Базальтовое волокно как композитный материал элементов конструкций

Базальтовое волокно как композитный материал для конструкционных элементов

Полимер, армированный базальтовым волокном (BFRP), является интересным конструкционным материалом, особенно в сочетании с бетоном. Например, при проектировании, в котором учитывают термическую усадку, как у плиты по грунту, базальтовая арматура имеет преимущество, так как коэффициент ее теплового расширения очень близок к коэффициенту термической усадки бетона (Виллиамс, 2015).

Основные выводы экологической экспертизы фиброармированных бетонных балок BFRP, которую провел Виик, Торхаллссон и Азраг (2017) включали то, что базальтоволоконная пучковая арматура BFRP и арматурный стальной стержень показывают одинаковые коэффициенты выбросов: 2,6 и 2,34 кг CO2eq / кг соответственно.

Однако, так как BFRP имеет меньший удельный вес чем сталь и при этом легче в три раза, общий объем выбросов фиброволоконных балок намного ниже. Это связано с тем, что для выполнения той же функции требуется меньше материала (на кг).

На протяжении последних лет структурно-композитная лаборатория Рейкьявикского университета (SEL) провела новые экспериментальные и аналитические исследования с использованием непрерывных базальтовых волокон в качестве конструкционного материала, используемого в композитных деревянных и бетонных конструкциях. (Торхаллссон и др. 2011, 2012, 2013a, 2013b, 2013c, 2014a, 2014b, 2015b, 2015a, 2016a, 2016b), (Йоханнессон и др. 2017). В данной статье дан обзор этих исследований и сделаны некоторые общие выводы на основе накопленного опыта.

На настоящий день экспериментальные программы включают следующее:

  • Испытание на изгиб предварительно напряженных бетонных балок, армированных базальтовым волокном.
  • Мониторинг предварительно напряженных базальтоволоконных стержней для оценки потери предварительного напряжения.
  • Тонкие бетонные панели с базальтоволоконными матами для усиления натяжения.
  • Сравнительные испытания прямоугольных стальных железобетонных колонн с и без обмотки базальтоволоконным материалом для усиления.
  • Балки из клееного бруса, усиленные наклеенным к нижней (натяжной) ламели однонаправленным базальтовым матом.
  • Бетонные балки с базальтоволоконными листами, скрепленные раствором на стороне натяжения.
  • Бетонные балки с наклеенными по бокам базальтоволоконными матами BFRP для улучшения характеристик прочности на сдвиг.

Образцы композитных плит, изготовленные с использованием матов из базальтового волокна и полиэфирной смолы, и испытанные на растяжение, сжатие и сдвиг с использованием стандартного теста ASTM.

Практически во всех случаях экспериментальные результаты сравнивались с аналитическими и / или численными моделями. В следующих разделах описаны некоторые из экспериментальных программ, перечисленных выше, и обобщены основные результаты.

Авторы:

Эйор Рафн Торхаллссон, Йонас Тёр Снабхорнссон
Рейкьявикский университет

Конференция: COST Action TU1207, Будапешт, Венгрия

Полный текст:

Basalt Fibers as composite material for structural elements

Использование

Оставьте первый комментарий

Оставить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.


*