Что такое фиброармированный пластик

Применение заполненных бетоном трубчатых конструкций из фиброармированных пластиков в транспортном строительстве: Часть 1. Исследование применимости фибропластиков для создания арочной мостовой конструкции

И. Г. Овчинников, И. И. Овчинников, Г. В. Чесноков, О. В. Шадрина

Аннотация

В статье исследуется возможность применения заполненных бетоном фибропластиковых трубчатых конструкций для создания несущих элементов арочных мостов. Приведен краткий обзор основных направлений применения фибропластиков в транспортном строительстве и возникающие при этом проблемы. Одно из направлений – усиление железобетонных конструкций. Другое направление – применение фиброармированных пластиков в качестве внешней опалубки и арматуры при изготовлении прямолинейных и криволинейных трубчатых конструкций.

Отмечается, что прочность бетонного ядра, стесненного фибропластиковой оболочкой, вдоль оси трубобетонного стержня повышается в 3 – 3,5 раза.

Изоляция бетона от окружающей среды фибропластиковым кожухом создает лучшие условия для работы бетона под нагрузкой. И если в неизолированном бетоне происходит постоянно прогрессирующее развитие микротрещин, то у изолированного бетона при тех же уровнях напряжений оно быстро прекращается.

На цилиндрических поверхностях фибропластиковых трубобетонных конструкций задерживается меньше пыли и грязи, которые активизируют процессы атмосферной коррозии. Использование трубобетонных конструкций в сооружениях, подверженных ветровым нагрузкам, позволяет снизить эти нагрузки за счет улучшения аэродинамических качеств. Меньшая масса фибропластиковых трубобетонных элементов в сравнении с железобетонными облегчит их транспортировку и монтаж. Трубобетон экономичнее железобетона из-за отсутствия опалубки, хомутов, отгибов, петель, закладных деталей; он более вынослив, менее подвержен механическим повреждениям.

Далее рассматривается конструкция арочного моста из надувных композитных арок, заполняемых бетоном, надарочная часть которого представляет собой грунтовую засыпку по гофрированным листам, уложенным по своду из арочных элементов. За рубежом эта конструкция известна как «мост в рюкзаке».

Далее в статье приводятся и анализируются результаты экспериментальных и теоретических (с использованием метода конечных элементов) исследований отдельной заполненной бетоном фибропластиковой арки.

Показано, что бетон, заключенный в фибропластиковую трубу работает более эффективно, а изогнутые фибропластиковые трубчатые элементы могут использоваться в качестве несущих конструкций арочных мостов. Сравнение результатов расчета по использованной модели с данными эксперимента показывает очень хорошее совпадение, однако при постановке эксперимента и расчетном анализе не учтена возможность несимметричного деформирования арочной конструкции из-за несимметрии либо формы, либо материала, либо нагрузки, которые практически всегда имеют место в реальных конструкциях

Введение

Армированные волокнами полимерные материалы (Фиброармированные пластики – ФАП) имеют более высокую, чем сталь прочность, малый вес (то есть большую удельную прочность), хорошо сопротивляются воздействию коррозионных эксплуатационных сред, удобны в применении и не требуют тяжелого оборудования. Поэтому в последнее время они активно начали использоваться для усиления строительных конструкций.

В работе [1] проанализированы известные нормативные документы и руководства по усилению строительных конструкций фиброармированными пластиками и оказано, что в основном они используются для усиления конструкций из бетона и железобетона. В статьях [2,3,4] рассмотрены экспериментальные данные и теоретические разработки по проблеме усиления железобетонных конструкций композитами. В [5] проанализирована возможность применения композитных материалов при изготовлении и монтаже пешеходных мостов. Наконец, в статье [6] рассмотрена проблема усиления металлических конструкций фиброармированными пластиками и отмечено, что исследований, относящихся к усилению металлических и деревянных конструкций фиброармированными пластиками (ФАП) весьма мало.

Отметим некоторые отечественные работы по применению фиброармированных пластиков для усиления строительных конструкций 12.

Фибропластиковые трубобетонные конструкции

Другое направление применение фиброармированных пластиков состоит в использовании их в качестве внешней опалубки и арматуры при изготовлении прямолинейных и криволинейных трубчатых конструкций, то есть при изготовлении фибропластиковых трубобетонных конструкций.

В случае изготовления стержневых трубобетонных конструкций с применением фиброармированных пластиков по технологии [23,24,25] в этих конструкциях в отличие от простейшего напряженного состояния – одноосного сжатия (растяжения) возникает трехосное напряженное состояние и при объемном действии сжимающих напряжений резко возрастают не только предельные нагрузки, но и деформации, и по-иному происходит разрушение конструкций.

Применение фибропластикового трубобетона эффективно в конструкциях, работающих на осевое и внецентренное сжатие и изгиб, то есть в качестве стоек, колонн, а также арочных элементов. При этом, по сравнению с железобетонными конструкциями, фибропластиковые трубобетонные конструкции имеют повышенную несущую способность, жесткость, трещиностойкость, а по сравнению с сталебетонными и тем более металлическими – меньшую металлоемкость.

Экономичность конструкций с внешним армированием из фибропластиков, по сравнению с традиционными железобетонными конструкциями обеспечивается за счет более рационального использования свойств материалов. Бетон, находящийся в условиях объемного напряженного состояния, воспринимает напряжения, значительно превышающие прочность неизолированного бетона, а фибропластиковая оболочка, заполненная бетоном, в значительной степени защищена от потери местной и общей устойчивости. Кроме того фибропластиковая оболочка дополнительно защищает бетонное или железобетонное ядро от коррозии.

Создание специальных конструктивных схем с применением фибропластикового трубобетона, освоение новых технологических процессов изготовления труб и разработка узлов конструктивных элементов, использование на заводах железобетонных конструкций вибрационных процессов для скоростного заполнения труб бетоном, а также центрифугирования для распределения и уплотнения, будет способствовать развитию фибропластиковых трубобетонных конструкций.

Фибропластиковый трубобетонный прямолинейный или криволинейный стержень является комплексной конструкцией, состоящей из фибропластиковой трубы и бетонного или железобетонного ядра, совместная работа которых повышает их эффективность. Например, прочность бетонного ядра, стесненного фибропластиковой оболочкой, вдоль оси трубобетонного стержня повышается в 3 – 3,5 раза [10].

Изоляция бетона от окружающей среды фибропластиковым кожухом создает лучшие условия для работы бетона под нагрузкой. И если в неизолированном бетоне происходит постоянно прогрессирующее развитие микротрещин, то у изолированного бетона при тех же уровнях напряжений оно быстро прекращается.

На цилиндрических поверхностях фибропластиковых трубобетонных конструкций задерживается меньше пыли и грязи, которые активизируют процессы атмосферной коррозии. Использование трубобетонных конструкций в сооружениях, подверженных ветровым нагрузкам, позволяет снизить эти нагрузки за счет улучшения аэродинамических качеств. Трубобетонные элементы круглого сечения является равноустойчивыми при одинаковых расчетных длинах. Меньшая масса фибропластиковых трубобетонных элементов в сравнении с железобетонными облегчит их транспортировку и монтаж. Трубобетон экономичнее железобетона из-за отсутствия опалубки, хомутов, отгибов, петель, закладных деталей; он более вынослив, менее подвержен механическим повреждениям. Отсутствие распределительной и рабочей арматуры позволит получить более высококачественную укладку жестких бетонных смесей при центрифугировании.

Однако следует иметь в виду, что в отличие от металлических конструкций, фибропластиковый трубобетонный стержень эффективно работает только на сжатие, имея значительно меньшую несущую способность при растяжении, как и не армированный пластиком железобетонный элемент. Все это и определяет область эффективного применения фибропластиковых трубобетонных элементов.

Немного о фиброармированных пластиках

Композитные материалы в виде фиброармированных пластиков впервые были использованы в авиационной промышленности из-за из малого веса и высокой удельной прочности (оцениваемой как отношение прочности к объемному весу). Из-за ряда полезных характеристик фиброармированные пластики также начали достаточно широко использоваться в судостроении, при производстве трубопроводов, подземных резервуаров, а также коррозионно-стойкого оборудования. В связи с достаточно широким распространением композитов в указанных отраслях возникла идея применения этих материалов и сфере строительства и в особенности в отрасли транспортного строительства.

При изготовлении фибропластиков, используемых в строительстве, наиболее применяемыми волокнами являются углепластики, стеклопластики и ароматические полиамиды (типа кевлара). Но наиболее надежными из них считаются углепластики, которые имеют наивысший модуль упругости и значительную прочность. Весьма малая величина коэффициента температурного расширения углепластика, позволяет использовать его в условиях с большим количеством циклов замораживания и оттаивания.

Армирующие волокна в структуре фиброармированного пластика отвечают за прочность и жесткость, а матрица обеспечивает прочность на сдвиг, позиционирование волокон и обеспечение некоторой устойчивости материала при сжатии. Хорошая сопротивляемость фиброармированных пластиков воздействию внешней эксплуатационной среды открывает широкие возможности для их использования при разработке новых конструктивных решений мостовых сооружений, особенно в сочетании с бетоном и железобетоном.

Фибропластиковые материалы способны выдерживать более высокие уровни напряжений, чем сталь, хотя присутствие термореактивных смол в них приводит к их большей жесткости и хрупкости, то есть меньшей пластичности. На рис. 1 для сравнения приведены диаграммы деформирования фибропластиковых материалов и сталей.

Что такое фиброармированный пластик. Image 002. Что такое фиброармированный пластик фото. Что такое фиброармированный пластик-Image 002. картинка Что такое фиброармированный пластик. картинка Image 002. В статье исследуется возможность применения заполненных бетоном фибропластиковых трубчатых конструкций для создания несущих элементов арочных мостов. Приведен краткий обзор основных направлений применения фибропластиков в транспортном строительстве и возникающие при этом проблемы. Одно из направлений – усиление железобетонных конструкций. Другое направление – применение фиброармированных пластиков в качестве внешней опалубки и арматуры при изготовлении прямолинейных и криволинейных трубчатых конструкций.

Рис. 1. Диаграммы деформирования композитных материалов (CERP –углепластиков, AFRP – арамидных пластиков, GERP – стеклопластиков) в сравнении с обычной (красным) и высокопрочной (синим) сталью

Применение фибропластикового трубобетонного элемента для создания арочной мостовой конструкции

Высокая прочность и химическая инертность фибропластикового трубобетонного элемента позволяет использовать его для создания арочных мостовых конструкций без применения стальной арматуры и тяжелой строительной техники. Как известно, бетон и железобетон являются относительно недорогими и достаточно прочными и жесткими строительными материалами. Однако железобетон в транспортных сооружениях подвержен деструкции при действии антигололедных материалов, в результате чего в нем возникают трещины, и происходит коррозия арматуры, что, в конечном счете, вызывает накопление повреждений, приводящее к снижению грузоподъемности и сокращению долговечности транспортных сооружений [26, 27, 28]. Кроме того, при возведении монолитных конструкций транспортных сооружений требуется создание весьма сложной опалубки, и бетонирование нельзя производить в холодную или сырую погоду. Использование сборного железобетона позволяет отказаться от опалубки и увеличить продолжительность строительного периода, но сборные элементы транспортных сооружений довольно тяжелы, и потому их транспортировка и установка также являются дорогостоящими операциями, требующими специальной техники.

В университете сложных систем и композитов в штате Мэн была предложена конструкция арочного моста из надувных композитных арок, заполняемых бетоном [29, 30]. Надарочная часть представляет собой грунтовую засыпку по гофрированным листам, уложенным по своду из арочных элементов (Рис. 2).

Что такое фиброармированный пластик. Image 003. Что такое фиброармированный пластик фото. Что такое фиброармированный пластик-Image 003. картинка Что такое фиброармированный пластик. картинка Image 003. В статье исследуется возможность применения заполненных бетоном фибропластиковых трубчатых конструкций для создания несущих элементов арочных мостов. Приведен краткий обзор основных направлений применения фибропластиков в транспортном строительстве и возникающие при этом проблемы. Одно из направлений – усиление железобетонных конструкций. Другое направление – применение фиброармированных пластиков в качестве внешней опалубки и арматуры при изготовлении прямолинейных и криволинейных трубчатых конструкций.

Рис. 2. Арочный мост с несущими элементами из заполненных бетоном арок из композитного материала: 1 – гофрированные листы из композитного материала; 2 – грунтовая засыпка; 3 – концы труб, заделанные в бетонный фундамент; 4 – композитная оболочка трубчатой арки; 5 – бетонное ядро; 6 – арки; 7 – бетонный фундамент; 8 – оголовок

При использовании арочных элементов из фибропластика они выполняют три функции: являются опалубкой для бетона на строительной площадке; служат внешней арматурой для арочного бетонного элемента; обеспечивают антикоррозионную защиту трубчатой конструкции, тем самым увеличивая ее долговечность и снижая расходы на эксплуатацию.

Зарубежные исследования поведения заполненных бетоном фибропластиковых арок под нагрузкой

Процесс изготовления трубчатых фибропластиковых арок, заполняемых бетоном, включает две стадии. На первой стадии осуществляется сборка трубчатой конструкции, пропитка ее термореактивными смолами и отверждение. Готовые трубчатые арки из фибропластика доставляются на строительную площадку, где после их установки в проектное положение происходит их наполнение бетонной смесью, то есть как бы вторичное отверждение. Рис. 3 иллюстрирует процесс установки арок в проектное положение всего тремя рабочими без использования тяжелого грузоподъемного оборудования.

Что такое фиброармированный пластик. Image 004. Что такое фиброармированный пластик фото. Что такое фиброармированный пластик-Image 004. картинка Что такое фиброармированный пластик. картинка Image 004. В статье исследуется возможность применения заполненных бетоном фибропластиковых трубчатых конструкций для создания несущих элементов арочных мостов. Приведен краткий обзор основных направлений применения фибропластиков в транспортном строительстве и возникающие при этом проблемы. Одно из направлений – усиление железобетонных конструкций. Другое направление – применение фиброармированных пластиков в качестве внешней опалубки и арматуры при изготовлении прямолинейных и криволинейных трубчатых конструкций.

Рис. 3. Установка трубчатых арок пролетом 22 фута (6,71 м) тремя рабочими

Для того, чтобы проектировать эффективные инженерные системы с использованием заполненных бетоном фибропластиковых арочных конструкций, нужно иметь достаточно хорошее представление об особенностях их поведения. В этом случае можно будет правильно оценивать деформации системы, ее несущую способность и грузоподъемность, а также возможные формы отказов (выхода системы из строя). При этом следует иметь в виду, что рассматриваемая конструкция будет обнаруживать нелинейное поведение из-за нелинейности диаграммы деформирования (кривой напряжение – деформация) бетона при сжатии, и прогрессирующего растрескивания бетона при растяжении.

С целью изучения поведения заполненных бетоном фибропластиковых арочных конструкций было проведено специальное исследование, включающее три этапа [31].

На первом этапе была разработана нелинейная конечно-элементная модель материала для описания поведения арочных элементов.

На втором этапе проводились исследования с целью определения материальных констант, входящих в построенную модель материала, то есть для ее идентификации.

На третьем этапе проводилось полномасштабное исследование с целью оценки применимости модели, то есть ее валидация. Причем третий этап включал два уровня. На первом уровне проверка модели проводилась с использованием прямых заполненных бетоном фибропластиковых балочных образцов, а на втором уровне путем испытания заполненных бетоном фибропластиковых арочных конструкций.

Этап 1. Построение конечно-элементной модели

Анализ рассматриваемых конструкций представляет собой весьма сложную задачу из– за наличия нелинейностей в поведении материала, прогрессирующего растрескивания бетона, действия осевой и изгибающей нагрузки, а также из-за зависимости свойств от истории нагружения.

Для анализа использовалась нелинейная модель, разработанная с использованием метода конечных элементов. Метод конечных элементов применен для анализа таких сложных конструкций, как заполненные бетоном фибропластиковых арочные конструкции потому, что эти конструкции могут быть разбиты на малые элементы, поведение которых может быть описано достаточно просто, и которые могут быть объединены в целую конструкцию при соблюдении соответствующих условий согласования. Модель учитывает свойства материала и геометрическую нелинейность, зависимость свойств материала от истории нагружения, а также взаимодействие осевых и изгибных усилий.

Разработка конечно-элементной модели, описывающей деформацию при изгибе

Нелинейное поведение железобетонных конструкций достаточно хорошо описано в литературе. В общем случае предполагается, что бетон деформируется линейно – упруго, вплоть до появления трещин. Считается, что трещины появляются, когда напряжения в наиболее напряженном волокне достигают предела прочности при растяжении. Начало растрескивания, при котором сечение проявляет нелинейные свойства, определяется как точка, в которой деформации бетона достигают предельной величины 0,003. Поведение бетона, армированного фибропластиком, отличается от поведения железобетона из-за более низкого модуля упругости фиброармированного пластика и отсутствия у него предела текучести. Кроме того фибропластиковая труба создает стеснение в бетоне, величина которого зависит от свойств фибропластика и величины осевого усилия в элементе. В ряде работ приводятся зависимости между изгибающим моментом и кривизной для заполненных бетоном фибропластиковых труб, которые учитывают стеснение бетона при сжатии и его растрескивание при растяжении [32, 33]. При этом все эти зависимости носят итерационный характер.

Разработка конечно-элементной модели, учитывающей взаимодействие осевого нагружения и изгиба

В общем случае при действии произвольной нагрузки каждое сечение арки должно воспринимать и осевые и изгибные усилия. В случае заполненной бетоном арочной конструкции из фибропластика поведение ее при изгибе зависит от величины продольного усилия в элементе. В общем случае увеличение осевого усилия приводит к увеличению изгибной жесткости. Таким образом, в каждом сечении арки при действии внешней нагрузки возникает та или иная комбинация продольных и изгибных усилий. Поэтому на каждом шаге расчета кривизны, осевые и изгибные усилия должны удовлетворять уравнениям равновесия.

Разработка конечно-элементной модели: дискретизация арочной конструкции.

Для дискретизации задачи расчета арки использовались двухмерные плоские элементы одинаковой длины, располагаемые вдоль осевой линии арки. Плоский элемент выбран потому, что при его достаточной простоте он хорошо описывает и осевые и изгибные деформации. Для повышения эффективности численного моделирования используется допущение о симметрии относительно центральной оси арки. Количество элементов, на которые разбивается арка, определяется последовательным анализом. Сначала используется грубая сетка элементов, потом она измельчается и проводится сравнение результатов расчета на двух последовательных сетках дискретизации до получения удовлетворительной сходимости. Для исследования этого вопроса арка аппроксимировалась числом элементов от 6 до 800. В результате было установлено, что достаточно надежные результаты с погрешностью менее 1% при нахождении перемещений и изгибающих моментов получаются при использовании 25 элементов. Для дальнейшего анализа использовалась разбивка на 35 элементов равной длины.

Этап 2. Определение параметров модели. Испытание фибропластиковой трубы-оболочки

Поведение заполненной бетоном арочной конструкции из фибропластика в значительной степени зависит от механических свойств материала трубы – оболочки. Для того чтобы определить механические свойства материала трубы – ламината, были изготовлены образцы с использованием той же технологии, что и при изготовлении трубы. Изготовленные образцы испытывались с использованием двух методик. С использованием одной из методик определялись модули упругости вдоль волокон E1 и поперек волокон, а также коэффициент поперечной деформации ν12. Фибропластик ведет себя упруго практически до разрушения и потому в дальнейших исследованиях фиброармированный пластик считался линейно-упругим материалом. Предел прочности ламината определялся с помощью методики, разработанной в Университете штата Мэн специально для ламинатов, с симметричным углом отклонения плетеных тканей. Механические характеристики определялись в соответствии с нормами ASTM D-3039 [34], результаты испытаний фибропластика, используемого при изготовлении труб приведены в таблице 1.

Источник

Армированные пластики

От латинского armo – укрепляю, композиционные материалы на основе полимерного связующего (матрицы) и упрочняющего (армирующего) наполнителя волокнистой структуры.

В качестве связующего в армированных пластиках применяют синтетические смолы (эпоксидные, феноло-формальдные, полиэфирные), кремнийорганические полимеры, полиамиды, полиимиды, полисульфоны, фторопласты и других. Наполнителями служат неорганические и органические волокнистые материалы, используемые в виде мононитей, комплексных нитей, коротких (дискретных) волокон, жгутов, тканей, войлоков, нитевидных монокристаллов.

В зависимости от природы наполнителя различают следующие виды армированные пластики: стеклопластики (наполнитель-стеклянное волокно), боропластики (борное волокно), асбопластики (асбестовое волокно), углепластики (углеродное волокно), древесные слоистые пластики (древесный шпон) и другие. Армированные пластики с наполнителями в виде коротких волокон называются волокнитами, в виде тканей –текстолитами, в виде бумаги – гетинаксами. По характеру ориентации волокон различают однонаправленно, перекрестно и пространственно армированные пластики.

Волокнистый наполнитель, воспринимая напряжения, которые возникают при деформации материала, определяет его прочность, жесткость и деформируемость. Связующее, заполняющее межволоконное пространство, придает армированным пластикам монолитность, передает напряжения отдельным волокнам и воспринимает напряжения, действующие в направлениях, отличающихся от направления ориентации волокон. Монолитность армированных пластиков повышается при использовании наполнителя, подвергнутого предварительной обработке, например аппретированию, травлению.

Анизотропию свойств армированных пластиков, обусловленную существенными различиями в прочностных и деформационных характеристиках наполнителя и связующего, регулируют, изменяя содержание волокон и их взаимное расположение в материале. Расширение диапазона регулирования достигается созданием «гибридных» армированных пластиков (содержащих волокна различной природы, например борные и стеклянные), а также введением нитевидных монокристаллов в межволоконное пространство. Наиболее высокими прочностью, жесткостью, анизотропией свойств характеризуются однонаправленно ориентированные армированные пластики на основе стеклянных, углеродных, борных и арамидных волокон.

Технология производства изделий из армированных пластиков включает следующие основные операции:

1) совмещение наполнителя со связующим, например смачивание и (или) пропитку волокон раствором или расплавом полимера;

2) сборку и формование заготовки послойной выкладкой на поверхность формы, намоткой на оправку или протяжкой через формующую фильеру;

3) фиксацию формы изделия (с одновременным отверждением связующего) на литьевых машинах или гидравлических прессах, а также методами автоклавного или вакуумного формования;

4) механическую обработку изделия, например обрезку по контуру, сверление отверстий, шлифование;

5) сборку конструкции и контроль ее качества рентгеновскими, акустическими или механическими методами.

Армированные пластики – конструкционные, электроизоляционные, теплозащитные, коррозионностойкие материалы, широко используемые в химическом машиностроении, автомобиле-, авиа- и станкостроении, в космической технике, строительстве, в производстве изделий медицинского назначения и массового потребления.

Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на

Обсудить достоинства марок полимеров и их свойства можно на

Зарегистрировать свою компанию в Каталоге предприятий

Источник

Применение фиброармированных полимерных материалов для усиления строительных конструкций

В настоящее время наряду с традиционными методами усиления строительных конструкций все более широкое применение находят специальные методы, в частности усиление конструкций с помощью композиционных материалов в виде фиброармированных пластиков (ФАП), выполненных на основе различных связующих: полимерных, керамических, металлических, минеральных и других. Применяемые в строительстве композиционные материалы изготавливают из высокопрочных волокон (углеродных, арамидных, стеклянных волокон и др.), омоноличенных в связующем составе на полимерной основе. В качестве отверждающего полимера чаще всего применяют эпоксидные или поликринитриловые смолы. Волокна в связующем материале могут быть случайно расположенными или располагаться в одном направлении. Если волокна располагаются в одном направлении, то такой композиционный материал называется однонаправленным. При двухнаправленном расположении волокон материал называют двуосноармированным. В отдельный класс выделяют жесткие композиционные материалы, называемые ламинатами, которые состоят из нескольких однонаправленных слоев. При этом ориентация каждого слоя относительно предыдущего может изменяться. Разновидностью ламинатов являются гибриды, представляющие собой многослойные композиционные материалы, армированные волокнами различного типа.

Материалы на основе углеводородных волокон изготавливаются в виде ламинатов и холстов.

Ламинаты – углеродные волокна, строго ориентированные в одном направлении и омоноличенные (ламинированные) в полимере в виде жестких полос. Их применяют для восприятия растягивающих усилий изгибаемых, центрально и внецентренно сжатых элементов (плоских и ребристых плит, балок, ригелей, нижних поясов ферм и т.д.).

Ламинаты изготавливают длиной до 250 м, шириной 5-15 см при толщине 1,2-1,5 мм. Их доставляют на объект свернутыми в рулон и разрезают на гильотинных ножницах или обрезной машиной на отрезки необходимой длины (рис.11).

Что такое фиброармированный пластик. image181. Что такое фиброармированный пластик фото. Что такое фиброармированный пластик-image181. картинка Что такое фиброармированный пластик. картинка image181. В статье исследуется возможность применения заполненных бетоном фибропластиковых трубчатых конструкций для создания несущих элементов арочных мостов. Приведен краткий обзор основных направлений применения фибропластиков в транспортном строительстве и возникающие при этом проблемы. Одно из направлений – усиление железобетонных конструкций. Другое направление – применение фиброармированных пластиков в качестве внешней опалубки и арматуры при изготовлении прямолинейных и криволинейных трубчатых конструкций.

Рис.11. Хранение и обрезка ламинатных полос

Перед установкой на усиливаемую конструкцию ламинаты очищают мягкой тканью, смоченной в ацетоне. После этого на поверхность ламината и на подготовленную поверхность усиливаемой конструкции наносят адгезионный слой и прикатывают резиновым валиком для плотного прилегания к поверхности. Приклеенный ламинат не должен подвергаться механическим воздействиям в течение суток (до затвердевания адгезионного слоя).

Важнейшей проблемой при использовании композиционных материалов является обеспечение их совместной работы с усиливаемым элементом. Для этого перед наклейкой ламинатов и холстов осуществляется подготовка бетонной поверхности путем удаления частиц бетона в разрушенных зонах и обработки их специальными ингибиторами. При этом каверны и раковины на бетонной поверхности заделываются высокопрочными быстротвердеющими растворами. После очистки дготовленная к наклейке бетонная поверхность обрабатывается грунтовочным составом с целью улучшения сцепления адгезива и композиционного материала с бетонной поверхностью.

Усиление сжатых и внецентренно сжатых конструкций (колонны, простенки) осуществляется путем устройства вокруг сечения элементов бандажей с направлением волокон перпендикулярно продольной оси усиливаемого элемента (рис.11, а).

Усиление плитных конструкций производится наклейкой на нижнюю поверхность поперечных и продольных накладок ФАП с направлением волокон перпендикулярно друг другу (рис.11, б).

. Для усиления изгибаемых элементов (балок) наклейка ФАП производится на нижнюю поверхность ребра с направлением волокон вдоль оси усиляемой конструкции, либо наклонных хомутов в приопорной зоне с направлением волокон перпендикулярно продольной оси (рис.11, в).

Что такое фиброармированный пластик. image183. Что такое фиброармированный пластик фото. Что такое фиброармированный пластик-image183. картинка Что такое фиброармированный пластик. картинка image183. В статье исследуется возможность применения заполненных бетоном фибропластиковых трубчатых конструкций для создания несущих элементов арочных мостов. Приведен краткий обзор основных направлений применения фибропластиков в транспортном строительстве и возникающие при этом проблемы. Одно из направлений – усиление железобетонных конструкций. Другое направление – применение фиброармированных пластиков в качестве внешней опалубки и арматуры при изготовлении прямолинейных и криволинейных трубчатых конструкций.

Рис.12. Принципиальные схемы усиления колонн (а), плит (б) и балок (в)

Стоимость углеродных композитов превышает стоимость стальных усиливающих элементов, однако это компенсируется их уникальными свойствами и простотой в работе. Малая масса и плотность обеспечивают легкость транспортировки и обработки материала. Использование углеродных материалов не требует применения тяжелых вспомогательных приспособлений. Они способны легко повторять любые формы усиливаемой конструкции. Для этого достаточно лишь прижать их рукой или прикатать валиком и организовать временное крепление к поверхности усиливаемого элемента.

Высокие механические и технологические качества углеводородных материалов открывают широкие перспективы использования их при реконструкции зданий и сооружений с целью усиления и реставрации конструкций из бетона, железобетона, камня и дерева.

Дата добавления: 2016-10-18 ; просмотров: 4165 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *