Полимерный композитный материал в строительстве

Полимерные композиционные материалы (далее – ПКМ) представляют собой симбиоз двух и более материалов. Основой или матрицей полимерных композитов служат различные пластики (термопласты, эластомеры, реактопласты). Матрица армирована различными составляющими (армирующими волокнистыми наполнителями – АВН), сочетание свойств которых в итоге образует совершенно новый материал с уникальными свойствами, которые отличаются по качеству и количеству от свойств самих наполнителей и матрицы.

Изменение состава матрицы и ее компонентов дает возможность получить материалы с необходимыми в той или иной отрасли промышленности или науки свойствами. Их масса меньше, это создает предпосылки к облегчению общего веса планируемого изделия. Технические же характеристики такого изделия как минимум останутся на прежнем уровне или (чаще всего) будут значительно улучшены.

ПКМ подразделяются по природе своей матрицы. Это — стеклопластики, — органопластики, — углепластики, — боропластики, — текстолиты, — с порошковым наполнением.

Композиционные материалы

По типам ПКМ подразделяется на:

Применение ПКМ в строительстве

Строительство с использованием полимерных композитов в настоящее время переживает подъем. Востребованы такие материалы, как арматура из стеклопластика, она же – стекловолокновая, а также базальтовая, сендвич-панели, сваи (шунтовые и гибкие), множественные элементы мостов. Стекловолокновая арматура завоевывает все большую популярность, так как она используется в изготовлении конструкций с повышенной сейсмостойкостью. Арматура из ПКМ, в сравнении со стальной, имеет также значительно меньшую плотность (легче в 3-4 раза) и не подвержена коррозии и каким-либо химическим воздействиям.

Применение в промышленности

На производстве к герметичности используемых емкостей применяются высокие требования. Им успешно соответствуют емкости из стеклопластика. На предприятиях в целях охраны окружающей среды массово используют бассейны и резервуары из стеклопластика. Эти емкости хранят жидкость, которую невозможно утилизировать через обычные канализационные коммуникации.

Они требуют профилактики, но их долговечность признана всеми. Высокие антикоррозийные качества таких резервуаров не допустят утечки вредных для экологии жидкостей.

При изготовлении электротехнического оборудования (а также в станко-, приборо-, судостроении и т.д., но особенно в авиастроении) применяется листовой стеклотекстолит. Сам по себе листовой текстолит состоит из несколько слоев стеклоткани и произведен методом горячей прессовки.

Это продукт с высокими электроизоляционными качествами: отличный диэлектрик, с высокими механическими свойствами, обладающий влагостойкостью. Долговечен. Он не горюч и не взрывоопасен, не обладает токсичностью. Воспламеняется при температуре с +350°C. Опасность при работе с ним представляет стекловолокновая пыль, требования к работе с этим материалом на производстве – самые строгие.

Отличный диэлектрик и гетинакс. Это ПКМ с бумажной матрицей, изготавливаемой горячим прессованием, как и текстолит. Несмотря на такую якобы «ненадежную» бумажную основу, будучи пропитанным соответствующими смолами (например, эпоксидной или фенолоформальдегидной) он начинает гореть при +95°C.

Что такое композитный материал в строительстве?

Прочность на сжатие у него ниже, чем у текстолита, но при изготовлении изолирующих крышек, прокладок, шайб и т.п. он хорошо подходит. Помимо хороших диэлектрических свойств гетинакс успешно сопротивляется действию минеральных масел и смазки. Для улучшения электрической сопротивляемости детали из гетинакса покрывают лаком. Гетинакс чаще всего используется целыми панелями и выпускают его, как правило, в листах 1,5 Х 1 метр.

Самое главное, в чем ПКМ превосходят остальные материалы это то, что они создаются одновременно и часто — под конкретный проект или конструкцию. Варьирование составляющими позволяет создавать те ПКМ, характеристики которых оптимальны для конкретной задачи. Каждое изделие требует индивидуального подхода к его производству, и конструктор, оперируя полимерами, всегда придет к оптимальному их составу.

Источник: promresursy.com

Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология

Сами по себе композиты давно стали основой многих отраслей промышленности. Материал зовется композиционным ввиду структуры. Матрицу-пластификатор армируют различными органическими и неорганическими материалами и получается полимерный композитный материал. ПКМ — это фактически Лего из мира органической химии.

Если комбинировать матрицу и наполнитель, рассчитывать разные пропорции, то можно легко получить материалы гораздо лучше «традиционных», при этом они в основном намного легче обыкновенного армирования. Свойства полимерных композитов становятся все доступнее и уже применяются не только в области космических технологий, но и как более доступная основа для бытовых приборов.

Компонентами композитов может быть практически что угодно. Тут используется пластик, практически все металлы, полимерные волокна и т.д. Существуют еще более сложные композиты — полиматричные, если основой используют несколько различных полимеров для матрицы, а также гибридные варианты, при которых комбинируются армирующие волокна. Матрица-пластификатор отвечает за монолитность материала, тогда как армирующий наполнитель дает ему заданные параметры жесткости, деформации, прочности на излом, кручение и т. д.

Компания «Юнитрейд» занимается поставкой различных полимеров на основе нефти и не только. Вариации того, какие ПКМ сейчас может предложить миру химпром, рассмотрим ниже, с кратким экскурсом в особенности материалов.

Полимерные композиты

Полимерными композитами называется материал с соответствующей матрицей. Они наиболее популярны среди отраслей народного хозяйства. Современная аэрокосмическая отрасль уже немыслима без ПКМ. Например, в последнем поколении французского штурмового истребителя Дассо Рафаль ПКМ составляют почти четверть планера.

Полимерные композитные материалы не корродируют, меньше страдают от статического электричества, не требуют дорогостоящих покрасочных эмалей, весьма легкие. Обратная сторона — материал недешевый, но кумулятивный экономический эффект очевиден сразу.

Стеклопластики

Всем известный «плексиглас», которым в свое время начали покрывать кокпиты современных скоростных истребителей, — это американский бренд оргстекла, начавший использование композитов с применением силикона. Химически натуральный оксид кремния довольно нейтрален, его очень тяжело растворить почти всеми кислотами. Физически же неорганическое стекло — фактически жидкость сверхвысокой вязкости, воспринимаемая нами твердым телом. То есть материал фактически несжимаемый, великолепный диэлектрик из-за свойств четырех- и восьмивалентного кремния, а также с неплохим коэффициентом преломления.

Матрицей в стеклопластиках бывают:

• термореактивные синтетические смолы из эпоксидки, фенолов, полиэфира;
• полистирол, полиамиды, полиэтилен — полиматериалы со сравнительно низкой температурой плавления.

Матрица под стеклопластики стала в последние годы более связующей, нежели определяющей параметры конечного вещества. Выяснилось, что у самих по себе стекловолокон довольно выдающиеся параметры — стеклянное волокно лишь нужно обеспечить прочными адгезионными связями в одно целое. В новых стеклопластиках армирующего волокна фактически четыре пятых от общей массы. Выпускают также слоистый стеклотекстолит. Стеклопластики недорогие, а потому их охотно применяют строители и даже производители обыкновенных бюджетных стеклопакетов.

Углепластики

Углепластиковые материалы стали фурором научно-популярной литературы последних лет. Собственно, многие новости о чем-то нано инновационном — это почти гарантированно связано с применением углеродных волокон. Четырехвалентный углерод — основа самой жизни и первый элемент органической химии. Поэтому получить его волокна можно из:

• натуральной и синтезированной целлюлозы;
• производных акрилонитрила;
• тяжелых нефтяных отложений — битумов, пеков, кера, озокерита и т. д.

В случае с нефтяными отложениями роль играет химическая ценность: из озокерита волокно добыть окислением, конечно, можно, химия разрешает, однако это окажется дороже, чем переработка более «бросовых» веществ. Волокно для армирования нужно обработать. Оно проходит три стадии:

• окисление;
• карбонизация;
• графитизация.

Эти стадии подобны естественному процессу образования каменного угля, поздние этапы происходят при температурах в тысячи градусов и повышенном давлении. Итоговый графит — практически стопроцентный углерод со следовыми примесями.

Преимущество углепластика — легкость, упругость, прочность. Он почти не расширяется, нагреваясь. Углеродное волокно с углеродной же матрицей в итоге создают углепластик — исключительно термопрочные вещества, сопротивляющиеся окислению, а потому широчайше применяемые в ракетостроении вместо графита, которого они прочней и плотней примерно в полтора раза.

Боропластик

Композиционный материал на полимерной основе, прошитый борными волокнами на полимерной матрице из термореактивного вещества. Волокна могут существовать как одинарные нити, и могут быть свиты жгутами, в результате чего получается сверхпрочный и твердейший материал. Армированный бором пластик наиболее устойчив химически и на сжатие, однако на излом он оказывается чрезвычайно хрупким. Борное волокно невероятно тяжело обрабатывать, потому итоговый ПКМ с бором оказывается дорогим — сотни долларов за килограмм только волокон, без учета матрицы. Для этого ПКМ нужны очень дорогие катализаторы, а рабочая температура сильно ограничена.

Органопластики

Изделия из полимерных композиционных материалов, где в основу кладут обыкновенные и привычные органические волокна — тканевые, нитевые, бумажные. Основа — эпоксидка и фенольные смолы. Армирующего волокна в них редко бывает больше трети и по массе и по объему.

Производить органопластик сравнительно легко: матричные материалы недорогие, а волокна вообще можно набрать из отходов производства. Тем не менее, в итоге получается весьма прочный материал. Кевлар, гордость компании Дюпон — это органопластик на сложных амидных полимерах. Впрочем, амидное волокно в органопластическом производстве все же несколько дороже, чем обыкновенное армирование эпоксидки нитями.

Полимеры порошкового наполнителя

Также известнейшее изобретение. В начале прошлого века Лео Бакеланд патентует бакелит, который был сделан на матрице ФФМ-смолы или бакелита. Фенолформальдегидные смолы очень хрупки, однако если их перемешать с древесной мукой — они сильно упрощаются.

Бакелит — идеальный материал под формовку, из него делали все: рычаги селекторов КПП, телефоны, отливные лотки для других материалов. Фактически, это самый распространенный в мире композитный материал ХХ века, деливший популярность с эбонитом, но вытеснивший его из многих областей. Сегодня область порошкообразных наполнителей «впитала» практически всю неорганику.

Каолины, мел, мергели, известняки в связке с ПВХ и иными низкополимерными полимерами заполонили рынок ПКМ и есть почти во всех бытовых приборах. Они дешевы, а их сырьевые источники практически неисчерпаемы. Одновременно, простой рекомбинацией порошка и матрицы можно получить практически любую прочность, упругость, требуемую термостойкость.

Текстолиты

Также уже исторический материал. Бралась плотная ткань вроде льняной или полотняной, заливалась фенолформальдегидной смолой, а в дальнейшем горячим прессом выходили пластины. Один из типов таких ПКМ — линкруст, известный всем по обшивке старых вагонов пригородных поездов и городского транспорта.

Глобальный недостаток первых текстолитов — чрезвычайная горючесть на фоне выделения очень едкого дыма. Проблема была решена отказом от фенолформальдегида в пользу менее токсичных матриц, а также использованием новых типов полотна. Таким образом, компания Юнитрейд представляет рынку большую часть ПКМ, имеющихся в свободной продаже, на любые технические нужды и возможности кошелька. Приобретение композитных материалов всегда означает расширение технологического ряда в пользу улучшенных физических качеств, химической стойкости, долговечного использования.

Источник: unitreid-group.com

Применение композиционных полимерных материалов на основе минеральных наполнителей в строительстве

Кузнецова, Н. А. Применение композиционных полимерных материалов на основе минеральных наполнителей в строительстве / Н. А. Кузнецова, Ю. В. Князев, Д. А. Родионов, И. В. Шашков. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2016. — № 9 (113). — С. 192-193. — URL: https://moluch.ru/archive/113/29244/ (дата обращения: 16.10.2022).

Минеральные наполнители весьма распространены в полимерной промышленности. Они часто, при стоимости 6–15 центов/фунт, заменяют значительно более дорогие полимеры, повышают жесткость наполненного продукта и придают полимеру более высокую огнестойкость. Примерно из 15 млрд фунтов наполнителей в Америке и Европе около половины объема входят в состав эластомеров, одна треть — в термопласты, а остальные — в термореактивные материалы. Около 15 % всех производимых пластмасс содержат наполнители. [1]

Зачастую полимерные композиционные материалы используются в строительстве. Например, тротуарная плитка, изготовленная из смеси полимера и песка.

Для производства плитки сначала подготавливаются составляющие ее компоненты. Просеивается, промывается и прокаливается песчаная основа. Затем песок, полимеры на основе полиэтиленов, пигменты красителей и присадки тщательно перемешиваются в специальных емкостях и подвергаются нагреву свыше 250°С. Полученный однородный состав формируется и прессуется в формах высокого давления.

Технология обеспечивает полную повторяемость размеров, форм и окраски, поэтому с помощью такой плитки можно воспроизводить любые геометрические, цветовые сочетания. Получаемый результат на порядок превосходит применение обычной плитки как по внешнему виду, так и по эксплуатационным параметрам.

Производство ведется на современном автоматизированном оборудовании, получаемая продукция, в частности полимерпесчаная тротуарная плитка. Полимерный связующий компонент обеспечивает пластичность, что в сочетании с прочностью дает почти стопроцентный выход качественного материала, начиная от производства и хранения, до транспортировки, монтажа и эксплуатации.

Полимерно-песчаная тротуарная плитка намного долговечнее, устойчивее к внешней среде, чем обычная. И ведь это городская среда, где должна быть стойкость к истиранию, высоким механическим нагрузкам, воздействию масел и кислотосодержащих жидкостей, твердость и прочность, невосприимчивость точечной раскалываемости и множество других показателей надежности.

Надо сказать, что теоретическая (расчетная) долговечность материала превышает сто пятьдесят лет. Но, например, по параметру цветоустойчивости, плитка не теряет цвет рисунка вечно. Ее окрашивание современными, не выгорающими даже под прямыми солнечными лучами, красителями производится на всю глубину (в среднем толщина до пяти сантиметров) материала.

Важной особенностью является отсутствие выделения пыли с поверхности покрытия (что характерно для других материалов) и испарений в жаркое время года. Даже под палящим солнцем, покрытие не «газит» канцерогенами, как тот же асфальт.

Плитка просто моется, предназначена для многократного использования, позволяет легко ремонтировать, разбирать и снова укладывать отдельные участки покрытия. Кроме всего перечисленного, тротуарная плитка полимерная имеет низкий вес. Сочетание всех свойств делает возможным ее использование в условиях мест массовой посещаемости (как в наружном, так и во внутреннем применении). Это лучший вариант для покрытий площадок мест отдыха (парки, кафе и др.). Но и в условиях производственных помещений предоставления сервисных услуг, таких, как техстанции, заправки, мастерские, прочная плитка обеспечит качественное покрытие. [2]

В строительстве так же используется полимерцементная (или неорганическая) гидроизоляция. У полимерцементных гидроизоляционных составов есть ряд преимуществ по сравнению с битумными мастиками и рубероидами. Во-первых, они экологически безвредны, их можно применять и внутри помещения.

Во-вторых, полимерцементная гидроизоляция не подвержена такому быстрому разрушению, как традиционная органическая гидроизоляция. Они имеют высокую прочность адгезии с различными основаниями (бетонным, кирпичным, деревянным, металлическим и др.).

Благодаря большой когезионной прочности полимерцементная гидроизоляция может воспринимать как статические, так и динамические нагрузки. Из-за хорошей паропроницаемости неорганической полимерцементной гидроизоляции исключается проблема образования вздутий и пузырей, ее можно наносить на влажные и мокрые поверхности (иногда увлажнение поверхности перед нанесением гидроизоляционного полимерцементного материала является обязательным условием). Неорганической цементной гидроизоляции характерны высокие долговечность и ремонтопригодность, удобство в работе и большая производительность нанесения. Все эти преимущества полимерцементных гидроизоляционных составов перед традиционными мастиками и рубероидами и определяют область их применения. Их используют для стен фундаментов и подвалов, резервуаров для воды, плавательных бассейнов (очень важной особенностью выступает возможность совмещать функции гидроизоляции и клея для облицовочной плитки), стен и полов во влажных помещениях (автомойки, ванные комнаты), поверхностей эксплуатируемых террас и балконов, а также для защиты строительных конструкций от воздействия агрессивной среды (различных кислот).

Цементно-полимерный бетон представляет собой цементный бетон с добавкой высокомолекулярных органических соединений в виде водных дисперсных полимеров. Они характеризуются наличием двух активных составляющих — минерального вяжущего и органического полимера. Вяжущее с водой образует цементный камень, склеивающий частицы заполнителя в монолит. Полимер по мере удаления воды из бетона образует на поверхности пор, капилляров, зёрен цемента и заполнителя тонкую плёнку, которая обладает хорошей адгезией и способствует повышению сцепления между заполнителем и цементным камнем, улучшает монолитность бетона и работу минерального скелета под нагрузкой.

В результате цементно-полимерный бетон приобретает особые свойства: повышенную по сравнению с обычным бетоном прочность на растяжение и изгиб, более высокую морозостойкость, хорошие адгезивные свойства, высокую износостойкость, влагонепроницаемость.

Введение полимерных добавок увеличивает пластичность растворных смесей по сравнению с чисто цементными. Добавка вводится в количестве 2–15 % от объёма бетона.

Цементно-полимерные бетоны изготовляют по той же технологии, что и обычные цементные бетоны.

Наиболее целесообразно применять эти бетоны для тех конструкций и изделий, где можно использовать особенности их свойств, например, для изготовления наливных полов, дорожных покрытий, отделочных составов, коррозионно-стойких покрытий. [3]

Как мы видим, добавление минеральных наполнителей существенно снижает стоимость конечного изделия из полимера, расширяет возможности их применения, улучшает химические и физические свойства.

1. http://rus-polymer.ru/analitika/stati-o-polimerax.html
2. http://ogodom.ru/polimerpeschanaja-plitka-trotuarnaja-ukladka-oborudovanie.html
3. http://www.ogneupory.com/information/10/
4. Вторичная переработка полимерных материалов на вальцах / И. В. Шашков, А. С. Клинков, М. В. Соколов, Д. Л. Полушкин // Полимеры в строительстве: Тез. докл. — Казань, 2004. — С. 111.
5. Технология получения полимерпесчаной черепицы из отходов термопластов / С. П. Хрущев, И. В. Шашков, А. С. Клинков, П. С. Беляев // Полимеры в строительстве: Тез. докл. — Казань, 2004. — С. 110.
6. Утилизация полимерной тары и упаковки(Учебное пособие) Клинков А. С., Беляев П. С., Соколов М. В., Шашков И. В., Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2008. 64 с.

Основные термины (генерируются автоматически): тротуарная плитка, цементно-полимерный бетон, полимер, полимерцементная гидроизоляция, свойство, цементный камень.

Источник: moluch.ru

ПОЛИМЕРЫ И КОМПОЗИТЫ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Предлагаемые конструкции из поли­мерных композитных материалов (ПКМ) предназначены, в частности, для исполь­зования в составе комплексов техниче­ских средств оснащения инфраструктуры гражданских аэропортов и аэродромов.

Ячеистые конструкции. Что это?

Рост интереса к применению ПКМ в различных конструкциях и сооружениях обусловлен их основными преимуществами: легкость, коррозионная стойкость, долговечность, высокая прочность и жесткость.

Современное производство изделий из ПКМ основано на технологии многократного воспроизведения одних и тех же форм и элементов, что, безусловно, снижает себестоимость, но отрицательно сказывается на разнообразии конструктивных и архитектурных решений.

Предлагаемый нами подход основан на создании многообразных объемных конструкций, изготавливаемых из плоских элементов, которые в свою очередь, производятся из стандартного листового полимерного материала заводского изготовления.

Такой подход позволил разработать строительные конструкции так называемой ячеистой структуры, напоминающие сетчатые конструкции, но имеющие ряд важных преимуществ. Ячеистая структура формируется из вставленных в пазы друг друга пересекающихся плоских элементов, изготовленных из армированного пластика: стеклопластика, углепластика, базальтопластика или гибридных материалов [Рис.

1]. Поверхности созданной ячеистой структуры могут быть закрыты с одной или двух сторон листовым пластиком для обеспечения большей степени интегрирования всей конструкции. Таким образом, обеспечивается повышение прочности, жесткости, замыкается объем ячеек для размещения, например, инженерных сетей. Закрепление элементов кон­струкции в единое целое осуществляется на основе клеевых соединений. Объеди­нение монтажных единиц (карт) между собой выполняется на основе болтовых полимерных соединений.

Преимущества ячеистых конструкций из ПКМ заключаются в следующем:

—высокая несущая способность и жесткость при небольшой собственной массе конструкции; эффект проверен экспериментально испытанием моделей, подтвержден расчетами, основанными на методе конечных элементов;

—высокая прочность при воздействии различных нагрузок: статических, дина­мических, циклических, сейсмических, ударных;

—стойкость и долговечность кон­струкций в различных климатических зонах в диапазоне температур от минус 60 до плюс 50 °C;

—деформирование ячеистых кон­струкций линейно упругое, после дости­жения максимальных нагрузок отсут­ствует хрупкое разрушение и может продолжаться восприятие нагрузки в диа­пазоне 70–80% от расчетных показателей;

—заполнение ячеек теплоизоляцион­ными материалами позволяет их исполь­зовать как несущими конструкциями, так и ограждающими;

—в образованных ячейках могут раз­мещаться элементы инженерных сетей (освещения, систем безопасности и т. п.), теплоизоляция, крепления навесного спе­циального оборудования;

—возможность создания различных архитектурных форм практически без ограничений;

—сборка крупных конструкций может проводиться непосредственно на месте строительства; создание легких сборно-разборных конструкций обеспечивает сни­жение затрат на транспортировку, монтаж (отсутствует необходимость в тяжелых грузоподъемных механизмах) и сокра­щение трудоемкости выполняемых работ;

—нанесение на поверхность поли­мерных ячеистых конструкций специ­альных защитных покрытий обеспечивает: долговечность при воздействии агрес­сивных факторов окружающей среды; устойчивость к воздействию химических реагентов; огнестойкость; морозостой­кость и пр.

Результаты испытаний элементов кон­струкции показали их высокую прочность и жесткость [Рис. 2].

Физико-механические характеристики стеклопластика приведены в таблице 1.

Примеры конструктивных решений

Радиопрозрачные ограждения. Метал­лические и железобетонные элементы сооружений аэропортовой инфраструк­туры негативно влияют на работу курсоглиссадной системы взлета/посадки, что создает угрозу безопасности полетов. Конструкции из ПКМ обладают радиопроз­рачностью и могут использоваться при сооружении периметрового ограждения аэропортовых комплексов.

В случае аварийного столкновения воз­душного судна, ограждение фрагментарно разрушается, не нанеся урон воздушному судну, что соответствует международным требованиям ИКАО.

В порядке эксперимента в некоторых аэропортах была применена полимерная сетка зарубежного производства. Опыт применения указанных сеток не одно­значен: если в условиях мягкого климата они проявляют себя надежно, то в усло­виях районов Крайнего Севера, Заполярья и в условиях больших снеговых и ветровых нагрузок применение таких сеток себя не оправдало. Кроме того, цена импортных полимерных сеток непомерно высока.

На основе ячеистых конструкций раз­работан вариант ограждения в большей степени соответствующий различным условиям эксплуатации. Ограждение состоит из опорных стоек и пролетов ячеистой конструкции из ПКМ, которые крепятся в грунте с помощью винтовых свай, изго­товленных также из ПКМ. Данная иннова­ционная технология является разработкой российских ученых и специалистов.

Сваи представляют собой пластиковую трубу с отформованной винтовой поверхностью. Длина сваи и форма винтовой части зависит от характеристик грунта. Важной особен­ностью применения таких свай является значительное снижение трудоемкости уста­новки, отсутствие земляных и бетонных работ.

Кроме того, при устройстве такого ограждения в условиях вечной мерзлоты пластиковая опора не будет служить источ­ником размораживания грунта. Труба может заполняться вынутым при бурении грунтом, в том числе в смеси с цементом. На оголовок сваи крепится трубчатый элемент с фланцем, к которому присо­единяется встречный аналогичный элемент опоры.

Во фланцах предусмотрены отвер­стия для установки пластиковых болтовых элементов. Количество и диаметр болтов подбираются таким образом, чтобы болты разрушались с приложением расчетной нагрузки (в случае контакта воздушного судна с ограждением) [Рис. 3]. Это обеспе­чивает фрагментарное разрушение ограж­дения без повреждения воздушного судна.

Усиление и укрепление грунтов. С помощью ячеистых конструкций можно эффективно проводить объемное усиление грунтовых массивов, в частности в зонах возможного аварийного выката воздуш­ного судна за пределы бетонного покрытия взлетно-посадочной полосы (рис. 4). Яче­истая конструкция (без горизонтальных листов облицовки) погружается в грунт с помощью площадных вибраторов.

Осо­бенностью такой ячеистой конструкции является пирамидальная форма ячеек, которые работают совместно с грунтом. При приложении нагрузки от шасси само­лета давление воспринимается ребрами ячеистой конструкции и при вдавливании грунт испытывает трехосное сжатие благо­даря наклонным стенкам ячеек, что приводит к увеличению модуля деформации армированного таким образом грунтового массива. При этом ограничений по направ­лению действия сосредоточенных больших нагрузок от шасси воздушных судов нет. В зависимости от вида грунтов (песок, суглинок и т. д.) конструкция и размер ячеек могут меняться.

Армирование ледовых массивов, в т. ч. Взлетно-посадочных полос, дорог, пере­прав и т. п. Ячеистые конструкции из ПКМ могут также эффективно использоваться для армирования ледовых массивов при устройстве временных вертолетных пло­щадок и организации проезда тяжелого транспорта. Конструктивное решение и схема работы такие же, как и для уси­ления и укрепления грунтов и заключа­ются в применении ячеистых конструкций в виде набора готовых настилов, соеди­ненных между собой и закрепленных (в случае создания переправ) на берегах тросами.

Конструкции опускаются в воду (или заливаются водой) до обра­зования льда. Невертикальное располо­жение ребер настилов при изгибающей нагрузке приводит к созданию распора в каждой ячейке и передаче его на соседние ячейки. Тем самым повышается общая жесткость и прочность.

При необходи­мости повышения несущей способности по образованному армированному льду укладывается следующий ряд (по высоте настила) ячеистых конструкций, который заливается водой, тем самым увели­чивая толщину армированного ледяного покрова. После окончания зимнего сезона и таяния льда конструкции разбираются, легко транспортируются и хранятся в ком­пактном виде до следующего сезона. Такие конструкции могут быть использованы многократно.

Иные возможности

Спектр архитектурных и конструк­тивных решений применения ячеистых конструкций весьма велик. В качестве при­меров разработаны решения конструкций водопропускных труб, арочных пере­крытий, пространственных конструкций полусферической и арочной формы и т. д. [Рис. 5, 6,7].

Большой практический интерес от спе­циалистов по устройству линий связи, освещения и электропередач проявлен к конструкциям опор из легких ячеистых конструкций из ПКМ, в том числе для мачт-ретрансляторов, особенно в условиях их возведения в труднодоступной мест­ности.

Многие конструкции для временных сооружений (производственных, офисных, складских, емкостей и резервуаров для хранения сыпучих и жидких сред) инфра­структуры строительных объектов различ­ного назначения могут проектироваться в сборно-разборном виде. Преимуществом таких решений является возможность их сборки непосредственно на площадке строи­тельства. Это значительно сокращает затраты на логистику, потребность в основных стро­ительных материалах (песок, щебень, арма­тура, др.) Для сборки и монтажа таких кон­струкции не требуется тяжелая строительная техника. Особенно это важно для труднодо­ступных регионов России.

Ячеистые конструкции из ПКМ могут быть эффективно применены для повы­шения сейсмостойкости при строительстве и реконструкции сооружений различного назначения, что позволяет обеспечить без­опасность людей и защиту оборудования от серьезных повреждений в критических ситуациях.

Источник: unionexpert.su