Фиброволоконные композиты и их применение в мостостроении

Фиброволоконные композиты и их применение в мостостроении

В статье рассматриваются механические характеристики и износостойкость различных видов фиброволоконной арматуры и их использование в мостостроении.

Традиционным материалом для армирования бетона является сталь. В последнее время проводится много исследований с неметаллическими волоконными материалами и некоторые из них были использованы в мостостроении.

Фиброволоконные композиты — это износостойкие материалы, которые, в отличие от стального армирования, устойчивы к электрохимической коррозии. Однако по сравнению со сталью неметаллические композиты имеют некоторые недостатки, а именно — отсутствие термической совместимости между бетоном и фиброволоконной арматурой.

Фиброволоконные композиты относятся к числу анизотропных материалов. Их свойства зависят от типа, объема и расположения волокон, типа матрицы, формы и качества конструкции.

Анализ причин повреждений, которые происходили на мостах в Германии, показывает, что коррозия арматуры, вызванная хлоридами, составляет 2/3 от всего количества повреждений, зафиксированных при строительстве мостов.

Коррозия арматуры, вызванная хлоридами, является основной причиной потери надежности мостовых конструкций. В такой среде армирование из фиброволоконного полимера (FRP) может полностью заменить традиционное стальное армирование.

Базальт — это разновидность вулканической породы, образованная в результате быстрого охлаждения лавы на поверхности планеты. Процесс производства базальтового волокна и стекловолокна очень похож. Измельченная базальтовая порода является единственным сырьем, необходимым для производства волокна.

Непрерывное волокно получают из расплава базальтовой породы при температуре плавления около 1500 ° C. Базальтовое волокно является относительным новичком в индустрии фиброармированных полимеров и конструкционных композитов. По химическому составу оно похоже на стекловолокно, но обладает лучшими прочностными характеристиками и, в отличие от большинства видов стекловолокна, обладает высокой устойчивостью к щелочам, кислотам и воздействию солей, что делает его хорошим вариантом выбора при строительстве бетонных, мостовых и береговых сооружений.

По сравнению с углеродным и арамидным волокном оно имеет более широкий диапазон температурного применения от -269 ° С до + 650 ° С, более высокую прочность на сжатие и более высокую прочность на сдвиг. Цена на волокно, изготовленное из базальта, выше, чем у волокна из Е-стекла, но ниже, чем у S-стекла, арамидного или углеродного волокна, и по мере роста глобального производства его стоимость должна продолжать снижаться.

Базальтовое волокно обладает значительным потенциалом и привлекает большое внимание из-за устойчивости к высокой температуре и истиранию. По сравнению с фиброволоконными композитами, изготовленными из углерода, стекла и арамидного волокна, его использование на рынке гражданского строительства очень низкое.

Авторы:

Роберт Сонненшайн, Катарина Гайдосова, Иван Холли;
Строительный факультет, Кафедра бетонных конструкций и мостов, Словацкий технологический университет, Братислава, Словакия.

Полный текст:

FRP Composites and Their Using in the Construction of Bridges

Использование

Оставьте первый комментарий

Оставить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.


*