальма и нижнего мела, а также лейаса. Газоносны доломиты цехштейна. В пределах этого района также развиты антиклинальные зоны нефтегазонакопления. Месторождения антиклинального типа с пластовыми сводовыми и литологически и стратиграфически экранированными залежами. Первое месторождение было открыто в 1950 г. (Квакенбрюк). В настоящее время известно 21 нефтяное и несколько газовых, крупнейшими из которых являются Дюсте, Хеммельте-Вест и др.

К востоку от Везера, в долине р. Аллер и в Гифхорнском прогибе основную роль играют зоны нефтегазонакопления, связанные с линейно вытянутыми цепочками соляных куполов (около восьми зон). Эти зоны расположены как по бортам впадины, так и в ее центральных частях. С этими зонами связаны месторождения солянокупольных поднятий, заключающие самые разнообразные типы пластовых залежей.

Наряду с отмеченными зонами в пределах Гифхорнекого прогиба известны зоны нефтегазонакопления, связанные с региональным стратиграфическим срезанием коллекторских горизонтов на бортах прогиба.

В пределах солянокупольных зон нефтегазонакопления нефтеносны отложения от верхнего триаса до верхнего мела, но основными являются песчаники вельда-валанжина, доггера (корнбраш) и лейаса.

В зонах нефтегазонакопления, связанных с трансгрессивным срезанием, нефтеносны песчаные горизонты лейаса и доггера, запечатанные глинистыми породами альба.

Кроме того, в этой части области известны и антиклинальные зоны нефтегазонакопления (нефтеносны лейас, доггер, портланд, нижний мел).

Рассмотренный район является старейшим нефтедобывающим районом Европы. Первое месторождение — Витце — эксплуатируется с 1876 г. .В настоящее время известно около 30 нефтяных месторождений.

Северо-Германская нефтегазоносная область. Основным типом нефтегазонакопления здесь являются зоны, связанные с соляными поднятиями (валами) в краевых частях прогибов. Все месторождения связаны с солянокупольными поднятиями. Залежи преимущественно пластовые различных типов, связанные как с крыльями, так и со сводами соляных поднятий.

Нефтеносны отложения в основном доггера, а также верхней перми, нижнего и верхнего мела. Нефтяные месторождения, которых насчитывается около 20, расположены на территории ФРГ, в прогибах Хайдском, Кильском, Гамбургском. Несколько небольших месторождений известно у Виль-гельмехафена и на левобережье нижнего течения Везера.

На территории ГДР в 1960 г. под Берлином на месторождении Штааков был получен газ из главного доломита цехштейна, дебит газа 680 тыс. м3/сутки. В 1961 г. была получена нефть на месторождении Райн-кенхаген у Штральзунда (на берегу Балтийского моря). Нефтеносны карбонатные отложения верхней перми на глубине 2,3 км.

В пределах ГДР наибольший интерес представляет Укермаркская впадина в ЮЗ и ЮВ частях Мекленбурга.

В Польше на границе с ГДР (напротив месторождения Штааков) в 1961 г. получен нефтяной фонтан — месторождение Рыбаки. Нефтеносен цехштейн на глубине 1880 м.

Датская возможно нефтегазоносная область расположена в северной части Ютландского полуострова и представляет прогиб, выполненный мощными (до несколько тысяч метров) морскими осадками перми, триаса, юры и мела. Прогиб изучен слабо.

Среднепольская возможно нефтегазоносная область. В пределах области развит мощный разрез морских отложений мезозоя, образующие в пределах антиклинориев системы протяженных антиклинальных зон, которые можно рассматривать как возможные антиклинальные зоны нефтегазонакопления. Нефтесодержащими интервалами могут служить отдельные горизонты среднего триаса и юры. Кроме того, на западном и восточном крыльях Лодзинской впадины и ее северо-западного продолжения могут быть обнаружены зоны нефтегазонакопления, связанные с региональным выклиниванием и стратиграфическим срезанием отдельных горизонтов мезозоя.

Польско-Литовская и Мазовецко-Люблинская возможно нефтегазоносные области расположены в пределах Польши и западной части России.

Основные перспективы нефтеносности могут быть связаны с отложениями нижнего палеозоя, а в западной части области с мезозоем. Из отложений нижнего палеозоя наибольший интерес представляют породы силура, уложенные морскими образованиями, мощностью до 900 м. В разрезе силура имеются как пачки битуминозных глин и глинистых известняков, могущих служить нефтематеринскими породами, так и песчано-алевролитовые горизонты, являющиеся хорошими коллекторами. В пределах впадин известны платформенного типа очень пологие крупные антиклинальные поднятия, группирующиеся в зоны. Такие зоны известны в восточной части Польско-Литовской области, в нижнем течении Западной Двины, в бассейне р. Лиелупе и Немана. Крупные аналогичного типа зоны можно встретить на западном погружении Белорусско-Литовского выступа, разделяющего области, и на продолжении Ратненского выступа. Отложения мезозоя, главным образом юры, представляют интерес в западной части обеих впадин. Возможные нефтегазоносные антиклинальные зоны могут быть обнаружены над разломами фундамента (верхняя студень), по которым происходит резкое его погружение к западу.

Львовская возможно нефтегазоносная область находится на месте одноименной впадины. В области выявлен ряд вилообразных поднятий (Нестеровское, Куличков-Милятинекое, Лудзин-Сокальское и др.), осложненных локальными поднятиями. Разбуривание некоторых из них сопровождалось газовыми фонтанами из отложений нижнего девона и карбона. Газ содержал до 94% метана и до 2% тяжелых гомологов его. В девонских и каменноугольных отложениях известны битуминозные породы, а в трещинах наблюдаются включения и примазки капельно-жидкой нефти. Львовская область является высокоперспективной для поисков нефти и газа.

Нитрид молибдена



Получение

Нитриды молибдена образуются медленнее, чем нитриды хрома. Урлауб получал азотсодержащий молибден, пропуская аммиак над MoCl5 или MoO3. Розенгейн и Браун нагревали MoCl3 в токе аммиака при 340°; после дополнительного отжига при 740° полученный продукт содержал лишь молибден и азот, предположительно Mo3N2. Гендерсон и Джалетли обнаружили, что при реакции молибдена с аммиаком при 850° лишь небольшая часть металла азотируется. Исследуя систему молибден — азот, Хэгг азотировал весьма чистый порошок восстановленного молибдена аммиаком в трубчатой печи при 400—725° в течение 4 час. и получал сплавы молибдена с азотом, содержащие от 0,75 до 7,15% N. Выше 725° наблюдалась диссоциация образовавшихся нитридов. Молибден с высокими содержаниями азота (8,2—11,95%) удавалось получить при 400° за 120 час.

Система молибден — азот

Схематическая диаграмма состояния системы молибден — азот (рис. 80) построена Хэггом на основании рентгеноструктурного анализа. Можно считать, что азот растворяется очень слабо или почти не растворяется в молибдене (a-фаза). Определение этой растворимости недавно произвели Нортон и Маршалл.


Нитрид молибдена

Бедная азотом промежуточная в-фаза, содержащая, по Хэггу, около 28% (атомн.) азота [5,4% (вес.)], устойчива лишь выше 600° и в обычно охлажденных образцах не обнаруживается. Исследование закаленных образцов показало, что в этой фазе атомы молибдена образуют гранецентрированную тетрагональную решетку с периодами: а—4,180 А, с = 4,016 А. Позиции, занятые атомами азота, определить не удалось.

Следующая нитридная фаза (у) обладает при температурах ниже 600—700° узкой областью гомогенности, содержит около 33% (атомн.) [6,75% (вес.)] азота и может быть выражена формулой Mo2N. При более высоких температурах область гомогенности несколько смещается в сторону молибдена. Атомы молибдена образуют гранецентрированную кубическую решетку (а = 4,155 до 4,160 А). Атомы азота расположены, по-видимому, в наибольших свободных промежутках решетки молибдена.

Наиболее богатая азотом b-фаза соответствует формуле MoN и содержит около 50% (атомн. [12,73% (вес.)] азота. Атомы молибдена образуют в этой фазе простую гексагональную решетку (а = 2,860 А , с = 2,804 А); положение атомов азота не определено. Структура 8-фазы аналогична структуре монокарбида вольфрама.

Свойства

Свойства нитридов молибдена мало изучены. Были исследованы прочностные характеристики азотированной молибденовой проволоки. Термодинамические величины даны в работах.

Нитрид Mo2N становится сверхпроводником при 5° К, мононитрид — при 12° К.

Получение боридов




Общий метод получения боридов металлов IV—VI групп периодической системы элементов — взаимодействие этих металлов с бором или борсодержащими соединениями. Приготовление интересующих нас боридов возможно одним из следующих способов:

1) сплавление металла с бором;

2) спекание металла с бором (ниже температуры плавления);

3) взаимодействие окислов металла и бора (B2O3) в присутствии алюминия, магния кремния или углерода;

4) взаимодействие металла (или окисла, гидрида, карбида) с карбидом бора, с присадкой или без присадки окисла бора (B2O3);

5) электролиз расплавов;

6) выделение из газовой фазы (наращивание).

В табл. 66 приведены схемы основных реакций, характерных для перечисленных способов получения боридов металлов.



Сплавление металла с бором

Этот способ имеет большую давность. Температура образования боридов из элементов, как и карбидов, сравнительно высока. Образующиеся бориды часто плавятся при температурах более высоких, чем исходные компоненты. Для плавления в данном случае пригодны лишь электрические дуговые или высокочастотные печи.

Сплавляя металлы с бором или нагревая предварительно спеченные смеси металл + бор в дуговой электрической печи, удалось получить бориды титана, циркония, ванадия, хрома, молибдена и вольфрам. Полученные продукты во всех случаях были загрязненными, и бориды приходилось выделять из них химическим путем. Неоднородность полученных материалов часто приводила исследователей к ошибочным определениям их химических формул.

Недавно Киослинг получил литые образцы борида хрома, использовав высокочастотную печь (1600°).

Спекание металла и бора

Это один из удобнейших способов получения боридов. На ранней стадии его использования возникали трудности, связанные с применением сильно загрязненного бора (20—35% примесей). Бориды циркония, хрома и вольфрама, полученные Танкером и Муди и Агте, были недостаточно чистыми. Весьма чистые препараты боридов циркония, тантала, хрома, молибдена и вольфрама получил Кисслинг. Он использовал чистые металлы и весьма чистый бор (99%), полученный восстановлением BBr3 водородом при 800° в кварцевой трубе. Смеси металла и бора очень долго прокаливали при 1200° в эвакуированной кварцевой трубе. Это позволило, наконец, получить бориды точно определенного состава.

Препараты чистого борида титана были получены спеканием смеси чистых титана и бора (получен наращиванием) в вакууме в вольфрамовых лодочках. Вакуумным же спеканием получен борид урана. Недавно сообщалось о получении чистых боридов титана, циркония, ниобия, тантала, молибдена, вольфрама и урана спеканием смеси порошков при 1300—2050° в разреженном аргоне. Экзотермическая реакция начиналась уже при 950—1250°. Наличие в боре примеси окиси магния (несколько процентов) не влияло на результат, так как окись восстанавливалась, а металлический магний улетучивался.

Плотные металлокерамические бориды металлов IV—VI групп периодической системы получены горячим прессованием. Таким же способом, пользуясь различными исходными смесями (элементарный бор с гидридами или карбидами титана, циркония, тантала и ниобия и карбидами или чистыми металлами ванадия, хрома, молибдена и вольфрама), удалось получить не только уже известные бориды, но и много новых боридных фаз (см. ниже).

Взаимодействие окислов в присутствии алюминия, магния, кремния или углерода

Алюмино- и силикотермические методы производства боридов принадлежат к числу классических. В их основе лежит восстановление окислов алюминием или кремнием и дальнейшее взаимодействие образовавшихся металла и бора. Возможен также магниетермический метод.

Алюминотермический борид хрома получен; получение алюминотермического борида вольфрама (в присутствии серы) описано в работе.

Термитные способы обеспечивают быстрое производство больших количеств боридов. Однако последующая химическая и механическая очистка продуктов реакции от примесей трудна и отнимает длительное время: полная очистка практически не удается.

При взаимодействии металлических окислов с избыточными количествами окислов бора и углерода (в графитовом тигле, при 2000°) можно получать бориды, содержащие карбиды. Таким путем получены бориды титана, циркония, ванадия, тантала и ниобия.

Взаимодействие металла (гидрида, окисла, карбида) с карбидом бора

Взаимодействие металлических порошков молибдена, вольфрама, титана, циркония и других металлов или их окислов с карбидом бора при температурах около 2000° (спекание под давлением или прокаливание в трубчатой угольной печи сопротивления) также приводит к получению боридов, загрязненных карбидами. Присадка B2O3 позволяет сильно снизить содержание карбидов.

Борид титана можно получить из смеси карбидов титана и бора.

При исследовании тройных систем переходный металл IV—VI групп периодической таблицы элементов — бор — углерод Глезер приготовлял образцы горячим прессованием смеси гидридов и карбидов металлов с карбидом бора, получая при этом различные бориды (и графит).

Электролиз расплавленных солей борида

При электролизе расплавленных боратов щелочных и щелочноземельных металлов на катоде выделяется элементарный бор. Если в ванне присутствует чистый металл, то образуется борид.

Процесс образования боридов металлов при электролизе расплавов борат-окисел металла изучался детально. При электролизе буры или других щелочных и щелочноземельных боратов в графитовом тигле (анод) при 900° на графитовом катоде выделялся продукт, содержавший до 85% элементарного бора. В процессе электролиза образующийся в ванне натрий (или соответственно другой металл) восстанавливает ангидрид бора:



Присутствующие в ванне фториды щелочных или щелочноземельных металлов существенно облегчают это выделение.

Если в ванне присутствуют окислы металлов IV—VI групп периодической системы элементов, они одновременно восстанавливаются, и в конечном счете образуются бориды этих металлов. Для приготовления боридов титана, циркония, ванадия, ниобия, тантала и хрома используют расплавы, содержащие, кроме ангидрида бора и окислов фторидов магния (кальция, лития), соответственно окислы титана, циркония, ванадия, ниобия, тантала или хрома. Температура процесса 1000°; анод — графитовый тигель, катод — графит; напряжение — 5 в, ток 20 а. Бориды осаждаются на катоде в виде хорошо сформированных тонкокристаллических агломератов.

При получении боридов молибдена (или вольфрама) ванна содержит лишь буру, фтористый натрий и трехокись молибдена (или вольфрама). Состав ванны, особенно содержание окислов металлов, оказывает существенное влияние на состав выделяющихся осадков; это позволяет получать бориды различного химического состава.

Выделение из газовой фазы (наращивание)

По аналогии с получением карбидов и нитридов можно на раскаленной вольфрамовой нити осаждать из соответствующей газовой фазы и бориды металлов. В качестве борсодержащего компонента применяют бортрибромид (BBr3) в смеси с водородом. Схематически реакция протекает к примеру следующим образом:



Отложение боридов титана, циркония, гафния и ванадия возможно при условиях, указанных в табл. 67. Отложение чистых боридов тантала и вольфрама затруднено, так как одновременно осаждаются и чистые металлы. Полученные продукты имеют тонкое кристаллическое строение; монокристаллы наращивать не удается.



При изыскании жаропрочных и жаростойких покрытий Кемпбелл с сотр. применяли бориды металлов IV и V групп периодической системы элементов, получавшиеся в аппаратуре, подобной изображенной на рис. 18. В качестве борсодержащего компонента служил хлорид BCl3; условия выделения указаны в табл. 68. Покрытия из боридов тантала, хрома, вольфрама и молибдена получали двойным процессом: сначала осаждали чистые металлы, а затем насыщали их бором из газовой фазы (хлорид бора и водород).

Следует упомянуть, что еще в 1936 г. удалось получить борид хрома, пропуская над тонкоизмельченным порошком металлического хрома газовую смесь из хлорида бора и водорода.



Рафинирование боридов и производство спеченных изделий

Для получения компактных изделий из чистых боридов применяют методы порошковой металлургии. Порошкообразный максимально чистый борид прессуют в штабики (под давлением порядка 2 т/см2), которые затем спекают при 2500° в вакуумных угольных печах сопротивления. Затем штабики измельчают и снова прессуют и спекают. После этого их нагревают при столь высоких температурах (пропуская электрический ток непосредственно через штабики), что при этом испаряются всевозможные металлические и окисные примеси.

Можно также применять и горячее прессование; при этом с успехом используют малые присадки металлов железной группы, которые в дальнейшем испаряются при высокотемпературной вакуумной обработке.

Композиционные приемы школьных зданий




Приемы объемно-пространственных композиций школьных зданий Узбекистана складывались на протяжении многих лет под влиянием экономических, педагогических, гигиенических требований и его специфических природно-климатических условий.
Влияние экономических требований. Развитие школьной реформы в Узбекистане обусловило необходимость вливания огромных денежных средств на реконструкцию старых и строительство новых школьных зданий. В этих условиях экономное расходование этих средств, каждый процент снижения стоимости их строительства означает дополнительный ввод новых ученических мест и новых школьных зданий. Снижение сметной стоимости строительства может быть достигнуто, прежде всего, за счет сокращения капитальных затрат.
Выше было сказано о том, что стоимость школьного здания тесным образом связана с его вместимостью — чем больше вместимость школы, тем меньше ее объем, приходящийся на одно ученическое место, следовательно, и ниже его общая стоимость. Также следует добавить, что согласно экономическим расчетам, экономическая эффективность школьных зданий возрастает по мере возрастания компактности их объемно-планировочных решений. Поэтому, когда речь идет об экономичных типах школьных зданий, то таковыми следует считать те из них, в которых имеется удачное сочетание двух факторов: укрупнение и компактность планировочной структуры.
Влияние педагогических требований. Главным требованием педагогов и школьной администрации является обеспечение четкой организации планировочной структуры школьного здания на основе группировки учебно-вспомогательных помещений по их функциональным признакам. В школах малой вместимости, где учащиеся разных возрастов находятся в едином здании, этот вопрос решается в основном их поэтажным размещением: на первом этаже размещаются I-IV классы, а на последующих этажах — V-IX классы. Административно-управленческая группа, столовая, гимнастический и актовый залы с мастерскими по трудовому обучению располагаются на первых-вторых этажах (хотя имеется пример размещения гимнастического зала на 4 этаже — школа № 50 в Ташкенте).
Весьма жесткие требования педагогами предъявляются также к планировочным решением крупных школ, в которых имеется большое скопление учащихся. В этих школах возрастная изоляция учащихся и группировка функционально родственных помещений обеспечивается блочной системой построения школьного комплекса. Однако по сравнению со школами с компактной планировочной структурой они оказываются менее экономичными в связи с большим периметром наружных ограждений.
Влияние гигиенических требований. Школа — это место, где дети находятся в течение длительного времени, и поэтому требования гигиенистов к условиям школьной среды весьма повышенные и многообразные. Главный упор в этих требованиях делается, в основном, на освещенность, температурно-влажностный режим учебных помещений, ориентации их окон по сторонам света. В решении вопроса объемно-пространственной композиции, важным гигиеническим требованием встает вопрос высоты школьного здания. Гигиенисты считают, что предельная высота школьного здания или учебного корпуса не должна превышать 3 этажей. При такой этажности для быстрой эвакуации детей во время перемен на школьный участок, следовательно, и для их полноценного отдыха, создаются благоприятные условия. Гигиенисты также считают, что высота учебного помещения должна быть не менее 3-3,5 м, а остекление — сплошным ленточным по всей наружной плоскости. Непременным требованием является также ориентация окон по сторонам света: юг, юго-восток, юго-запад. В этом секторе наружные стены школ и их оконные плоскости подвержены минимальной солнечной радиации, что ведет к уменьшению риска перегрева помещений, а хороший уровень естественной освещенности достигается по всей их глубине.
Влияние природно-климатических условий. Для школ Узбекистана с его значительными высокими температурами в теплые периоды года большое значение имеет смягчение вредного влияния на организм школьников этого фактора. В практике школьного строительства поиски решения этой проблемы нашли отражение в обеспечении планировочными средствами условий для независимого сквозного проветривания учебных помещений путем одностороннего размещения их относительно коридоров. Такой прием создает хорошие условия для улучшения микроклимата в учебных помещениях школ. В предгорных и горных районах, а также в районах с повышенной пылеветровой активностью требуются школьные здания с гибкими планировочными решениями, позволяющими легко адаптироваться к этим сложным для строительства условиям.
Под влиянием этих факторов в проектно-строительной практике школ Узбекистана сложились так же, как и в случае с детскими дошкольными учреждениями, три типа объемно-пространственных композиций: центрическая, блочная и павильонная.


Композиционные приемы школьных зданий

Центрическая композиция школьных зданий представляет собой планировочный прием школьного здания, решенного в едином объеме (рис. 11.7.1). Благодаря компактной планировочной структуре эти школы имеют наименьшую площадь застройки, минимальную площадь наружных ограждающих конструкций. Такие школы чаще всего применяются в районах с плотной и ограниченной площадью застройки. Считается, что они весьма экономичны благодаря снижению затрат на земляные работы, сооружение фундаментов и наружных ограждающих конструкций. Вместе с тем они не лишены и некоторых недостатков поскольку: во-первых, в них не достигается достаточно четкая изоляция возрастных групп учащихся, а во-вторых, для их строительства необходимы большие ровные площади, что ограничивает их применение в районах с пересеченным рельефом местности — предгорных и горных районах Узбекистана. Разновидностью школ центрических композиций Узбекистана является блочно-центрическая, которая представляет собой в планировочном отношение как бы единый объем, но и в то же время внутри разделенный на ряд взаимосвязанных между собой учебно-вспомогательных блоков. Ташкентским научно-исследовательским институтом — ТашЗНИИЭП (ныне АОУзЛИТТИ) в последние годы прошлого столетия для районов с повышенной пылеветровой активностью были разработаны два типа школьных здания (рис. 11.7.2). Особенностью этих типов школ является наличие в их планировочной структуре открытых дворовых пространств, образованных между учебными и общешкольными блоками. Такой планировочный прием дает возможность пользоваться дворовыми пространствами практически в любую неблагоприятную ветреную погоду.


Композиционные приемы школьных зданий

По существу оба этих варианта имеют одинаковую планировочную структуру, разница состоит лишь в том, что в первом варианте предусмотрено лишь три крупных внутренних дворовых пространств, каждое из которых рассчитано на группу классов, а во втором — несколько мелких двориков с их поклассным распределением. Для большего комфорта в первой школе помимо открытых дворовых пространств внутри учебных блоков проектом предусматриваются атриумы для проведения школьниками досуга в холодные периоды года.


Композиционные приемы школьных зданий

Школьные здания блочной и павильонной композиций представляют собой сооружения, состоящие из отдельных функциональных блоков (рис. 11.7.3). По существу у этих двух типов школ единая композиционная основа, разница заключается лишь в том, что в первом типе все блоки объединены между собой теплыми переходами, а во втором такие переходы отсутствуют. Несмотря на то, что они менее экономичны по сравнению со школами центрических композиций, все же обладают некоторыми достоинствами, обеспечивающими им строительство на обширной территории Узбекистана Они применимы как в горных, предгорных районах, так и в районах с повышенной пылеветровой активностью. Благодаря своей гибкой планировочной структуре они без больших затрат на планировочные земляные работы легко приспосабливаются к рельефу горного и предгорного ландшафтов, а в районах с экстремальным ветровым режимом путем соответствующей расстановки блоков обеспечивают активное противодействие пыльным ветрам (рис. 11.7.4). К сказанным достоинствам этих школ следует добавить и то, что в таких школах обеспечивается четкая изоляция возрастных групп учащихся и группировка учебных и вспомогательных помещений по функциональным признакам. Благодаря блочной структуре имеется возможность очередного возведения блоков и школьного комплекса в целом, что очень важно для вновь заселяемых районов.


Композиционные приемы школьных зданий

Влияние степени размола на физико-механические свойства сплавов




Между режимами размола смесей и механическими свойствами сплавов существует непосредственная связь. Известно, что, изменяя параметры режима размола, можно регулировать зернистость смеси, а следовательно, и зернистость карбидных составляющих сплава и тем самым влиять на свойства сплава.

При изготовлении сплавов WC—Co с различной величиной карбидных зерен была установлена ясно выраженная зависимость прочности сплава от величины зерна. Сплав ВК6 с величиной основной массы зерна 1—3 мкм имел предел прочности при изгибе на 20—25 кГ/мм2 выше, чем сплав того же состава с основной массой зерен 0,5—2 мкм. У мелкозернистых сплавов, приготовленных интенсивным размолом относительно крупнозернистых порошков карбидов, эта закономерность нарушается. В этом случае мелкозернистые сплавы имеют одинаковый, а иногда и более высокий предел прочности при изгибе по сравнению со среднезернистыми сплавами. Таким образом, уменьшение размера зерна в сплаве в результате повышения интенсивности и продолжительности размола не вызывает снижения предела прочности на изгиб, тогда как уменьшение размера зерен в сплавах вследствие уменьшения зерна исходного карбида, как правило, приводит к снижению прочности сплава.



В табл. 14 приведены результаты, показывающие влияние интенсивности и продолжительности размола карбида вольфрама и кобальта на предел прочности при изгибе. Аналогичные результаты наблюдались при размоле смесей с различным отношением размалывающих тел к смеси. Прочность сплавов, изготовленных из смеси более интенсивного размола, была выше, чем у сплавов менее интенсивного размола смеси.

Помимо режима размола, на механические свойства существенно влияет различное время размола отдельных составляющих сплава, особенно в многокомпонентном сплаве. Так, например, для получения крупнозернистого сплава вначале размолу подвергают кобальт, а затем в течение довольно короткого времени карбид вольфрама. В результате полученный сплав имеет высокий предел прочности при изгибе.

Для получения требуемой зернистости карбидных фаз при размоле смеси Т15К6 также необходимо различное время размола компонентов. Мелкозернистая WC-фаза в сплаве обусловливает высокую стойкость, а крупнозернистая титановая фаза — необходимую прочность сплава. Таким образом, благодаря различной зернистости компонентов сплава удается получить необходимое сочетание прочности и износостойкости.

Условия размола существенно влияют на пористость сплава. В табл. 15 приведены данные о зависимости пористости сплава от продолжительности размола, полученные В.А. Ивенсеном и О.Н. Эйдук. С увеличением времени размола пористость сплава уменьшается.



Как сделать ремонт квартиры? Наливной пол своими руками




На первый взгляд, процесс устройства наливного пола кажется сложным, но в реальности сделать это покрытие не сложнее, чем выполнить укладку ламината.

Для монтажа этого покрытия нужно ознакомиться с технологией устройства, купить определенные материалы и инструменты. Только соблюдая технологические требования, можно сделать пол качественным, но если вы сомневаетесь в своих силах, то эту работу будет лучше доверить профессионалам из компании СК Real http://sk-real.com

Наливные полы укладывают на бетонные, керамические, цементные покрытия. Составляющие для наливных полов приобрести можно в профильных магазинах (которые есть почти в каждом городе).

Главное условие для наливного пола – это наличие прочного, ровного и сухого основания!

Подготовка основания

Для проверки основания на ровность многие применяют правило, в который встроен водяной уровень около 1,5 метра. Допускаются неровности до 1 мм на 1 метр, если они больше, то нужно сделать следующее:

1) проверить влажность (допускается не более 4%), можно положить стекло на поверхность в течение суток, если на внутренней стороне нет конденсата, значит, уровень влажности нормальный;

2) удаляем слабые элементы основания;

3) удаляем загрязнения (краску, масляные пятна, мастику);

4) убираем пыль, заделываем все крупные выбоины цементными смесями заводского изготовления или изготавливаем самостоятельно (1 порцию цемента на 3 порции песка);

5) грунтуем основание составами заводского изготовления (есть в свободном доступе).

Распределяем на основу самонивелирующую стяжку из сухих смесей, есть в любых строительных магазинах. Полученную основу контролировать уровнем нет необходимости, потому что раствор распространяется сам по всей площади.

Выждав около недели основа сможет набрать необходимую прочность (если использовать растворы из сухих смесей). Далее, контролируем снова влажность основы. Очищаем и убираем пыль с поверхности основы и распределяем грунтовку, лучше применять глубокого проникновения специально для наливных покрытий и дождаться полного высыхания. Теперь можно приступать к устройству наливных покрытий.

Технология монтажа

1 этап

Предварительные работы и заливку требуется выполнять при температуре воздуха от +15 до +25 градусов. Для удачного монтажа наливного пола нужно грамотно приготовить смесь. У каждой смеси свои технологии, поэтому нужно ознакомиться с ней заранее. Расход воды должен соответствовать нормам по инструкции. Излишняя вода может вызвать деформации. Наполняем большую емкость водой, ранее отмеренной (можно применить ведро) и добавляем в воду смесь из мешка, постоянно помешивая воду.

Получившуюся смесь перемешиваем до однородной массы миксером на малых оборотах. Оставляем раствор на 5 минут и еще раз перемешиваем. Смесь необходимо нанести на основание на протяжении получаса, иначе раствор будет непригодным.

2 этап

Выполняем заливку смеси на основание, для этого раствор из емкости выливаем на поверхность, распределяя его гладилкой. В одном помещении необходимо заливать полы за 1 раз (на протяжении 30 минут, без перерыва).

Устройство пола начинают с отдаленной от входа стены, смесь выливается на основание полосами, параллельно стене. В самом узком месте, толщина полов должна быть не более 5 мм. Толщину покрытия можно контролировать с помощью специального инструмента. Вылитый раствор нужно прокатить игольчатым валиком. Для избавления от пузырьков, которые ослабляют прочность покрытия.

3 этап

По завершении всего объема заливки помещения и прохождения игольчатым валиком, нужно дождаться затвердения. Должно пройти не менее суток, чтобы можно было ходить по полам, полное твердение составляет около 7 дней.

Последующие виды работ можно выполнять спустя 5 дней. Срок эксплуатации наливных полов при условии соблюдения технологии составляет 50 лет. Помимо этого, разнообразие цветов и структур подчеркнут уникальность дизайна помещения.

Титановольфрамокобальтовые твердые сплавы (сплавы TK)




Легирование BK твердых сплавов карбидом титана или, еще лучше, TiC-WC твердым раствором значительно улучшает их стойкость против окисления, твердость и жаропрочность, так что такими твердыми сплавами можно обрабатывать материалы, образующие непрерывную (сливную) стружку, в частности стали. Благоприятно влияет также пониженная теплопроводность и более низкая склонность к привариванию стружки при обработке резанием стали и других материалов, образующих непрерывную стружку.

Физические и механические свойства твердых сплавов с различным содержанием карбида титана приведены в табл. 110 и характеризуются пространственными диаграммами Бальхаузена, изображенными на рис. 169 и 170. Все, что было сказано выше по поводу сплавов BK о влиянии на их свойства физико-химических и технологических факторов, в равной мере относится и к твердым сплавам TK.







Удельный вес. Вследствие значительно меньшей по сравнению с карбидом вольфрама плотности карбида титана (15,7 и 4,9 г/см3 соответственно) удельный вес TK твердых сплавов ниже, чем BK твердых сплавов. С увеличением содержания карбида титана удельный вес все время снижается (рис. 171). Так как карбид титана (в меньшей степени твердый раствор TiC-WC) содержит примесь окиси или нитрида титана, которые в зависимости от их количества создают типичную макро- или микропористость, относительная плотность твердого сплава этого рода является критерием не только полноты спекания, но также и чистоты сплава.







TK твердые сплавы не столь чувствительны к пережогу, уменьшающему плотность, как это наблюдалось у BK твердых сплавов, о чем можно судить по усадке.

Сравнительно низкий удельный вес сплавов с высоким содержанием карбида титана имеет значение при применении подобных материалов для конструкций, подверженных центробежным усилиям.

Твердость. С увеличением присадки карбида титана твердость вольфрамокобальтовых твердых сплавов повышается. Увеличение содержания кобальта вновь снижает твердость. Соответствующие данные показаны на рис. 170 и 172. При построении пространственной диаграммы (рис. 170), конечно, не учитывались различные факторы, которые могут играть роль при изготовлении (исходные материалы, их чистота, высокая дисперсность, образование твердых растворов, условия спекания, размеры зерен и др.).

Макротвердость TK твердых сплавов находится в зависимости от микротвердости WC-TiC твердого раствора. Амманн и Хиннюбер определили зависимость микротвердости от содержания карбида титана при наличии 6% Co.

Сплавы на основе WC-TiC-Co характеризуются значительным повышением горячей твердости по мере уменьшения содержания карбида вольфрама. Превосходство этих сплавов по сравнению с быстрорежущей сталью еще более резко выражено, чем у BK твердых сплавов (см. рис. 173).

Прочность при изгибе. Прочность при изгибе WC-TiC-Co твердых сплавов непрерывно снижается с увеличением содержания карбида титана (рис. 172). Такое увеличение хрупкости до некоторой степени может быть устранено повышением содержания кобальта. При чрезмерном спекании наблюдается, правда не так сильно, как у BK твердых сплавов, но все же явно выраженное падение прочности при изгибе. Выпадение графита, остаточные поры, примеси окислов и нитридов вызывают уменьшение прочности.

Прочность при сжатии. Прочность при сжатии WC-TiC-Co-твердых сплавов снижается с увеличением содержания карбида титана (рис. 172). Аналогично BK твердым сплавам также и TK твердые сплавы характеризуются исключительно высоким сопротивлением сжатию при повышенных температурах (см. табл. 103).

Ударная вязкость. Были установлены следующие значения работы удара на образцах квадратного сечения (около 16 мм) без надреза из твердого сплава WC-TiC-Co:

Сплав 79% WC, 15% TiC и 6% Co……. 0,056 кем

Сплав 77% WC1 15% TiC и 8% Co……. 0,074 кем.

Жаропрочность и длительная прочность. Жаропрочность твердых сплавов, содержащих карбид титана, имеет большое значение не только при использовании этих материалов для резания или иной механической обработки (для токарных резцов при горячем точении, матрицы для горячего прессования, мундштуки для прессования и др.), но и особенно при изготовлении жаропрочных деталей.

Длительная прочность при 900° была определена равной 10 кг/мм2 У твердого сплава 88% WC, 5% TiC, 7% Co и 15 кг/мм2 у сплава 78% WC, 16% TiC, 6% Co.

Коэффициент термического расширения. С повышением содержания карбида титана несколько увеличивается коэффициент термического расширения. Однако он всегда значительно ниже коэффициента расширения быстрорежущей стали. Величина коэффициента термического расширения имеет большое значение при напаивании твердосплавных пластинок.

Удельная теплоемкость. Удельная теплоемкость твердых сплавов WC-TiC-Co несколько повышается с увеличением содержания карбида титана (табл. 111).



Электрическая проводимость. Электрическая проводимость WC-Co твердых сплавов ухудшается при увеличении содержания карбида титана (см. табл. 112).

Прочность при переменном изгибе. Прочность при переменном изгибе твердого сплава 78% WC, 16% TiC и 6% Co составляет + 38 кг/мм2 при цикле 2*10в6 по сравнению с +40 кг/мм2 у стали (ob = 70 кг/мм2).

Модуль упругости. Модуль упругости твердых сплавов WC-TiC-Co несколько ниже, чем вольфрамокобальтовых твердых сплавов. Модуль упругости уменьшается с повышением содержания карбида титана (см. рис. 172).

Теплопроводность. Теплопроводность твердых сплавов WC-TiC-Co значительно ниже теплопроводности BK сплавов, так как карбид титана хуже проводит тепло, чем карбид вольфрама. С повышением содержания карбида титана теплопроводность непрерывно ухудшается. При применении TK твердых сплавов с содержанием 25—45% карбида титана (обычно применяемых для чистовых работ) необходимо избегать перегрева при заточке и обеспечить хороший отвод тепла, так как иначе могут возникнуть трещины.

По сравнению с быстрорежущей сталью с теплопроводностью около 0,06 кал/см*град*сек различные твердые сплавы на основе WC-TiC-Co характеризуются значениями теплопроводности, приведенным в табл. 112.



Магнитные свойства. В табл. 113 приведены значения магнитного насыщения и коэрцитивной силы для TK твердых сплавов. Карбид титана неферромагнитен и, следовательно, снижает магнитное насыщение. Это может быть использовано для качественного контроля и сортировки.



Структура. Ранее подробно рассмотрены составляющие структуры твердых сплавов WC-TiC-Co. Это в основном более или менее сильно рекристаллизованный карбид вольфрама, содержащий в данном случае некоторое количество растворенного карбида титана (фаза а1 и а2), твердый раствор карбидов титана и вольфрама (в-фаза), включения карбида титана в твердом растворе (в’-фаза) и связующий металл (у-фаза). Чем больше доля твердого раствора в структуре данного состава, тем выше стойкость при резании твердого сплава.

Следует отметить многочисленные работы по изучению структуры TK твердых сплавов.

Стойкость против коррозии и образования окалины. В работах приведены данные о стойкости сплавов WC-TiC-Co против воздействия морской воды, кислот и щелочей. Как можно видеть по данным табл. 105 и 106, сплав 79% WC, 15% TiC и 6% Co характеризуется по сравнению со сплавом ВК6 лучшей антикоррозионной стойкостью как при комнатной температуре, так и при температуре кипения. По сравнению с BK твердыми сплавами сплавы WC-TiC-Co значительно более стойки против окалины. Окисная пленка, затрудняя приваривание твердого сплава к сбегающей стружке, является причиной удовлетворительного поведения подобных сплавов при обработке материалов, образующих непрерывную стружку.

Стойкость при резании. Далее подробно сообщается о стойкости при резании твердых сплавов WC-TiC-Co, в особенности об их более удовлетворительных свойствах при обработке материалов, образующих непрерывную стружку, по сравнению с чисто вольфрамокобальтовыми сплавами. Само собой понятно, что на стойкость при резании благоприятно влияет высокая твердость, оптимальная плотность, хорошая прочность при изгибе, высокая доля твердого раствора в общей массе и все другие факторы, улучшающие эти свойства твердых сплавов.

Износоустойчивость. Характеристика износа сплавов WC-TiC-Co, в частности при резании материалов, образующих непрерывную стружку, и возникающих при этом явлений выкрошивания вследствие приваривания к сбегающей стружке.

При известных обстоятельствах TK твердые сплавы применяют вместо вязких BK твердых сплавов, если кроме сильного износа наблюдается еще дополнительно явление коррозии.

Области применения. В табл. 114 представлены области применения WC-TiC-Co твердых сплавов по литературным данным.



Блоки стен подвалов




Московская промышленность сборного железобетона выпускает около 0,5 млн. м3 блоков стен подвалов из тяжелого бетона M100. Формуются блоки, главным образом, на полигонах, технологический уровень их производства низок — используются подвижные смеси, металлоемкие формы, химдобавки, как правило, не применяются, велики трудозатраты. Отсюда — высокая себестоимость блоков.
В 1979 г. вступил в действие новый стандарт на блоки стен подвалов, где морозостойкость изделий была установлена Мрз 75 вместо Мрз 25, нормируемой ранее. Без изменения существующих технологических схем большинство заводов не могли получить Мрз 75, в первую очередь, из-за низкой морозостойкости известнякового крупного заполнителя.
Это привело к тому, что, по рекомендации КТБ «Мосоргстройматериалы», была увеличена норма расхода цемента до 295 кг/м3. Указанное количество цемента, явно завышенное для тяжелого бетона, позволяет изготавливать блоки стен подвалов с использованием песка в качестве единственного заполнителя.
Исследовательские работы, предусматривающие перевод производства блоков на песчаный бетон, проводились в двух направлениях:
— в рамках существующего технологического процесса с заменой крупного заполнителя на песок;
— с разработкой оборудования и технологии вибропрессования.
Одновременно выполнялись работы по совершенствованию конструкции блоков.

Отработка технологии производства блоков на виброплощадке

Базовым предприятием для отработки технологии производства блоков из песчаного бетона был выбран Лианозовский завод стеновых конструкций из следующих соображений:
— блоки стен подвалов изготавливаются в специализированном цехе, единственном на заводе, где используется тяжелый крупный заполнитель. Кроме блоков там изготавливается небольшое количество деталей оград, для производства которых также может быть использован песчаный бетон;
— бетоносмесительный узел имеет две бетономешалки, что позволяет организовать экспериментальные работы без ущерба для серийного производства;
— блоки проходят термообработку по режиму, продолжительность которого составляет 16 ч.
Следует отметить, что переход на изготовление блоков из песчаного бетона без существенной перестройки технологического процесса и практически с тем же расходом цемента ужесточает требования как к технологическим пределам, так и к исходным материалам для приготовления цементно-песчаной смеси.
Материалы. Применение при производстве блоков стен подвалов песка Тучковского карьера с Mк = 1,9, традиционно используемого заводом, обеспечивает требуемую стандартом прочность и морозостойкость. При использовании более мелких, иногда применяемых заводом песков, а также загрязненных с увеличенной удельной поверхностью объем пор, незаполненных цементным тестом, увеличивается, что приводит к снижению прочности и, соответственно, необходимости увеличить расход цемента.
Используемый заводом Михайловский цемент нестабилен по характеристикам минералогического состава. Кроме того, имели место случаи несоответствия паспортной марки цемента его активности после термообработки.
Отпуск изделий с недостаточной отпускной прочностью вообще является недопустимым, а для блоков стен подвалов, изготавливаемых из бетона M100 без арматуры, может вообще привести к их разрушению в процессе распалубки, транспортировки, монтажа. Это означает необходимость организовать контроль активности поступающего цемента либо (что предпочтительнее, и что было реализовано заводской лабораторией) проводить контроль активности цемента непосредственно в бетоне.
В процессе отработки технологии опытно-промышленного выпуска определению подлежали следующие параметры технологии:
Время перемешивания смеси. Наилучшие результаты дало двухстадийное перемешивание: сначала цемент с песком насухо, затем добавляется вода, и продолжается перемешивание.
При отработке технологии производства блоков оптимальными были найдены следующие параметры: перемешивание насухо — 1,5 мин, перемешивание с водой — 1,5 мин. Итого цикл перемешивания — 3 мин.
Дозировка воды. Применение песка в качестве единственного заполнителя увеличивает его расход более чем втрое по сравнению с тем количеством, которое использовалось для тяжелого бетона. Влажность песка (при отсутствии на заводе крытого склада) может меняться значительно. Изменение влажности песка на 1 % приводит к необходимости изменять расход воды на 16-17 л/м3 смеси, что исключает возможность использования стандартных влагомеров. Расход воды поэтому рекомендовано устанавливать пробными замесами. Количество воды в цементно-песчаной смеси, в значительной мере определяющее ее подвижность, должно быть оптимизировано в зависимости от вида смесительного, формующего и другого оборудования.
Установлено, что оптимальный расход воды для производства блоков из песчаного бетона для стен подвалов на Лианозовском заводе, оборудованном виброплощадками ВРА, соответствует осадке конуса СтройЦНИИЛ 2-2,5 см.
Время уплотнения. Практика изготовления блоков из песчаного бетона для стен подвалов показывает, что широко распространенный критерий, принятый для оценки времени окончания формования — появление цементного молока на поверхности изделия, здесь недостаточен. Наблюдались случаи низких величин Ку, несмотря на активное выделение цементного молока. Необходимо поэтому визуальный контроль сопровождать контролем времени вибрации. Для Лианозовского завода время непосредственной вибрации цементнопесчаной смеси, гарантирующее необходимое уплотнение, составило 40 сек.
Режим тепловлажностной обработки. Стремление использовать существующие на заводах посты формования приводит, как правило, к использованию подвижных смесей. Увеличение расхода воды — это, в том числе, и удлинение цикла термообработки. Назначение оптимального режима термообработки осложняется нестабильностью характеристик, поступающих на завод цементов.
На рис. 6.17 приведены четыре характерные кривые роста прочности цементно-песчаной смеси, изготовленной с применением четырех партий Михайловского цемента М400, на котором работает Лианозовский завод. Время предварительной выдержки бетонной смеси, принятое равным периоду структурообразования смеси в худшем варианте, составляло 3 часа.
Предварительно были проведены исследования, ставящие целью получение оптимального режима термообработки изделий.
Изготовление образцов нормального хранения из песчаных бетонов составов, приведенных в табл. 6.15, подтвердило возможность получения требуемой отпускной и проектной прочности.
При назначении режима тепловлажностной обработки были приняты во внимание рекомендации «Руководства». Длительность цикла термообработки, составляющей на заводе в настоящее время для блоков из тяжелого бетона 16 ч, оставлена прежней. Эксперимент включал проверку девяти составов песчаного бетона и четырех режимов термообработки (табл. 6.15).
Режимы термовлажностной обработки:
I. (2) + 3 + 10 + 1 = 16.
II. (3) + 3 + 9 + 1 = 16.
III. (4) + 3 + 8+ 1 = 16.
IV. (3) + 0 + 12 + 1 = 16.


Блоки стен подвалов

Температура изотермического прогрева t = 80 С, подъем температуры по 20 °C в час.
IV режим термообработки моделировал возможность пуска «острого» пара (очень быстрого подъема температуры в камере) и, как выяснилось, оказался совершенно неприемлемым. Образцы вспучивались, прочность резко падала. Поэтому в последней, третьей серии этот режим заменен режимом (3) + 2 + 10 + 1 = 16, моделирующим быстрый подъем температуры: в течение 2 часов температура повышалась с 20 до 80 °С.
Анализ материалов экспериментальных работ, результаты которых приведены в табл. 6.15, позволяют рекомендовать для производства блоков состав 6 и III режим тепловлажностной обработки.
Последовательная отработка технологических режимов и организация контроля качества исходных материалов позволили в рамках существующего технологического процесса и без снижения производительности линии организовать производство блоков из песчаного бетона для стен подвалов вместо аналогичных блоков из тяжелого бетона.
Экономический эффект внедрения на Лианозовском заводе (в ценах 1984 г.) — 4 руб. 95 коп. на кубометр заменяемого бетона (табл. 6.16, состав 1).
Аналогичная работа была проведена на Бескудниковском комбинате строительных материалов и конструкций № 1, где блоки стен подвалов выпускаются в количестве 32 тыс, м3 в год. Производство это организовано в 3 смены по поточно-агрегатной технологии, уплотнение бетонных смесей — на виброплощадке, термообработка — в ямных камерах с очень коротким циклом, не превышающим 8 ч.
Бетонная смесь доставляется в цех самосвалами, приготовление смеси производится в бетономешалках принудительного действия.
Было установлено, что минимально допустимая подвижность цементно-песчаной смеси, исходя из условий ее качественного уплотнения на существующей виброплощадке, составляет I -1,5 см ОК.
Исходя из этих условий были предложены и экспериментально проверены составы бетонной смеси на мелком и крупном песках, приведенные в табл. 6.16, включающие добавки СДО и CaCl2, которые используются комбинатом при изготовлении ограждающих конструкций.
Указанные составы бетона обеспечивают марку M100, отпускную прочность Rопт = 70 кг/см2 и требуемую морозостойкость.
Был также подобран и опробован состав 3 из золопесчаного бетона на мелком песке.
Было также установлено наблюдение за транспортировкой, монтажом и эксплуатацией блоков из песчаного бетона, отформованных на виброплощадке и использованных при строительстве школы и двух детских садов. В течение 3 лет не обнаружено каких-либо отличий от стандартных равнопрочных блоков, изготовленных из тяжелого бетона.


Блоки стен подвалов

Разработана и согласована техническая документация на изделия и технологический регламент, на изготовление блоков из песчаного бетона для стен подвалов. Решением Госстроя бывш. СССР использование песчаного бетона в блоках стен подвалов было допущено без ограничений.

Производство блоков стен подвалов вибропрессованием

Выше уже отмечались недостатки технологии, используемой в настоящее время для производства блоков. Их изготовление происходит, в основном, на полигонах с транспортировкой бетонной смеси автомашинами и подачей козловыми кранами. Уплотнение — на виброплощадках с низкими энергетическими характеристиками или глубинными вибраторами, что приводит к необходимости использовать бетонные смеси с OK 5-10 см. Доля ручного труда составляет 80 %, велики расходы металла на формы, низка производительность. По ППО «Моспромстройматериалы» количество формовщиков — рабочих низкой квалификации с тяжелыми условиями труда составляет около 150 человек.
В течение ряда лет проводились работы по созданию технологии и оборудования для производства блоков вибропрессованием на конвейерной линии.
Ее разработке предшествовали исследования по отработке технологии вибропрессования изделий высотой до 600 мм.
Формование изделий высотой 600 мм (накрывной камень) из особо жестких цементно-песчаных смесей позволило определить основные параметры вибропрессования блоков и приступить к созданию автоматической линии производительностью 40 тыс. M3 в год, что обеспечивало качественно новый принцип производства блоков: отказ от применения форм, значительное сокращение энерготрудозатрат (табл. 6.17, рис. 6.18), использование особо жестких цементно-песчаных смесей с низкими расходами цемента.


Блоки стен подвалов

При изготовлении блоков предусматривалась беспетлевая строповка, что позволило полностью отказаться от использования арматурной стали и значительно упростить технологический процесс.
Основное формующее оборудование — универсальный вибропресс, позволяющий за счет смены формообразующей оснастки изготавливать 3 типа блоков ФБС 24.3.6; 24.4.6; 24.5.6 по два изделия за формовку.
Для обеспечения стабильности засыпки и сокращения времени формования предусмотрена вибродозировка двумя механизмами.
Формование производится на унифицированном поддоне, вибростол включает 3 раздельные виброплощадки. Цементно-песчаная смесь уплотняется воздействием веса пуансона, пневмопригруза и вибрации. Основные показатели производства приведены в табл. 6.18.
В процессе формования предусматривается контроль качества уплотнения бетонной смеси — процесс уплотнения регулируется автоматически изменением продолжительности вибрации и порядком включения вибраторов.
На манипуляторе-перекладчике, устанавливающем готовые изделия в накопитель перед отправкой на склад, закреплены ультразвуковые контроллеры для определения прочности бетона изделий.
Линию обслуживают 2 оператора. Технология предусматривает также возможность формования изделий с использованием зол ТЭЦ вместо песка.
Освоение Московской промышленностью вибропрессования как основного метода производства блоков стен подвалов позволяет экономить ежегодно 20 тыс. т цемента, 450 тыс. м3 щебня. Масса форм, находящихся в обороте, может быть уменьшена с 2300 до 750 т, что, в свою очередь, снижает расходы электроэнергии на транспортные операции и теплопотери на разогрев форм при термообработке. Известно, что в России ежегодно изготавливается около 5 млн. м3 блоков стен подвалов, поэтому освоение технологии вибропрессования при их производстве может сэкономить 0,5 млн. т цемента, 4,5 млн. м3 щебня, высвободить около 2,5 тыс. человек.

Совершенствование конструкции блоков

Особенностью блоков стен подвалов как строительной конструкции является их работа как элементов кладки, несущая способность которой, в первую очередь, определяется прочностью горизонтального шва.
Максимальная величина нормируемых напряжений для шва σ = 28 кг/см2, что более чем вдвое ниже величины Rnp для песчаного бетона M100. Это означает «недоиспользование» несущих свойств самого блока и делает целесообразным либо снижение марки бетона изделия, либо разработку иной конструктивной формы.
Принимая во внимание большую массу изделия, работу его на изгиб в стадии монтажа и отсутствие арматуры, правильным решением следует признать изменение конструктивной формы, чтобы снижение материалоемкости не уменьшило бы площади опирания. Блоки стен подвалов двутаврового сечения отвечают указанным требованиям.


Блоки стен подвалов

В соответствии с результатами экспериментальных работ и испытаниями, выполненными в НИИМосстрой, Управлением «Моспроект-1» запроектированы блоки из песчаного бетона двутаврового сечения. Блоки эти заменяют аналогичные блоки ФБС (по ГОСТ 13579) из тяжелого бетона за исключением тех редких случаев, когда нагрузка от опирающихся на блок элементов (вылежащие блоки, стены, балки, плиты) передается на неармированную консоль блока. Снижение материалоемкости блоков составляет в зависимости от типа изделий от 22 до 26 %.
«Моспроект-1» «привязал» двутавровые блоки к фундаментам школ серии V-76 и детских садов серий VI-48. издав специальные «Указания». Опытное производство блоков было организовано на заводе ЖБИ №16 НПО MIICM и заводе ЖБИ и KCMO «Вологдатяжстрой» в формах, переделанных из существующих. Переделка форм включала, в основном, приварку вкладышей на продольный борт. Некоторые затруднения вызвала распалубка из парных форм. На рис. 6.19 приведена схема распалубки блока ФСП-4Д. Впоследствии была несколько изменена конфигурация консоли блока, что исключило всякие затруднения с распалубкой.


Блоки стен подвалов

При изготовлении двутавровых блоков вибропрессованием значительные сложности представило бы формование торцевой части блока, при строительстве используемой для шпоночного соединения соседних блоков.
Разработано предложение «односторонней» шпонки, не препятствующей формованию.
Снижение материалоемкости в среднем на 24% создает дополнительный экономический эффект и при изготовлении блоков в формах и практически при любых песках снимает вопрос об увеличении расхода цемента на изделие при переходе с тяжелого на песчаный бетон.
Наиболее целесообразной для блоков степ подвалов является схема беспетлевой строповки. Ec предпочтительность объясняется не только экономией металла, но и значительным упрощением технологии формования вибропрсссованием. Вариант беспетлевой строповки, включенный «Mocпpoектом-1» в альбом рабочих чертежей блоков, не полностью удовлетворял строителей, т.к. требовал специальной траверсы для монтажа блоков в условиях стройплощадки.
Необходимо отметить особенности указанной конструкции. Блоки стен подвалов — изделие, имеющее в строительстве самое широкое распространение.
Это означает возможность применения блоков на объектах, единственным механизмом которых является подъемный кран. Поэтому, несмотря на большое количество вариантов беспетлевой строповки, описанных в различных источниках, наиболее приемлемым способом является строповка с помощью троса.


Блоки стен подвалов

Предложенный вариант предусматривает строповку блока за выступ, расположенный на его торцевой грани. Выступ имеет подрезку в нижней части изделия, позволяющую строповку блоков без подклинивания и съем троса через щель, образуемую выступами на торцевых гранях (рис. 6.20). Были изготовлены опытные образцы блоков ФБС 24.3.6 из песчаного бетона в количестве 12 штук. Блоки эти были испытаны нагрузкой, втрое превышающей их собственный вес, и показали абсолютную надежность предлагаемых строповочных устройств.
Аналогичная проверка была проведена Кунцевским комбинатом ЖБИ № 9, изготовившим опытную партию изделий. Блоки указанной партии использованы при строительстве двух детских садов в Тушино и Орехово-Борисово.
Испытания, проведенные совместно с ККЖБИ №9 и трестом «Мосоргстрой», подтвердили, что применение строп с фиксаторами обеспечивает надежную строповку и подъем блоков при их монтаже и выполнении погрузочно-разгрузочных работ. Межведомственные испытания, проведенные в условиях Стройплощадки, позволили включить предлагаемый способ строповки в нормативную документацию.

Исследования по повышению несущей способности кладки из блоков

Блоки стен подвалов — конструкция, работающая в стадии эксплуатации как элемент кладки, несущая способность которой определяется не столько прочностью бетона блока на сжатие, сколько прочностью кладочного раствора.
Как указано выше, сближение несущей способности блоков и кладки может быть достигнуто путем разработки новой конструктивной формы блока, например, двутаврового, имеющего развитую площадь основания.
Другой путь повышения несущей способности кладки — увеличение прочности горизонтального шва между блоками, что может быть достигнуто, например, использованием блоков с рифленой поверхностью. Изготовление «рифленых» блоков в разрабатываемой технологической линии не представляет особой сложности. Рифление опорных поверхностей блоков изменяет работу растворного шва — раствор работает как бы в «обойме»: риф, препятствующий деформации раствора, повышает усилие разрушения кладки.
Для проверки гипотезы о повышении несущей способности кладки из рифленых блоков были изготовлены кубы с ребром 10 см из песчаного бетона M100 с рифленой и гладкой поверхностью.
Были изготовлены две серии образцов по 20 (10+10) кубов в каждой и помещены в камеру нормального хранения. Через 3 дня образцы распалубливались и попарно объединялись раствором Ц:П = 1:3. Толщина растворного шва — 10 мм.
На 7-е сутки нормального хранения проводились прочностные испытания парных образцов, результаты которых приведены в табл. 6.19. Нагрузка, воспринимаемая парой образцов с рифленой поверхностью, оказалась выше в среднем на 30 %.


Блоки стен подвалов

Общие сведения о станциях метрополитенов




Станции метрополитенов предназначены для посадки, высадки и пересадки пассажиров, а также для производства необходимых операций по обслуживанию пассажиров и организации движения поездов.
Вся работа, выполняемая на станциях, может быть подразделена на следующие операции: прием, стоянка, отправление и пропуск поездов в соответствии с графиком движения; удобная и безопасная высадка пассажиров из вагонов прибывшего на станцию поезда и посадка пассажиров в эти вагоны; удобная пересадка пассажиров на пересадочных станциях и узлах с четкой организацией их перемещений по переходным коридорам и мостикам; бесперебойная организация удобного подъема и спуска пассажиров по эскалаторам, лифтам и лестницам; продажа пассажирам билетов или получение разменных монет и последующий пропуск их через контрольный пункт при входе на станцию; культурное обслуживание пассажиров во время их пребывания на станции; обеспечение должного санитарно-технического состояния станции; строгое соблюдение правил безопасности движения поездов в пределах станции, особенно при большом скоплении пассажиров на посадочных платформах; организация четкого оборота подвижного состава на конечных или зонных станциях; производство периодического осмотра подвижного состава и устранение обнаруженных мелких неисправностей на конечных станциях; организация ночного отстоя подвижного состава на конечных и зонных станциях.
Станции следует располагать на генеральной схеме линий метрополитена в соответствии с существующей и перспективной планировкой города, увязкой их с остановочными пунктами других видов пассажирского транспорта и обеспечением высоких скоростей подвижного состава.
Станции на плане города необходимо располагать в пассажирообразующих местах: на площадях, пересечениях уличных магистралей, у торговых и культурно-массовых центров, у железнодорожных, морских, речных авто- и авиавокзалов, стадионов, парков, крупных промышленных предприятий, на пересечениях линий метрополитена, а также у пересечений линий метрополитена с линиями пригородных железных дорог. При установлении местоположения станций необходимо исходить из комплексного решения транспортной сети. Каждое пересечение или касание линий метрополитена с пригородной железной дорогой должно решаться как комплексный пересадочный узел, без лишних переходов, лестниц и потерянных подъемов с устройством удобной пересадки в пределах одной платформы.
Столь же важно совмещение подземных пешеходных переходов под улицами или площадями с входами на станции метрополитена. В отдельных крупных транспортных узлах возможно строить не переходы-коридоры к станциям метрополитена, а просторные подземные залы-площади с входами и выходами ко всем посадочным платформам городского транспорта, важнейшим зданиям и уличным перекресткам. Такие подземные залы должны соединяться эскалаторами с платформами станций метрополитена. Расстояние между станциями, как уже было отмечено выше, устанавливают в зависимости от особенностей пересекаемых линией метрополитена районов города, характера принятого движения поездов и скорости сообщения на этой линии.
В соответствии со СНиП 11-Д.3-68 расстояние между станциями, как правило, должно быть от 1000 до 2000 м; уменьшение или увеличение расстояния между станциями может быть допущено при соответствующем технико-экономическом обосновании.

Способы прессования порошков




Операция прессования предусматривает получение изделий определенной формы. Порошкообразные смеси карбидов с цементирующей связкой (кобальтом) формуют в брикеты различной формы, которые затем спекают. Процесс прессования связан с изменением структуры и свойств порошков.

При прессовании значительно увеличивается площадь контакта между частицами, создается необходимая прочность брикета, разрушаются конгломераты частиц, а иногда и сами частицы. При прессовании могут происходить одновременно упругая, хрупкая и пластическая деформация частиц. Известны следующие способы прессования: гидростатическое, мундштучное, шликерное литье (отливка суспензий во вспомогательные формы), горячее, взрывное и прессование в прессформах.



Гидростатическое прессование заключается в том, что порошок помещают в эластичную оболочку (чаще всего в резиновую толщиной 0,1—0,15 мм); которую подвергают равномерному всестороннему сжатию под воздействием жидкости (веды, масла, глицерина)

Оболочку вводят в перфорированную стальную или пластмассовую гильзу, имеющую сечение формы изделия, которая с обеих сторон закрывается специальными резиновыми пробками.

После снятия давления оболочка принимает свои прежние размеры, а прессованное изделие легко освобождается.

Схема установки для гидростатического прессования показана на рис. 25.

При гидростатическом прессовании частицы порошка под действием гидростатического давления перемещаются к центру заготовки. Влияние внешнего трения в данном случае не проявляется, вследствие чего достигается равномерное распределение плотности по всему объему изделия независимо от его габаритов, что исключает искажение формы и образование трещин при спекании в результате равномерной усадки.



Отсутствие внешнего трения позволяет применять значительно меньшее удельное давление, чем при обычном прессовании, дает возможность изготавливать круп негабаритные изделия сложного профиля.

Мундштучное прессование заключается в том, что замешанная на пластической связке смесь продавливается через фильеры различного профиля (рис. 26)

В качестве пластификатора при мундштучном прессовании смесей можно использовать парафин или воск, содержание которых в смеси составляет от 5 до 11% (по массе), что соответствует 35—65% (объемн.)

Содержание пластификатора в шихте в основном зависит от зернистости прессуемого порошка, сечения прессуемого изделия и скорости прессования.

При замешивании необходимо очень тщательно распределить пластификатор среди частиц порошка, чтобы облегчить истечение массы через мундштук. Гомогенизация смесей, т. е. состояние, при котором все частицы порошка равномерно перемешаны с пластификатором, проводится при подогреве. Продолжительность этого процесса зависит от количества введенного пластификатора, от зернистости и состава смеси. Более дисперсные смеси, а также смеси с большим содержанием кобальта гомогенизируются быстрее. Увеличение содержания парафина вызывает резкое уменьшение давления истечения.

При мундштучном прессовании особое внимание должно быть уделено подготовке смеси, чтобы не только обеспечить равномерное распределение пластификатора в смеси, но и уплотнить смесь, удалив из нее остатки воздуха, который способствует появлению вздутий на поверхности и раковин внутри спрессованного изделия.

С этой целью смесь прессуют в брикеты при удельном давлении порядка 2000 кГ/мм2. Выдавливают изделия на гидравлических прессах. Схема мундштучного прессования показана на рис. 27.



Пластифицированную массу продавливают при подогреве ее до температуры 35—45° С.

Для получения качественных изделий необходимо удалить пластификатор, находящийся в большом количестве в спрессованных заготовках, до проведения окончательного спекания. Для этого проводят предварительное низкотемпературное спекание при относительно медленной скорости нагрева изделий.

Мундштучное прессование позволяет получить относительно длинные изделия при малом сечении (трубки, прутки, сверла и т. д.).

В настоящее время мундштучное прессование находит все более широкое применение

Шликерное литье. Сущность шликерного литья состоит в том, что порошкообразную смесь, смешанную с пластификатором (парафином или водой) под давлением, отливают в разборную форму, которая может быть гипсовой, керамической или металлической Если смесь замешана с водой, то шликер отливают в гипсовую форму, которая поглощает влагу. Высохшую заготовку извлекают из формы и подвергают окончательной сушке. Для приготовления шликера используют мелкозернистые порошки, так как крупнозернистые не дают хорошей суспензии.

Начальная пористость изделий, полученных этим методом, сравнительно велика Однако плотность изделий после спекания достаточна и однородна

Этим способом можно получать изделия особо сложной формы, которые очень трудно или невозможно получить другими способами.

Горячее прессование При горячем прессовании совмещаются процессы прессования и спекания, поэтому в результате горячего прессования получаются окончательно спеченные изделия. Обычно температура горячего прессования составляет (0,5—0,8) Тпл основного компонента Благодаря нагреву процесс уплотнения при горячем прессовании протекает более интенсивно, чем при разобщенных процессах прессования и спекания. Методом горячего прессования удается получить почти беспористые изделия.

Поведение порошков при горячем прессовании так же, как при обычном прессовании, зависит от свойств порошка смеси, но при горячем прессовании характеристики порошка меньше влияют на прессуемость.

Плотность изделия, изготовленного методом горячего прессования, зависит от температуры, величины давления и продолжительности выдержки.

Структура изделий, полученных горячим прессованием, в большинстве случаев отличается мелким зерном. Это связано с относительно невысокой температурой и кратковременной выдержкой процесса. Размер зерна при горячем прессовании зависит от размера зерна исходного порошка и от давления прессования, которое создает благоприятные условия для рекристаллизации.

Получение высокой плотности изделия во многом зависит от метода приложения и снятия нагрузки. Давление к образцу лучше всего прикладывать после нагрева до требуемой температуры, чтобы дать возможность выйти газам и тем самым избежать противодавления газов в закрытых порах. Снимать нагрузку желательно после охлаждения. Удельное давление при горячем прессовании обычно не превышает 200—300 кГ/см2.

Метод горячего прессования не нашел широкого применения в твердосплавной промышленности из-за низкой производительности процесса, ограниченности форм и размеров изделий, непостоянства состава сплава по содержанию кобальта и углерода, так как кобальт частично выдавливается из изделия, а углерод диффундирует в изделие из графитовой прессформы, в которой происходит прессование.

Взрывное прессование. Одним из вариантов формования порошков является метод взрывного прессования в жидкостях и пистонах. Этим методом удается получать компактные изделия из труднопрессуемых композиций. Закономерности метода взрывного прессования пока недостаточно изучены. В области производства твердых сплавов он не нашел промышленного применения.

Прессование в прессформах. Основным способом формования порошкообразных смесей карбидов с цементирующей связкой (кобальтом) при производстве металлокерамических твердых сплавов является прессование в прессформах.

Сущность этого способа состоит в том, что порошкообразную смесь засыпают в форму и под воздействием внешней нагрузки уплотняют, после чего спрессованное изделие извлекают из формы.

Получение спрессованных брикетов состоит из следующих операций:

1. Весовое или объемное дозирование предварительно приготовленной шихты.

2. Засыпка навески в прессформу.

3. Прессование.

4. Удаление брикета из прессформы.

Спрессованное изделие будет сохранять соответствующую форму только тогда, когда порошок в прессформе сильно сжат и отдельные зерна порошка сцеплены между собой.

На рис. 28 показана схема сжатия порошка в процессе прессования.

Из этой схемы можно сделать следующие выводы:

1. Объем порошка до сжатия (V1) больше его объема после сжатия (V2).

2. При уменьшении первоначального объема зерна порошка могут деформироваться, т. е. изменять свою формуй разрушаться.

3. Зерна порошков после прессования имеют между собой больше участков соприкосновения, чем до прессования. Площадь контакта между зернами увеличивается.

Процесс прессования осуществляется в три стадии. На первой стадии при увеличении нагрузки происходит более плотная укладка зерен, но зерна не деформируются. На второй стадии при возрастании нагрузки плотно упакованные зерна оказывают сопротивление сжатию. На третьей стадии нагрузка превышает сопротивление зерен сжатию, и они деформируются. В результате этого зерна перераспределяются и порошок еще сжимается.

Если давление при прессовании увеличивать до больших величин, то можно получить очень компактное тело вследствие увеличения площади контактов зерен и их деформации. Зерна порошков, применяемых при производстве металлокерамических твердых сплавов, обладают весьма высокой твердостью и прочностью, поэтому деформация их незначительна.

Прессование порошков твердосплавных смесей можно рассматривать как процесс, состоящий из двух стадий: уплотнения и оказания сопротивления сжатию.

В данном случае зерна карбидов не разрушаются, а уплотнение достигается вследствие распределения более мелких зерен между крупными. Прессование вызывает уменьшение пористости. В первую очередь при прессовании заполняются наиболее крупные поры, превышающие размеры частиц, уменьшается поверхностная шероховатость частиц.


Способы прессования порошков

Внутри брикета возникают внутренние упругие силы, направленные в сторону, противоположную действию внешних сил. В брикете накапливаются значительные напряжения, В результате этого после снятия давления брикет стремится расшириться. В направлении прессования может иметься небольшое расширение, но силы трения между внешней поверхностью спрессованного брикета и стенкой прессформы препятствуют расширению и снятию упругих напряжений.

В результате этого спрессованный брикет прочно удерживается в гнезде прессформы. Для извлечения брикета требуется приложение определенного давления.

Математическая связь между давлением прессования и усилием выталкивания выражается следующей формулой:



где u — коэффициент трения брикета о стенки прессформы;

E — коэффициент бокового давления;

P — давление прессования, кГ/см2;

Fбок — боковая поверхность брикета, см2.

После снятия внешней нагрузки и удаления брикета из прессформы упругие силы начинают действовать на брикет и несколько расширяют его. Это явление называется упругим последействием. Одним из основных факторов, влияющих на упругое последействие, является степень дисперсности (измельченности) порошков и давление прессования. Чем меньше степень дисперсности, тем больше упругое последействие, так как увеличение степени дисперсности приводит к увеличению прочности спрессованного брикета, что в свою очередь ослабляет силы упругого последействия. Ta же самая зависимость наблюдается при увеличении давления прессования. Чем больше давление прессования, тем больше упругое последействие.

Расширение спрессованного брикета в результате упругого последействия обычно незначительно и выражается в долях процента от его первоначальных размеров.

Несмотря на действие сил упругого последействия, спрессованный брикет не рассыпается, так как между частицами порошка действуют механические силы сцепления и электростатические силы притяжения, которые превышают силы упругого последействия.

Однако упругое последействие может приводить к разрушению брикета или появлению в нем так называемых расслойных трещин. Особенно большое влияние на эти явления оказывает чрезмерное давление прессования, так как упругое последействие растет пропорционально удельному давлению, а прочность брикета с увеличением давления повышается незначительно.

При конструировании прессформ необходимо учитывать упругое последействие.

Величину сил упругого последействия, действующих в поперечном сечении брикета, можно определить по формуле



где bd — упругое последействие по диаметру, %;

d1 — диаметр брикета после извлечения его из прессформы, мм;

d0 — первоначальный диаметр брикета (или прессформы), мм.

Силы упругого последействия, действующие по высоте брикета, равны



где bh — упругое последействие по высоте, %;

h1 — высота брикета после извлечения из прессформы, мм;

h0 — высота брикета в прессформе, мм.