ПРИМЕНЕНИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ углеродная ткань

ПРИМЕНЕНИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

углеродная ткань + эпоксидное связующее Углеродные ткани: Ø Толщина ткани (0, 1 -0, 4 мм) зависит от количества волокон в жгутах, диаметра волокон и расположения жгутов. Ø Масса -0, 15 -0, 5 кг/м 2 Ø Ткани выпускают разной ширины, как правило от 100 мм до 500 мм. Ø Углеродные ткани применяют для создания композитных материалов путем проклейки ткани полимерной смолой Ø Прочность ткани при растяжении- 2500 -4500 МПа Ø Модуль упругости- 250 ГПа Ø Относится к группе трудносгораемых строительных материалов. Клеящий состав: Ø Прочность сцепления – 1. 5… 3 МПа Ø Предел прочности при сдвиге – 20… 30 МПа Ø Предел прочности при изгибе – 30… 40 МПа Ø Предел прочности при растяжении – 40… 60 МПа Ø Модуль упругости – 3000… 3500 МПа Ø Предельная относительная деформация при растяжении – 1… 3% ØТемпература эксплуатации - (-40…+60)ºС Ø Срок годности – 1 год

Примеры внешнего армирования традиционные и с применением углепластика ПРИМЕР 1: УСИЛЕНИЕ БАЛОК Ж/б обойма Металлическая обойма Усиление углепластиком ПРИМЕР 2: УСИЛЕНИЕ КОЛОНН Ж/б обойма Металлическая обойма Усиление углепластиком

Сравнение сроков выполнения работ по усилению малых мостов Ж/б обойма Металлическая обойма проектирование выполнение основных работ выдержка (набор прочности) срок выполнения проекта (недели) армирование углеродными лентами 1 1 1 3 Шпренгельная система усиления Ж/Б обойма 1 >10 3 14 металлическая обойма 1 >10 0 11

Примеры внешнего армирования традиционные и с применением углепластика ПРИМЕР 3: ВНЕШНЕЕ АРМИРОВАНИЕ ФЕРМ Металлическими элементами Замена арматуры Усиление углепластиком ПРИМЕР 4: ВНЕШНЕЕ АРМИРОВАНИЕ ПЕРЕКРЫТИЙ Ж/б рубашка Металлические элементы Усиление углепластиком

Технология применения системы внешнего армирования (1) СИСТЕМА ХОЛСТОВ СИСТЕМА СТЕРЖНЕЙ

Технология применения системы внешнего армирования (2)

Технология применения системы внешнего армирования (3)

3. Мосты из композитного материала, с применение углеродного волокна Применение композиционных материалов: • значительно увеличивает срок эксплуатации и, как следствие, снижает эксплуатационные издержки; • существенно повышает коррозионную стойкость конструкции; • сокращает сроки и стоимость монтажных работ; • требует менее объемных опор и фундамента (экономия бетона и арматуры). Парк 50 -летия октября

Пример усиления конструкции автомобильных мостов Мост в поселке Татищево Саратовской области

Общие сведения о состоянии моста по результатам обследования от июня 2007 года ØГабариты моста: длина – 15, 65 м; ширина – 8, 29 м ØГод постройки – 1950; ØПроектные нагрузки: H-13; НГ-60(Д) ØЧисло полос на дороге : 2 ØКатегория дороги: IV ØСведения о ремонтах: переустройство мостового полотна. Замена ограждений в 2003 г. ØСтатическая система: балочная, разрезная ØТип несущей конструкции: ребристые балки с диафрагмами ØОграничение временной нагрузки до 20 т из-за повреждения конструкций моста

Дефекты, выявленные в результате обследования Øарматура подвержена поверхностной коррозии Ø дополнительный слой дорожной одежды создает непроектную нагрузку Ø имеются участки разрушения бетона, с обнажением рабочей арматуры Ø продольные трещины (глубина трещин не выявлялась) Ø Недостаточная несущая способность из-за повреждений конструкций и несоответствие новым нормативным нагрузкам

Ремонт моста через ручей п. Татищево, Саратовская область 10. 2010 г.

Технико-экономическое обоснование эффективности усиления системой внешнего армирования Калькуляция себестоимости ремонта моста (п. Татищево, Саратовская обл. ) системой внешнего армирования углеродными лентами Статьи затрат Калькуляция себестоимости ремонта моста (п. Татищево, Саратовская обл. ) традиционным методом усиления металлическими шпренгелями Сумма, руб. Статьи затрат Сумма, руб. Проектирование 100 000, 00 Материалы 417 756, 00 Материалы 649 823, 00 Проведение работ 238 455, 00 Проведение работ 649231, 00 Итого: Сметная стоимость с НДС Итого: 756 211, 00 Экономический эффект Сметная стоимость с НДС 642 843, 00 рублей - 45. 9% Несущая способность моста (п. Татищево, Саратовская обл. ) Проектная нагрузка до усиления Фактическая нагрузка после усиления Увеличение несущей способности 1399054, 00 обозначение нормативной нагрузки значение единичной нагрузки, тонн Н-13; НГ-60(Д) 48, 00 20, 00 АК-14 82, 23 62, 23

Другие примеры усиления конструкции автомобильных мостов

Другие примеры усиления конструкции автомобильных мостов

Неметаллическая - композитная арматура. На сегодняшний день она начинает занимать все более прочные позиции в современном строительстве. Это обусловлено, с одной стороны, ее высокой удельной прочностью (отношением прочности к удельному весу), с другой стороны, высокой коррозийной стойкостью, морозостойкостью, низкой теплопроводностью. Конструкции со стеклопластиковой арматурой неэлектропроводные, что очень важно при возникновении блуждающих токов и электроосмоса. Основные принципы проектирования железобетонных конструкций применимы и к бетонным элементам со стеклопластиковой арматурой. Композитная арматура прошла коррозийные и физико-механические испытания в НИИЖБ (г. Москва). По результатам длительных исследований долговечность строительных конструкций с использованием арматуры составляет не менее 100 шт. Такая долговечность обусловлена высокой химической стойкостью ко всем известным агрессивным средам – газовая среда повышенных концентраций, хлористые соли, противогололедные реагенты, морская вода и т. д.

Основа стелы создана из сверхпрочной углепластиковой арматуры В Мадриде появился самый длинный мост, изготовленный из полимерного композиционного материала. Длина сооружения из углепластика составляет 44 м. Мост представляет собой легкую бесшовную конструкцию без опор.

Губка из углепластика была создана студентами из Южной Калифорнии

Пример усиления конструкции общественных зданий

Пример усиления конструкции промышленных зданий

Пример усиления конструкции промышленных зданий До ремонта После ремонта

Пример усиления конструкции причальных сооружений

Пример усиления бассейнов

2. Системы внутреннего армирования Перспективная продукция ЗАО «ХК Композит» – фибра (армирующая добавка) Фибра – мелкодисперсное волокно, выпускается из волокон 3 -х типов: на основе специального ПАНволокна, ПАН-окисленного волокна и углеродного волокна. Используется в качестве армирующей добавки в цементные, бетонные, пенобетонные и асфальтобетонные смеси. Применение фибры позволяет: Øуменьшить образование трещин и повышает качество поверхности бетона; Øповысить устойчивость асфальтобетона к воздействию антиобледеняющих солей, к проникновению воды и химических веществ; Øповысить прочностные свойства асфальтобетона; Øповысить ударную вязкость асфальтобетона.

ТР 103 -07 Москва-2007 “ 6. 12 Асфальтобетонные смеси с армирующими волокнистыми наполнителями Асфальтобетонные смеси с волокнистыми наполнителями позволяют получить армированные асфальтобетоны, обладающие повышенной трещиностойкостью при пониженных температурах и устойчивостью в отношении образования пластических деформаций при высоких температурах. В качестве армирующих волокон могут быть использованы природные или синтетические минеральные волокна (в т. ч. асбестовое волокно, стекловолокно, базальтовые волокна и др. ), полимерные, целлюлозные и другие виды волокон…”