Bahan binaan komposit. Kayu komposit

Menghantar kerja baik anda ke pangkalan pengetahuan adalah mudah. Gunakan borang di bawah

Pelajar, pelajar siswazah, saintis muda yang menggunakan asas pengetahuan dalam pengajian dan kerja mereka akan sangat berterima kasih kepada anda.

Disiarkan pada http://www.allbest.ru/

• pengenalan
• 1. Maklumat am tentang bahan komposit
• 2. Komposisi dan struktur komposit
• 3. Penilaian matriks dan pengukuh dalam pembentukan sifat komposit
• 3.1 Komposit matriks logam
• 3.2 Bahan komposit dengan matriks bukan logam
• 4. Bahan binaan - komposit
• 4.1 Polimer dalam pembinaan
• 4.2 Komposit dan konkrit
• 4.3 Panel komposit aluminium
• Kesimpulan
• Senarai sastera terpakai
• PENGENALAN
• Pada awal abad ke-21, orang ramai bertanya soalan mengenai bahan binaan masa depan. Perkembangan pesat sains dan teknologi menjadikan ramalan sukar: empat dekad yang lalu tidak ada aplikasi yang luas bahan binaan polimer, dan komposit "benar" moden hanya diketahui oleh kalangan pakar yang sempit. Walau bagaimanapun, boleh diandaikan bahawa bahan binaan utama juga akan menjadi logam, konkrit dan konkrit bertetulang, seramik, kaca, kayu, dan polimer. Bahan binaan akan dibuat berdasarkan bahan mentah yang sama, tetapi menggunakan formulasi komponen baru dan kaedah teknologi, yang akan memberikan lebih tinggi kualiti prestasi dan, dengan itu, ketahanan dan kebolehpercayaan. Akan ada penggunaan maksimum sisa daripada pelbagai industri, produk terpakai, sisa tempatan dan isi rumah. Bahan binaan akan dipilih mengikut kriteria alam sekitar, dan pengeluarannya akan berdasarkan teknologi bebas sisa.
• Kini terdapat banyak nama jenama untuk kemasan, penebat dan bahan lain, yang, pada dasarnya, hanya berbeza dalam komposisi dan teknologi. Aliran bahan baharu ini akan meningkat, dan sifat prestasinya akan bertambah baik, dengan mengambil kira yang keras keadaan iklim dan menjimatkan sumber tenaga Rusia.
• 1. MAKLUMAT AM TENTANG BAHAN KOMPOSIT
• Bahan komposit ialah bahan pepejal heterogen yang terdiri daripada dua atau lebih komponen, antaranya kita boleh membezakan elemen pengukuhan yang menyediakan ciri mekanikal bahan yang diperlukan, dan matriks (atau pengikat) yang memastikan operasi bersama elemen penguat.
• Tingkah laku mekanikal komposit ditentukan oleh hubungan antara sifat elemen penguat dan matriks, serta kekuatan ikatan antara mereka. Kecekapan dan prestasi bahan bergantung pada pemilihan komponen asal yang betul dan teknologi gabungannya, direka untuk memastikan sambungan kukuh antara komponen sambil mengekalkan ciri asalnya.
• Hasil daripada gabungan elemen pengukuhan dan matriks, kompleks sifat komposit terbentuk, yang bukan sahaja mencerminkan ciri awal komponennya, tetapi juga termasuk sifat yang tidak dimiliki oleh komponen terpencil. Khususnya, kehadiran antara muka antara elemen penguat dan matriks dengan ketara meningkatkan rintangan retak bahan, dan dalam komposit, tidak seperti logam, peningkatan kekuatan statik tidak membawa kepada penurunan, tetapi, sebagai peraturan, kepada peningkatan ciri keliatan patah.
• Kelebihan bahan komposit:
• kekuatan spesifik yang tinggi
• ketegaran tinggi (modulus keanjalan 130-140 GPa)
• rintangan haus yang tinggi
• kekuatan keletihan yang tinggi
• Adalah mungkin untuk mengeluarkan struktur yang stabil secara dimensi daripada CM
• Selain itu, kelas komposit yang berbeza mungkin mempunyai satu atau lebih kelebihan. Beberapa faedah tidak boleh dicapai serentak.
• Kelemahan bahan komposit
• Kebanyakan kelas komposit (tetapi tidak semua) mempunyai kelemahan:
• kos yang tinggi
• anisotropi sifat
• meningkatkan intensiti pengetahuan pengeluaran, keperluan untuk peralatan mahal khas dan bahan mentah, dan oleh itu membangunkan pengeluaran perindustrian dan asas saintifik negara
• 2. KOMPOSISI DAN STRUKTUR KOMPOSIT
• Komposit ialah bahan berbilang komponen yang terdiri daripada polimer, logam, karbon, seramik atau asas lain (matriks), diperkukuh dengan pengisi yang diperbuat daripada gentian, misai, zarah halus, dll. Dengan memilih komposisi dan sifat pengisi dan matriks (pengikat), nisbah mereka , orientasi pengisi, adalah mungkin untuk mendapatkan bahan dengan gabungan sifat operasi dan teknologi yang diperlukan. Penggunaan beberapa matriks (bahan komposit polimatriks) atau pengisi sifat yang berbeza (bahan komposit hibrid) dalam satu bahan dengan ketara memperluaskan kemungkinan mengawal sifat bahan komposit. Pengisi pengukuhan menyerap bahagian utama beban bahan komposit.
• Berdasarkan struktur pengisi, bahan komposit dibahagikan kepada gentian (diperkukuh dengan gentian dan misai), berlapis (diperkukuh dengan filem, plat, pengisi berlapis), diperkukuh berserakan, atau diperkuatkan serakan (dengan pengisi dalam bentuk zarah halus. ). Matriks dalam bahan komposit memastikan kepejalan bahan, pemindahan dan pengagihan tegasan dalam pengisi, menentukan haba, lembapan, api dan kimia. ketahanan.
• Berdasarkan sifat bahan matriks, polimer, logam, karbon, seramik dan komposit lain dibezakan.
• Bahan komposit yang diperkukuh dengan gentian berterusan berkekuatan tinggi dan modulus tinggi paling banyak digunakan dalam pembinaan dan teknologi. Ini termasuk: bahan komposit polimer berdasarkan termoset (epoksi, poliester, fenol-formal, poliamida, dll.) dan pengikat termoplastik, diperkukuh dengan kaca (gentian kaca), karbon (gentian karbon), org. (organoplastik), boron (boroplastik) dan gentian lain; logam bahan komposit berasaskan aloi Al, Mg, Cu, Ti, Ni, Cr, diperkukuh dengan gentian boron, karbon atau silikon karbida, serta dawai keluli, molibdenum atau tungsten;
• Bahan komposit berasaskan karbon yang diperkuat dengan gentian karbon (bahan karbon-karbon); bahan komposit berasaskan seramik yang diperkuat dengan karbon, silikon karbida dan gentian tahan haba dan SiC yang lain. Apabila menggunakan serat karbon, kaca, aramid dan boron yang terkandung dalam bahan dalam jumlah 50-70%, komposisi dicipta (lihat jadual) dengan kejutan. kekuatan dan modulus keanjalan 2-5 kali lebih besar daripada konvensional bahan binaan dan aloi. Di samping itu, bahan komposit gentian adalah lebih baik daripada logam dan aloi dalam kekuatan keletihan, rintangan haba, rintangan getaran, penyerapan bunyi, kekuatan hentaman dan sifat-sifat lain. Oleh itu, mengukuhkan aloi Al dengan gentian boron dengan ketara meningkatkan ciri mekanikalnya dan memungkinkan untuk meningkatkan suhu operasi aloi daripada 250-300 kepada 450-500 °C. Tetulang dengan wayar (dari W dan Mo) dan gentian sebatian refraktori digunakan untuk mencipta bahan komposit tahan haba berdasarkan Ni, Cr, Co, Ti dan aloinya. Oleh itu, aloi Ni tahan haba yang diperkukuh dengan gentian boleh beroperasi pada 1300-1350 °C. Dalam pembuatan bahan komposit gentian logam, penggunaan matriks logam pada pengisi dilakukan terutamanya daripada leburan bahan matriks, melalui pemendapan elektrokimia atau sputtering. Pengacuan produk dijalankan oleh Ch. arr. dengan meresapi bingkai yang diperbuat daripada gentian penguat dengan logam cair di bawah tekanan sehingga 10 MPa atau dengan menggabungkan kerajang (bahan matriks) dengan gentian pengukuhan menggunakan penggulungan, penekanan, penyemperitan di bawah pemanasan. kepada takat lebur bahan matriks.
• Salah satu kaedah teknologi biasa untuk pembuatan bahan polimer dan logam. bahan komposit berserabut dan berlapis - menumbuhkan hablur pengisi dalam matriks secara langsung semasa proses pembuatan bahagian. Kaedah ini digunakan, sebagai contoh, apabila membuat eutektik. aloi tahan haba berasaskan Ni dan Co. Pengaduan leburan dengan karbida dan antara logam. sebatian, yang membentuk hablur berserabut atau seperti plat apabila disejukkan dalam keadaan terkawal, membawa kepada pengukuhan aloi dan memungkinkan untuk meningkatkan suhu operasinya sebanyak 60-80 oC. bahan komposit berasaskan karbon menggabungkan ketumpatan rendah dengan kekonduksian haba yang tinggi, kimia. ketahanan, ketekalan dimensi dengan perubahan mendadak dalam suhu, serta dengan peningkatan kekuatan dan modulus elastik apabila dipanaskan hingga 2000 ° C dalam persekitaran lengai. Untuk kaedah menghasilkan bahan komposit karbon-karbon, lihat Plastik karbon. Bahan komposit berkekuatan tinggi berdasarkan seramik diperoleh dengan tetulang dengan pengisi berserabut, serta logam. dan seramik zarah terserak. Pengukuhan dengan gentian SiC berterusan memungkinkan untuk mendapatkan bahan komposit yang dicirikan oleh lebih tinggi kelikatan, kekuatan lenturan dan rintangan tinggi terhadap pengoksidaan pada suhu tinggi. Walau bagaimanapun, mengukuhkan seramik dengan gentian tidak selalu membawa kepada ini. meningkatkan sifat kekuatannya kerana kekurangan keadaan anjal bahan apabila nilai tinggi modulus keanjalannya. Pengukuhan dengan logam tersebar zarah membolehkan anda membuat seramik-logam. bahan (cermet) dengan lebih tinggi kekuatan, kekonduksian haba, rintangan kepada kejutan haba. Dalam pembuatan seramik Bahan komposit biasanya digunakan dengan menekan panas, menekan dengan yang terakhir. pensinteran, tuangan gelincir (lihat juga Seramik). Pengukuhan bahan dengan bahan logam tersebar. zarah membawa kepada peningkatan mendadak dalam kekuatan kerana penciptaan halangan kepada pergerakan kehelan. Pengukuhan sedemikian ch. arr. digunakan dalam penciptaan aloi kromium-nikel tahan haba. Bahan-bahan diperoleh dengan memasukkan zarah halus ke dalam logam cair dengan yang terakhir. pemprosesan konvensional jongkong menjadi produk. Pengenalan, sebagai contoh, ThO2 atau ZrO2 ke dalam aloi memungkinkan untuk mendapatkan aloi tahan haba yang diperkuatkan serakan yang beroperasi untuk masa yang lama di bawah beban pada 1100-1200 °C (had prestasi aloi tahan haba konvensional di bawah keadaan yang sama ialah 1000-1050 °C). Arah yang menjanjikan untuk mencipta bahan komposit berkekuatan tinggi ialah pengukuhan bahan dengan misai (kumis), yang, kerana diameternya yang kecil, boleh dikatakan bebas daripada kecacatan yang terdapat pada kristal yang lebih besar dan mempunyai kekuatan yang tinggi. maks. praktikal Yang menarik ialah kristal Al2O3, BeO, SiC, B4C, Si3N4, AlN dan grafit dengan diameter 1-30 mikron dan panjang 0.3-15 mm. Pengisi sedemikian digunakan dalam bentuk benang berorientasikan atau bahan berlapis isotropik seperti kertas, kadbod, dan felt. bahan komposit berasaskan matriks epoksi dan misai ThO2 (30% mengikut berat) mempunyai kekuatan tegangan 0.6 GPa dan modulus keanjalan 70 GPa. Pengenalan hablur misai ke dalam komposisi boleh memberikan gabungan sifat elektrik dan magnet yang luar biasa. Pilihan dan tujuan bahan komposit sebahagian besarnya ditentukan oleh keadaan pemuatan dan operasi bahagian atau struktur, teknologi. kemungkinan. Bahan komposit polimer yang paling mudah diakses dan dikuasai ialah julat besar matriks dalam bentuk termoset dan termoplastik. polimer menyediakan pelbagai pilihan bahan komposit untuk kerja dari negatif. suhu sehingga 100-200°C - untuk organoplastik, sehingga 300-400°C - untuk plastik kaca, karbon dan boron. Bahan komposit polimer dengan poliester dan matriks epoksi beroperasi sehingga 120-200 °C, dengan fenol-formaldehid - sehingga 200-300 ° C, polimida dan silikon. - sehingga 250-400°C. metalik bahan komposit berasaskan Al, Mg dan aloinya, diperkukuh dengan gentian dari B, C, SiC, digunakan sehingga 400-500°C; bahan komposit berasaskan aloi Ni dan Co beroperasi pada suhu sehingga 1100-1200 ° C, berdasarkan logam dan sebatian refraktori. - sehingga 1500-1700°C, berdasarkan karbon dan seramik - sehingga 1700-2000°C. Penggunaan komposit sebagai peralatan struktur, pelindung haba, anti geseran, radio dan elektrik. dan bahan lain memungkinkan untuk mengurangkan berat struktur, meningkatkan sumber dan kuasa mesin dan unit, dan mencipta unit, bahagian dan struktur baharu secara asasnya. Semua jenis bahan komposit digunakan dalam industri kimia, tekstil, perlombongan, metalurgi, kejuruteraan mekanikal, pengangkutan, untuk pembuatan peralatan sukan, dsb.
• pembinaan aluminium polimer komposit
• 3. PENILAIAN MATRIKS DAN REINFORMER DALAM PEMBENTUKAN SIFAT KOMPOSIT
• 3.1 BAHAN KOMPOSIT DENGAN MATRIK LOGAM
• Bahan komposit terdiri daripada matriks logam (biasanya Al, Mg, Ni dan aloinya), diperkuat dengan gentian berkekuatan tinggi (bahan gentian) atau zarah refraktori terdispersi halus yang tidak larut dalam logam asas (bahan diperkuatkan penyebaran). Matriks logam mengikat gentian (zarah tersebar) menjadi satu keseluruhan. Serat (zarah tersebar) ditambah pengikat (matriks) yang membentuk satu atau komposisi lain dipanggil bahan komposit.
• 3.2 BAHAN KOMPOSIT DENGAN MATRIKS BUKAN LOGAM
• Bahan komposit dengan matriks bukan logam telah menemui aplikasi yang luas. Bahan polimer, karbon dan seramik digunakan sebagai matriks bukan logam. Matriks polimer yang paling banyak digunakan ialah epoksi, fenol-formaldehid dan poliamida. Matriks karbon coked atau pirokarbon diperoleh daripada polimer sintetik yang tertakluk kepada pirolisis. Matriks mengikat komposisi, memberikannya bentuk. Penguat adalah gentian: kaca, karbon, boron, organik, berdasarkan kristal kumis (oksida, karbida, borida, nitrida dan lain-lain), serta logam (wayar), yang mempunyai kekuatan dan ketegaran yang tinggi. Sifat bahan komposit bergantung kepada komposisi komponen, gabungannya, nisbah kuantitatif dan kekuatan ikatan antara mereka. Bahan pengukuhan boleh dalam bentuk gentian, helai, benang, pita, fabrik berbilang lapisan. Kandungan pengeras dalam bahan berorientasikan ialah 60-80 vol.%, dalam bahan tidak berorientasikan (dengan gentian diskret dan misai) 20-30 vol.%. Semakin tinggi kekuatan dan modulus keanjalan gentian, semakin tinggi kekuatan dan kekukuhan bahan komposit. Sifat-sifat matriks menentukan kekuatan komposisi dalam ricih dan mampatan dan rintangan kepada kegagalan lesu. Berdasarkan jenis tetulang, bahan komposit dikelaskan kepada gentian kaca, gentian karbon dengan gentian karbon, gentian boron dan gentian organo. Dalam bahan berlapis, gentian, benang, pita yang diresapi dengan pengikat diletakkan selari antara satu sama lain dalam satah peletakan. Lapisan rata dipasang ke dalam plat. Sifatnya adalah anisotropik. Untuk bahan berfungsi dalam produk, adalah penting untuk mengambil kira arah beban bertindak. Ia adalah mungkin untuk mencipta bahan dengan kedua-dua sifat isotropik dan anisotropik. Gentian boleh diletakkan pada sudut yang berbeza, mengubah sifat bahan komposit. Ketegaran lentur dan kilasan bahan bergantung pada susunan lapisan diletakkan merentasi ketebalan bungkusan. Peneguh tiga, empat atau lebih benang digunakan. Struktur yang paling banyak digunakan ialah struktur tiga utas yang saling berserenjang. Pengukuh boleh terletak pada arah paksi, jejari dan lilitan. Bahan tiga dimensi boleh mempunyai sebarang ketebalan dalam bentuk blok atau silinder. Fabrik besar meningkatkan kekuatan kulit dan kekuatan ricih berbanding fabrik berlamina. Sistem empat utas dibina dengan mengurai tetulang di sepanjang pepenjuru kubus. Struktur empat benang adalah keseimbangan dan telah meningkatkan ketegaran ricih dalam satah utama. Walau bagaimanapun, mencipta bahan empat arah adalah lebih sukar daripada mencipta bahan tiga arah.
• 4 . BAHAN BINAAN - KOMPOSIT
• 4.1 POLIMER DALAM PEMBINAAN
• Bercakap tentang penggunaan bahan baru berasaskan plastik dalam industri pembinaan, perlu diperhatikan perkara berikut. Jika dalam kejuruteraan awam bahan "tradisional" digunakan terutamanya, maka dalam sektor seperti pembinaan jambatan, kereta api, jambatan, dsb. komposit polimer terdapat prospek yang baik.
• Pembinaan ialah istilah samar-samar yang merangkumi pelbagai jenis beban mekanikal, mulai daripada beban ringan sehingga panel, kepungan, perumah peralatan atau dinding kalis bunyi dikenakan, hingga melampau. tekanan tinggi, penyokong jambatan mana yang boleh tahan. Untuk mencari penyelesaian yang boleh digunakan untuk situasi yang berbeza ini, plastik atau komposit yang telah dimurnikan digunakan dalam kejuruteraan awam:
• - Biasanya digunakan dalam struktur bangunan ringan.
• - Kadang-kadang digunakan dalam struktur khusus (niche) - Ditujukan secara eksklusif untuk struktur bangunan besar, seperti jambatan.
• Rajah 1 menunjukkan beberapa contoh.
• Rajah 1: Membina struktur dalam kejuruteraan awam .
• Kejuruteraan awam menggunakan bahan tradisional seperti konkrit dan keluli, yang mempunyai kos komponen yang rendah tetapi kos pemprosesan dan pemasangan yang tinggi serta kebolehmesinan yang rendah. Hasil daripada pengenalan plastik mungkin seperti berikut: :
• - Pengurangan kos akhir.
• - Peningkatan produktiviti.
• - Penurunan berat badan.
• - Peningkatan keupayaan reka bentuk berbanding kayu dan logam.
• - Rintangan kakisan.
• - Mudah dikendalikan dan dipasang.
• - Polimer tertentu boleh menghantar cahaya dan juga menjadi lutsinar.
• - Penyelenggaraan yang mudah.
• - Sifat penebat.
• Sebaliknya, penuaan dan rintangan mekanikal harus diambil kira. Walau bagaimanapun, beberapa projek yang dibina pada pertengahan 1950-an menggunakan poliester bertetulang gentian kaca telah menunjukkan ketahanan yang ketara.
• Industri kejuruteraan awam adalah industri konservatif dan halangan untuk meluaskan penggunaan plastik dan komposit termasuk: :
• - Pengetahuan yang lemah dan sedikit pengalaman dalam bekerja dengan bahan-bahan ini dalam industri kejuruteraan awam.
• - Kesukaran dalam memindahkan pengalaman yang terkumpul dalam industri lain.
• - Kesukaran dalam memilih dan mensaiz bahan ini.
• - Sukar persefahaman antara wakil pelbagai profesion dengan mentaliti yang sangat berbeza.
• - Pendapat tentang plastik yang telah berkembang dalam masyarakat.
• - Keadaan persekitaran yang teruk di tapak pembinaan.
• - Syarat permohonan yang sukar yang tidak sepenuhnya bertepatan dengan amalan dan kelayakan pembina.
• Tindak balas progresif plastik terhadap permintaan pembinaan yang semakin meningkat: daripada termoplastik ditapis kepada komposit gentian karbon berorientasikan Komposit sangat diminati oleh industri pembinaan kerana nisbah prestasi/berat/kos akhir yang tinggi.
• Selain itu, keupayaan untuk menetapkan arah dalam tetulang komposit mengembangkan kemungkinan reka bentuk berbanding keluli.
• Jadual 1 membandingkan beberapa kes, tetapi terdapat juga penyelesaian perantaraan lain.
• Jadual 1: Contoh sifat daripada termoplastik tulen kepada komposit satu arah

Plastik dan plastik yang ditapis diperkukuh dengan gentian kaca pendek
Ciri	Poliuretana dihasilkan oleh pengacuan suntikan tindak balas yang dipertingkatkan	Polimetilmetakrilat untuk dinding kalis bunyi
gentian kaca,%
Ketumpatan, g/cm3
Kekuatan tegangan, MPa
Ketegangan semasa rehat,%
Modulus lentur, GPa
Kesan takuk mengikut Izod, kJ/m2
Plastik termoset bertetulang gentian kaca untuk BMC (premix pengacuan mampatan berisi kaca) dan SMC (bahan acuan lembaran)
Ciri
Berat gentian kaca
Ketumpatan, g/cm3
Kekuatan tegangan, MPa
Ketegangan semasa rehat,%
Modulus lentur, GPa
Kesan takuk Izod, J/m
Resin epoksi diperkukuh dengan gentian karbon satu arah
Berat gentian karbon,%
Ketumpatan, g/cm3
Kekuatan tegangan, MPa
Ketegangan semasa rehat,%
Modulus lentur, GPa

Rajah 2 menunjukkan gambar rajah peningkatan kecekapan mekanikal mengikut tetulang polimer.

Rajah 2: Kecekapan mekanikal plastik.

Kos bahan untuk komposit sentiasa melebihi kos untuk logam, dan yang paling mahal ialah tetulang gentian karbon (lihat Rajah 3). Kos untuk plastik dan komposit ini diimbangi oleh faedah lain.

Rajah 3: Kos perbandingan komposit dan logam.

Sebagai pertukaran untuk kos bahan yang tinggi, komposit menawarkan satu set unik sifat menarik:

Pengurangan berat - Mengurangkan kos pemasangan - Pemasangan - Mengurangkan kos operasi - Mengurangkan kos asas - Rintangan kakisan - Keselamatan.

Pengurangan berat Ketumpatan keluli melebihi ketumpatan komposit oleh faktor-faktor berikut:

3.9 berbanding epoksi bertetulang gentian kaca.

5.1 berbanding epoksi bertetulang gentian karbon.

5.8 berbanding epoksi bertetulang gentian Kevlar.

Potensi penjimatan berat menggunakan komposit dan bukannya keluli adalah kurang ketara. Dalam kebanyakan penyelesaian yang dicadangkan pada masa ini, ia boleh dianggarkan pada kira-kira 15-30%.

4.2 KOMPOSIT DAN KONKRIT

Kelebihan bahan komposit ditunjukkan dengan baik dalam tetulang dan pembinaan konkrit.

Murah dan serba boleh, konkrit adalah salah satu bahan binaan terbaik dalam banyak tawaran. Komposit sebenar, konkrit tipikal terdiri daripada kerikil dan pasir yang diikat bersama dalam matriks simen, dengan tetulang logam biasanya ditambah untuk meningkatkan kekuatan. Konkrit berkelakuan cemerlang dalam pemampatan, tetapi menjadi rapuh dan lemah dalam ketegangan. Tegasan tegangan, serta pengecutan plastik semasa pengawetan, membawa kepada keretakan yang menyerap air, yang akhirnya membawa kepada kakisan tetulang logam dan kehilangan integriti konkrit yang ketara apabila logam gagal.

Pengukuhan komposit telah memantapkan dirinya dalam pasaran pembinaan kerana ketahanannya yang terbukti terhadap kakisan. Garis panduan reka bentuk dan protokol ujian yang baharu dan dikemas kini memudahkan jurutera memilih plastik bertetulang.

Plastik bertetulang gentian (gentian kaca, plastik basalt) telah lama dianggap sebagai bahan yang boleh meningkatkan ciri-ciri konkrit.

Pengukuhan komposit: teknologi yang diiktiraf.

Sepanjang 15 tahun yang lalu, rebar komposit telah beralih daripada prototaip eksperimen kepada pengganti keluli yang berkesan dalam banyak projek, terutamanya apabila harga keluli telah meningkat. "Rebar gentian kaca banyak digunakan dan ia adalah pasaran yang sangat kompetitif."

Bagi sesetengah projek reka bentuk, seperti peralatan pengimejan resonans magnetik di hospital, atau berdekatan dengan pondok tol yang menggunakan teknologi RFID untuk mengenal pasti siapa yang telah membayar, rebar komposit adalah satu-satunya pilihan. Tetulang keluli tidak boleh digunakan kerana ia mengganggu isyarat elektromagnet. Selain telus elektromagnet, rebar komposit juga sangat tahan terhadap kakisan, ringan - kira-kira satu perempat berat keluli - dan merupakan penebat haba kerana ia menghalang haba daripada mengalir ke dalam struktur bangunan.

Jerat Komposit dalam Panel Konkrit Pratuang: Jerat epoksi karbon C-GRID berpotensi tinggi menggantikan keluli tradisional atau rebar dalam struktur pratuang sebagai tetulang sekunder.

C-GRID ialah grid tunda resin karbon/epoksi yang besar. Digunakan sebagai pengganti untuk tetulang mesh keluli kitar semula dalam panel konkrit dan aplikasi seni bina. Saiz jaringan berbeza-beza bergantung pada konkrit dan jenis agregat, serta keperluan kekuatan panel

Konkrit bertetulang gentian: kemunculan kekuatan.

Penggunaan gentian pendek dalam konkrit untuk memperbaiki sifatnya telah menjadi teknologi yang mantap selama beberapa dekad, bahkan berabad-abad lamanya, memandangkan bahawa dalam Empayar Rom mortar diperkuat dengan bulu kuda. Pengukuhan gentian meningkatkan kekuatan dan keanjalan konkrit (keupayaan untuk mengalami ubah bentuk plastik tanpa patah) dengan mengekalkan sebahagian daripada beban apabila matriks rosak dan menghalang pertumbuhan retak.

"Menambah gentian membolehkan bahan berubah bentuk secara plastik dan menahan beban tegangan."

Konkrit bertetulang gentian digunakan untuk membuat rasuk jambatan prategasan ini. Penggunaan tetulang tidak diperlukan kerana keanjalan dan kekuatan bahan yang tinggi, yang diberikan kepadanya oleh gentian pengukuhan keluli yang ditambah kepada campuran konkrit.

4.3 PANEL KOMPOSIT ALUMINIUM

Bahan komposit aluminium adalah panel yang terdiri daripada dua kepingan aluminium dan pengisi plastik atau mineral di antara mereka. Struktur komposit bahan memberikannya ringan dan kekuatan tinggi digabungkan dengan keanjalan dan ketahanan terhadap patah. Rawatan permukaan kimia dan cat menyediakan bahan dengan ketahanan yang sangat baik terhadap kakisan dan turun naik suhu. Terima kasih kepada gabungan ini sifat unik, bahan komposit aluminium adalah salah satu yang paling popular dalam pembinaan.

Komposit aluminium mempunyai beberapa kelebihan yang ketara, memastikan popularitinya yang semakin meningkat sebagai bahan kemasan setiap tahun.

Berat minimum digabungkan dengan ketegaran yang tinggi. Panel AKM dicirikan oleh berat rendah kerana penggunaan kepingan penutup aluminium dan lapisan tengah yang ringan dalam kombinasi dengan ketegaran yang tinggi, ditentukan oleh gabungan bahan di atas. Apabila digunakan pada struktur fasad, keadaan ini membezakan AKM daripada bahan alternatif, seperti kepingan aluminium dan keluli, granit seramik, papan simen gentian. Penggunaan bahan komposit aluminium dengan ketara mengurangkan berat keseluruhan struktur fasad pengudaraan.

Kerataan bahan. Bahan komposit aluminium boleh menahan kilasan. Sebabnya ialah penggunaan lapisan atas dengan menggulung. Kerataan dipastikan dengan penggunaan rolling bukannya menekan konvensional, yang memberikan keseragaman tinggi aplikasi lapisan. Kerataan maksimum ialah 2 mm setiap 1220 mm panjang, iaitu 0.16% daripada yang terakhir.

Kelestarian salutan cat untuk mempengaruhi persekitaran. Terima kasih kepada salutan berbilang lapisan yang sangat stabil, bahan tidak kehilangan keamatan warna dalam jangka masa yang lama apabila terdedah kepada warna cerah dan komponen atmosfera yang agresif.

Pelbagai pilihan warna dan tekstur. Bahan ini dihasilkan dengan salutan yang diperbuat daripada cat: warna pepejal dan warna metalik dalam sebarang julat warna dan warna, salutan batu dan kayu. Di samping itu, panel dengan salutan krom dan emas, panel dengan permukaan bertekstur, panel dengan salutan yang digilap keluli tahan karat, titanium, tembaga.

Rintangan haus am. Panel AKM mempunyai struktur kompleks yang dibentuk oleh kepingan aluminium dan pengisi lapisan tengah. Gabungan bahan-bahan ini memberikan panel dengan ketegaran digabungkan dengan keanjalan, yang menjadikan AKM tahan terhadap beban dan ubah bentuk yang dicipta oleh persekitaran. Bahan tidak kehilangan sifatnya untuk masa yang sangat lama.

Rintangan kakisan. Rintangan bahan terhadap kakisan ditentukan oleh penggunaan kepingan aloi aluminium dalam struktur panel, dilindungi oleh salutan cat berbilang lapisan. Sekiranya berlaku kerosakan pada salutan, permukaan helaian dilindungi oleh pembentukan filem oksida

Ciri kalis bunyi. Struktur komposit panel AKM menyediakan penebat bunyi yang baik, menyerap gelombang bunyi dan getaran.

Kebolehmesinan bahan. Panel mudah menerima jenis pemprosesan mekanikal seperti lenturan, pemotongan, pengilangan, penggerudian, penggulungan, kimpalan, pelekatan, tanpa merosakkan salutan atau mengganggu struktur bahan. Di bawah beban yang timbul semasa lenturan panel, termasuk jejari, tiada delaminasi panel atau kerosakan pada lapisan permukaan, seperti retak kepingan aluminium dan salutan cat. Semasa pengeluaran di kilang, panel dilindungi daripada kerosakan mekanikal oleh filem khas, yang dikeluarkan selepas selesai kerja pemasangan.

Membentuk. Panel mudah mengambil hampir semua bentuk tertentu, seperti jejari. Kesesuaian bahan untuk pematerian memungkinkan untuk mencapai geometri produk yang kompleks, yang mustahil dengan mana-mana bahan menghadap lain kecuali aluminium, yang mana AKM jauh lebih unggul dalam berat.

Reka bentuk estetik. Penggunaan bahan komposit aluminium membolehkan penciptaan panel pelapisan pelbagai saiz dan bentuk, menjadikan bahan ini sangat diperlukan untuk menyelesaikan masalah seni bina yang kompleks.

Hayat perkhidmatan yang panjang. AKM tahan pendedahan untuk masa yang lama persekitaran luaran, seperti cahaya matahari, pemendakan, beban angin, turun naik suhu, terima kasih kepada penggunaan salutan yang stabil dan gabungan ketegaran dan keanjalan yang dicapai dalam bahan. Anggaran hayat perkhidmatan panel luar adalah kira-kira 50 tahun.

Penyelenggaraan minimum semasa operasi. Kehadiran salutan berkualiti tinggi membantu panel membersihkan diri daripada bahan cemar luaran. Panel juga mudah dibersihkan dengan pembersih yang tidak agresif.

KESIMPULAN

Dua jalan yang menjanjikan sedang terbuka bahan gabungan, diperkukuh sama ada dengan gentian atau pepejal tersebar.

Yang pertama memperkenalkan gentian kekuatan tinggi terbaik kaca, karbon, boron, berilium, keluli atau kristal tunggal seperti benang ke dalam logam bukan organik atau matriks polimer organik. Hasil daripada gabungan ini, kekuatan maksimum digabungkan dengan modulus elastik yang tinggi dan ketumpatan rendah. Bahan komposit adalah tepat bahan masa depan.

Bahan komposit ialah bahan struktur (logam atau bukan logam) yang mengandungi unsur-unsur penguat dalam bentuk benang, gentian atau kepingan bahan yang lebih kuat. Contoh bahan komposit: plastik yang diperkuat dengan boron, karbon, gentian kaca, helai atau fabrik berdasarkannya; aluminium diperkuat dengan benang keluli dan berilium.

Dengan menggabungkan kandungan isipadu komponen, adalah mungkin untuk mendapatkan bahan komposit dengan nilai kekuatan yang diperlukan, rintangan haba, modulus elastik, rintangan kasar, serta mencipta komposisi dengan magnet, dielektrik, penyerap radio dan lain-lain yang diperlukan. sifat khas.

SENARAI RUJUKAN YANG DIGUNAKAN

Gorchakov G.I., Bazhenov Yu.M. Bahan binaan. - M.: Stroyizdat, 1986.

Mikulsky V.G., Gorchakov G.I., Kozlov V.V., Kupriyanov V.N., Orentlikher L.P., Rakhimov R.Z., Sakharov G.P., Khrulev V.M. Bahan pembinaan / Disunting oleh V.G. Mikulsky. - M.: ASV, 1996, 2000.

Rybyev I.A., Arefieva T.N., Baskakov N.S., Kazenova E.P., Korovnikov B.D., Rybyeva T.G. Kursus am bahan binaan / Ed. I.A. Rybyeva. M.: Sekolah Tinggi, 1987.

Khigerovich M.I., Gorchakov G.I., Rybyev I.A., Domokeev A.G., Erofeeva E.A., Orentlikher L.P., Popov L.N., Popov K.N. Bahan pembinaan / Disunting oleh G.I. Gorchakova. - M: Sekolah Tinggi, 1982.

Evald V.V. Bahan binaan, pengeluarannya, sifat dan ujian. - S. -Pb. -L. -M: 1896-1933, edisi ke-14.

Bahan komposit struktur gentian K., 1970.

Konkin A.A., Karbon dan bahan gentian tahan haba yang lain, M., 1974.

Bahan komposit, trans. daripada bahasa Inggeris, jld 1-8, M., 1978.

Pengisi untuk bahan komposit polimer, trans. daripada English, M., 1981.

Saifulin R.S., Bahan komposit tak organik, M., 1983.

Buku Panduan Bahan Komposit, disunting oleh D. Lubina, per. daripada bahasa Inggeris, buku. Saya 2, M., 1988.

Arah utama pembangunan bahan termoplastik komposit, M. . 1988.

Disiarkan di Allbest.ru

...

Dokumen yang serupa

Maklumat tentang bahan komposit yang mempunyai dua komponen: elemen pengukuhan dan matriks. kelebihan mereka. Tingkah laku mekanikal komposit, kecekapan dan prestasi bahan. Komposisi dan struktur komposit. Sifat bahan komposit.

abstrak, ditambah 02/08/2009


Pengelasan bahan komposit: polimer, logam dan matriks bukan organik (seramik). Komposisi, struktur dan sifat komposit dan ramalan sifatnya. Kriteria utama untuk menggabungkan komponen dan kecekapan ekonominya.

abstrak, ditambah 11/20/2010


Maklumat am tentang bahan binaan. Pengaruh pelbagai faktor terhadap sifat campuran konkrit. Komposisi, teknologi pembuatan dan penggunaan dalam pembinaan bahan bumbung seramik, saliran dan paip pembetung, agregat konkrit.

ujian, ditambah 07/05/2010


Maklumat am tentang bahan binaan. Struktur dan komposisi kimia konkrit, sifat fizikal dan mekanikalnya. Jenis bata yang paling terkenal, ciri visual dan geometri mereka. Kandungan lembapan kayu dan sifat yang berkaitan dengannya.

pembentangan, ditambah 02/19/2014


Sejarah pembinaan aloi aluminium, sifat fizikal dan mekanikal mereka, pelbagai, cara sambungan. Prinsip Reka Bentuk Asas struktur aluminium dalam pembinaan. Ciri-ciri sambungan kimpalan, rivet, bolted dan pelekat.

kerja kursus, ditambah 12/13/2011


Aplikasi Berkesan kerja bata dalam pembinaan. "Pengudaraan" dinding gabungan. Sampul bangunan yang cekap haba untuk kediaman dan bangunan awam. Asas fizikal untuk menyeragamkan sifat terma batu bata dan batu seramik.

kerja kursus, ditambah 02/04/2012


Klasifikasi bahan binaan. Keperluan untuk komponen konkrit, faktor yang mempengaruhi kekuatan dan kebolehkerjaannya. Konkrit selular dan berliang, penggunaannya dalam pembinaan. Bahan cat dan varnis dan logam, kegunaannya dalam pembinaan.

ujian, ditambah 05/05/2014


Penyelesaian yang membina untuk bangunan kediaman panel 9 tingkat. Bahan asas yang digunakan dalam pembinaan industri. Panel untuk dinding luaran. Elemen struktur bangunan kediaman. Kaedah meletakkan bata. Nomenklatur loji produk konkrit bertetulang.

laporan amalan, ditambah 06/22/2015


Penggunaan kayu dalam pembinaan, penilaian sifat positif dan negatifnya. Cara unsur penghubung struktur kayu. Pengiraan struktur platform kerja, panel bumbung dan purlin, rasuk terpaku, rak termampat berpusat (lajur).

kerja kursus, ditambah 03/12/2015


Maklumat am tentang menghadapi bahan. Ciri fungsi panel berdasarkan papan serpai, papan gentian, MDF, serta bahan yang digunakan untuk hiasan dinding. Plaster hiasan, panel plastik. Bahan bukan tradisional untuk hiasan dalaman.

Beberapa bidang penggunaan PCM dalam industri pembinaan di Rusia dan di luar negara, kelebihan dan kekurangan PCM berbanding dengan bahan tradisional dipertimbangkan. Trend dalam pembangunan teknologi untuk pembuatan dan penggunaan produk seperti tetulang komposit dan dek jambatan komposit dibentangkan. Faktor pengehad utama untuk pembangunan pasaran PCM untuk tujuan pembinaan di Rusia telah dikenal pasti.

Pada masa ini, pasaran dunia menyaksikan peningkatan dalam penggunaan PCM dalam industri pembinaan. Oleh itu, pada tahun 2010, jumlah pasaran bahan komposit polimer (PCM) dalam segmen "pembinaan" berjumlah ~3.1 juta dolar (~17% daripada jumlah keseluruhan). Menurut pakar, jumlah segmen ini akan meningkat menjelang 2015 kepada $4.4 juta. Penggunaan PCM dalam pembinaan memungkinkan untuk mengurangkan berat struktur bangunan, meningkatkan rintangan kakisan dan rintangan kepada faktor iklim yang buruk, memanjangkan masa antara pembaikan, dan menjalankan pembaikan dan pengukuhan struktur dengan perbelanjaan sumber dan masa yang minimum. Walau bagaimanapun, perlu diingatkan bahawa pembangunan pasaran PCM domestik untuk tujuan pembinaan, serta keseluruhan pasaran PCM secara keseluruhan, adalah jauh lebih rendah daripada pasaran global. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, beberapa langkah telah diambil bertujuan untuk membangunkan teknologi dan pengeluaran PCM, termasuk pembentukan pada 2010 platform teknologi "Bahan dan Teknologi Komposit Polimer". Salah satu pemula penciptaan platform teknologi ialah VIAM, yang mengambil bahagian aktif dalam pembangunan industri komposit dan pembentukan pasaran untuk bahan komposit dan teknologi berkaitan di Persekutuan Rusia, bukan sahaja dalam segmen industri penerbangan. , tetapi juga dalam segmen lain, termasuk pembinaan.

Seperti yang dinyatakan di atas, segmen "pembinaan" menduduki sebahagian besar pasaran PCM. Bidang utama penggunaan PCM ialah: tetulang dan sambungan fleksibel; cerucuk lembaran dan pagar; panel sandwic, profil tingkap dan pintu; elemen struktur jambatan (jambatan pejalan kaki, lintasan, elemen galas beban, elemen pagar, dek, kabel tinggal kabel); sistem tetulang luaran.

Dengan mengambil kira keperluan mendesak untuk pembinaan berskala besar baru dan pembinaan semula kemudahan infrastruktur pengangkutan sedia ada, perhatian utama dalam artikel ini akan diberikan kepada bidang aplikasi PCM seperti tetulang komposit dan elemen struktur jambatan.

Di luar negara, pengenalan meluas tetulang komposit sebagai bahan pengukuhan untuk membina struktur konkrit bermula pada tahun 80-an abad yang lalu, terutamanya dalam pembinaan jambatan dan jalan raya. Di Kesatuan Soviet, kerja penyelidikan dan pembangunan mengenai pembangunan dan penggunaan tetulang komposit bermula pada 50-an abad yang lalu. Pada tahun 1963, sebuah bengkel untuk pengeluaran perintis tetulang gentian kaca telah mula beroperasi di Polotsk, dan pada tahun 1976, "Cadangan untuk pengiraan struktur dengan tetulang gentian kaca" telah dibangunkan di NIIZHB dan ISiA. Oleh itu, asas saintifik dan teknikal untuk pengeluaran tetulang komposit telah dicipta semula di Kesatuan Soviet. Tetulang komposit berasaskan pengisi gentian berterusan dan matriks polimer mempunyai beberapa kelebihan yang ketara berbanding dengan tetulang keluli (termasuk salutan anti-karat), termasuk ketumpatan rendah (4 kali lebih ringan daripada keluli), rintangan kakisan yang tinggi, kekonduksian terma yang rendah, sifat dielektrik dan kekuatan yang lebih tinggi. Ketumpatan rendah dan rintangan kakisan dan kimia yang tinggi amat penting dalam pembinaan infrastruktur pengangkutan (jalan raya, jambatan, jejantas), struktur pantai dan pelabuhan.

Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, di Rusia terdapat peningkatan mendadak dalam minat dalam pengeluaran tetulang komposit yang bertujuan untuk mengukuhkan struktur bangunan konkrit. Gentian kaca, gentian basalt berterusan, dan gentian karbon boleh digunakan sebagai pengisi pengukuhan dalam tetulang. Kaedah yang paling biasa untuk menghasilkan kaca komposit atau tetulang plastik basalt ialah pultrusion bukan pengisi (needletrusion, plaintrusion). Antara pengeluar domestik kaca dan tetulang plastik basalt ialah Biysk Fiberglass Plant LLC, Galen LLC, Moscow Plant LLC bahan komposit"dan lain-lain lagi. Pengukuhan gentian karbon dihasilkan oleh Syarikat Induk Komposit. Dalam jadual 1 dan 2 menunjukkan ciri-ciri tetulang komposit dalam dan luar negara.

Jadual 1

Ciri-ciri tetulang komposit Rusia

Ciri
	gentian kaca			gentian karbon
	TU 2296-001-20994511-2006 (Biysk Fiberglass Plant LLC)	TU 5714-007-13101102-2009 (Galen LLC)	TU 5769-001-09102892-2012 (Moscow Composite Materials Plant LLC)	TU 1916-001-60513556-2010 (HC "Komposit")
Kekuatan tegangan, MPa

Jadual 2

Ciri-ciri tetulang komposit asing

Ciri	Nilai ciri untuk tetulang komposit
	gentian kaca		gentian karbon
	Kaca V-rod HM (Pultrall)	Aslan 100 (Hughes	Aslan 200 (Hughes
Kekuatan tegangan pada kekuatan tegangan, MPa
Modulus keanjalan tegangan, GPa
Pemanjangan semasa putus, %

Dapat dilihat bahawa sampel tetulang komposit Rusia tidak kalah dalam ciri-cirinya dengan rakan asing mereka. Walau bagaimanapun, tetulang komposit belum digunakan secara meluas dalam amalan pembinaan di Persekutuan Rusia. Salah satu sebab untuk ini, menurut penulis, adalah rangka kerja pengawalseliaan dan teknikal yang tidak mencukupi yang mengawal selia pengeluaran dan penggunaan tetulang komposit. Walaupun pengilang tetulang telah menjalankan kerja penting untuk memudahkan penciptaan GOST yang pantas untuk tetulang komposit, pembangunan beberapa piawaian dan cadangan untuk pereka dan pembina diperlukan. Sebagai perbandingan, di Amerika Syarikat, Institut Konkrit (ACI) pada tahun 2012 mengeluarkan edisi ketiga manual reka bentuk yang pertama kali dikeluarkan pada tahun 1999, manakala cadangan domestik untuk reka bentuk struktur dengan tetulang gentian kaca telah dibangunkan pada tahun 1976. Di samping itu, penggunaan tetulang komposit yang lebih aktif dihalang oleh pengalaman terhad bekerja dengannya oleh kedua-dua pembina, pereka dan arkitek.

Pada masa ini, dua trend utama dalam pembangunan teknologi untuk pembuatan tetulang komposit boleh dikenal pasti di luar negara: penggunaan tetulang dua lapisan dengan teras komposit yang diperkuat dengan gentian berterusan dan kulit luar yang diperkuat dengan pengisi gentian cincang, dan pembangunan teknologi untuk pembuatan tetulang menggunakan matriks polimer termoplastik. Sebagai contoh, pertimbangkan perkembangan teknologi rebar Komposit Inc. dan Plasticomp LLC. Pembangunan pertama Universiti Oregon ialah tetulang komposit berongga dan kaedah untuk pembuatannya. Pengukuhan komposit termasuk teras berongga yang terdiri daripada resin termoset yang diperkuat dengan gentian berterusan, dan lapisan luar - cangkerang yang terdiri daripada resin yang diperkuat dengan gentian cincang. Cangkang luar terikat secara kimia dan fizikal kepada teras pada satu titik dalam proses yang berterusan. Diameter luar dan dalam tetulang, nisbahnya, serta komposisi kulit luar boleh diubah dalam julat yang agak luas, yang memberikan peluang besar untuk menyesuaikan produk dengan keperluan pelbagai pengguna. Di antara kelebihan tetulang komposit tersebut, perlu diperhatikan kemungkinan menggunakan rongga di dalam teras untuk meletakkan kabel elektrik atau gentian optik dan meletakkan sensor untuk keadaan struktur ia juga boleh digunakan untuk membekalkan penyejuk dan dengan itu mencipta rentang jambatan tidak beku. Kehadiran teras berongga akan membolehkan bahagian tetulang disambungkan antara satu sama lain, yang juga akan mengembangkan cara penggunaannya. Lapisan luar, diperkuat dengan gentian cincang, melindungi teras daripada kerosakan mekanikal semasa pengangkutan dan penggunaan, dan juga menghalang penembusan kelembapan ke dalam teras tetulang.

Pembangunan kedua Plasticomp LLC ialah teknologi untuk pembuatan tetulang komposit menggunakan matriks termoplastik. Proses bermula dengan membuat pracampuran dengan menolak pengisi gentian berterusan ke dalam aliran cair pengikat termoplastik bertekanan tinggi dan berkelajuan tinggi. Pisau berputar yang terletak di sepanjang laluan aliran memotong campuran pengisi-matriks berserabut kepada bahagian pendek. Seterusnya, pengadun skru mencampurkan gentian cincang dan matriks termoplastik ke dalam sebatian lebur yang sesuai untuk penyemperitan selanjutnya. Kompaun yang terhasil dimasukkan ke dalam kepala penyemperit berbentuk T, di mana ia digunakan pada pengisi pengukuhan berterusan yang dipra-impregnasi dengan polimer termoplastik (contohnya, menggunakan teknologi pultrusion klasik). Oleh itu, tetulang komposit berdasarkan matriks polimer termoplastik diperolehi, terdiri daripada teras yang diperkuat dengan pengisi gentian berterusan dan cangkerang luar juga diperbuat daripada matriks termoplastik yang diperkuat dengan gentian cincang. Kelebihan sistem sedemikian ialah rintangan yang lebih besar bagi matriks termoplastik terhadap hentaman dan pembentukan retakan mikro, keupayaan untuk memanaskan dan memberikan bentuk yang diperlukan pada bar tetulang, kemungkinan menggunakan bahan mentah polimer kitar semula dan mengitar semula tetulang komposit itu sendiri. . Di samping itu, penggunaan bahan kitar semula untuk matriks termoplastik, serta potensi mempercepatkan proses pembuatan produk (tiada masa pengawetan resin diperlukan, seperti halnya dengan termoplastik), boleh menjadikan proses itu lebih kos efektif. daripada teknologi pembuatan rebar komposit yang digunakan secara tradisional.

Arah utama untuk pembangunan pengeluaran domestik tetulang komposit adalah penggunaan gentian basalt berterusan sebagai pengisi pengukuhan dan pengubahsuaian komposisi pengikat dan peralatan teknologi untuk meningkatkan sifat dan meningkatkan produktiviti pengeluaran.

Oleh kerana ketumpatannya yang rendah dan rintangan yang tinggi terhadap pengaruh alam sekitar yang negatif, PCM boleh memberikan kelebihan yang ketara berbanding bahan yang digunakan secara tradisional dalam pembinaan infrastruktur, termasuk pembinaan jambatan. Jambatan, jejantas, jejantas adalah struktur kejuruteraan kompleks yang tertakluk kepada keperluan tinggi untuk kebolehpercayaan dan ketahanan. Di Amerika Utara dan Eropah, kerja aktif sedang dijalankan ke atas penggunaan PCM dalam pembinaan jambatan. Jambatan yang menggunakan elemen PCM telah dibina selama lebih daripada 15 tahun, dan jumlah pembinaan jambatan tersebut semakin meningkat. Kelas jambatan juga berubah - daripada jambatan pejalan kaki eksperimen pertama kepada jambatan jalan raya sehingga 20 m panjang. Di negara luar, bidang utama penggunaan PCM dalam pembinaan jambatan ialah tetulang komposit, geladak jambatan dan jambatan pejalan kaki. Kerja sedang dijalankan untuk membangunkan dan mencipta kabel tinggal kabel yang diperbuat daripada PCM, serta jambatan pasang siap menggunakan elemen struktur galas beban yang diperbuat daripada PCM. Menurut pengarang karya itu, kawasan yang paling menjanjikan penggunaan PCM ialah jambatan pejalan kaki dan dek jambatan. Perlu diingat bahawa di Persekutuan Rusia, kerja sedang giat dijalankan untuk membangunkan teknologi untuk pembuatan dan reka bentuk jambatan komposit pejalan kaki beberapa kemudahan telah dibina dan berjaya beroperasi, sementara pembangunan, reka bentuk dan penggunaan dek jambatan dibuat daripada bahan komposit atau hibrid menggunakan PCM untuk kereta dan jambatan kereta api kurang perhatian diberikan.

Dek jambatan yang digunakan di luar negara dibahagikan mengikut kaedah pemasangan: diletakkan pada penyokong jambatan atau pada rasuk membujur; dan juga mengikut struktur: multiselular (seperti struktur sarang lebah) atau panel sandwic (papak komposit dengan teras buih di antaranya). Dalam pembuatan geladak, pultrusion dan penggulungan digunakan (penghasilan papak dan struktur berbentuk tiub/kotak antara papak), dan untuk pembuatan panel sandwic, teknologi RTM digunakan. Gentian kaca digunakan sebagai pengisi tetulang gentian berterusan, dan resin poliester, epoksi dan vinil ester digunakan sebagai matriks polimer. Untuk menyambungkan elemen struktur dek, pelekat dan/atau pengancing mekanikal digunakan. Kaedah utama untuk melampirkan lantai PCM kedua-dua elemen sokongan dan satu sama lain adalah kaedah mekanikal(biasanya menggunakan sambungan terkunci) dan pelekatan. Kaedah pengikat mekanikal yang digunakan secara tradisional adalah kaedah yang boleh dipercayai dan terbukti, bagaimanapun, keperluan untuk membuat lubang untuk mengikat pada elemen lantai memburukkan ciri kekuatan dan meningkatkan kepekaan struktur kepada faktor persekitaran. Kaedah pengikat pelekat lebih progresif, kerana ia menyediakan sambungan yang kuat dan cepat tanpa mengganggu struktur bahan (tidak perlu membuat lubang untuk pengikat), namun terdapat beberapa kelemahan, seperti kesukaran bertemu keperluan untuk penyediaan permukaan dan keadaan persekitaran apabila melekat semasa kerja di tapak, kekurangan kaedah semasa untuk kawalan kualiti tidak merosakkan yang boleh dipercayai untuk melekat di tapak - ikatan pelekat tidak berfungsi dengan baik dari segi "delaminasi".

Untuk meningkatkan ciri kebolehpercayaan dan kekuatan geladak, serta mengurangkan kosnya, kerja sedang dijalankan untuk mencipta geladak hibrid menggunakan elemen konkrit atau konkrit bertetulang. Di samping itu, adalah mungkin untuk menggunakan pelbagai kaedah teknologi. Oleh itu, kaedah yang diterangkan dalam kerja penggulungan luaran dek, yang terdiri daripada profil berbentuk kotak yang dibuat oleh penggulungan dan kepingan komposit yang diperolehi oleh pultrusion, dengan pengisi pengukuhan membolehkan untuk meningkatkan kapasiti galas lantai dan ketegarannya.

Sebagai tambahan kepada kelebihan dek PCM seperti ketumpatan rendah, yang membolehkan mengurangkan beban pada sokongan dan mengurangkan penggunaan bahannya, kemudahan pemasangan (memerlukan peralatan dengan kapasiti beban yang lebih rendah, teknologi pemasangan yang lebih mudah) dan rintangan kakisan yang tinggi, yang mengurangkan kos operasi , terdapat beberapa kelemahan dan masalah. Antara kelemahannya ialah kos tinggi dek komposit (di Amerika Syarikat, kos dek PCM adalah 2 kali lebih tinggi daripada kos yang serupa. lantai konkrit bertetulang); kesukaran dalam membangunkan struktur pengikat panel-ke-panel dan panel-ke-membujur yang berkesan; kekurangan piawaian dan garis panduan reka bentuk yang komprehensif; jumlah data yang tidak mencukupi mengenai ciri kekuatan di bawah pengaruh gabungan beban mekanikal dan faktor persekitaran. Dalam hal ini, kerja-kerja yang dikhaskan untuk sistem pengikat, pembangunan cadangan untuk reka bentuk dan pengendalian dek komposit, kaedah untuk meramalkan kekuatan, sifat kemusnahan dan hayat keletihan dek PCM adalah relevan. Bekerja pada penggunaan komposit "pintar", penyepaduan penderia untuk keadaan tekanan-tekanan struktur ke dalam elemen kompositnya, dan penggunaan sistem moden untuk mendiagnosis keadaan struktur juga patut diberi perhatian yang ketara.

Kesimpulannya, perlu diingatkan bahawa terdapat ketinggalan di belakang Amerika Syarikat, sejumlah negara Eropah dan China dalam beberapa cara:

Dalam bidang pembangunan dokumentasi pengawalseliaan dan teknikal untuk pengeluaran dan penggunaan tetulang komposit dan dek jambatan yang diperbuat daripada PCM;

Dalam bidang teknologi pembuatan produk PCM untuk tujuan pembinaan.

Pengalaman yang kurang ketara telah terkumpul dalam penggunaan PCM dalam struktur bangunan dan pengendalian struktur tersebut. Hampir tiada pengeluar peralatan domestik. Walau bagaimanapun, peningkatan minat dalam penggunaan PCM dalam pembinaan, beberapa langkah kerajaan untuk merangsang pasaran bagi bahan komposit, serta usaha pengeluar komposit untuk menambah baik rangka kerja kawal selia dan teknikal mewujudkan keadaan yang menguntungkan untuk mempergiatkan usaha pembangunan dan penggunaan produk PCM keluaran domestik yang kompetitif dalam industri pembinaan.

KESUSASTERAAN

1. Kablov E.N. Arahan strategik untuk pembangunan bahan dan teknologi untuk pemprosesannya untuk tempoh sehingga 2030 //Bahan dan teknologi penerbangan. 2012. No. S. ms 7–17.
2. Grashchenkov D.V., Chursova L.V. Strategi pembangunan untuk komposisi dan bahan berfungsi//Bahan dan teknologi penerbangan. 2012. No. S. ms 231–242.
3. Syor untuk pengiraan struktur dengan tetulang gentian kaca (R-16-78) /NIIZhB dan ISiA. M. 1976. 21 hlm.
4. Lugovoi A.N., Savin V.F. Mengenai penyeragaman pendekatan untuk menilai ciri-ciri rod yang diperbuat daripada bahan komposit polimer gentian // Stroyprofil. 2011. No 4. ms 30–32.
5. GOST 31938–2012 Tetulang polimer komposit untuk mengukuhkan struktur konkrit. Keadaan teknikal am.
6. Malnati P. Revolusi tersembunyi: Rebar FRP mendapat kekuatan // Teknologi Komposit 2011. No. 12. R. 25–29.
7. Struktur rebar bahan komposit berongga, komponen yang berkaitan, dan radas dan metodologi fabrikasi WO 2012/039872; publ. 29/05/2012.
8. Peranti dan kaedah untuk elemen pengukuhan yang lebih baik dengan anggota teras tengah berterusan dengan pembalut termoplastik bertetulang gentian panjang WO 2009/032980; publ. 05/12/2009.
9. Chursova L.V., Kim A.M., Panina N.N., Shvetsov E.P. Pengikat epoksi yang diubah suai nano untuk industri pembinaan //Bahan dan teknologi penerbangan. 2013. No 1. ms 40–47.
10. Keller T. Penggunaan bahan komposit FRP yang disesuaikan dalam pembinaan jambatan dan bangunan /Dalam: seminar antarabangsa CIAS. 2007. Hlm 319–333.
11. Zhou A., Lesko J. Tercanggih dalam dek jambatan FRP /Dalam: komposit FRP: bahan, Reka Bentuk dan Pembinaan. Bristol. 2006. (Sumber elektronik).
12. Peng Feng, Lieping Ye Gelagat generasi baru dek jambatan FRP dengan tetulang filamen-luka luar /In: Third International Conference on FRP Composites in Civil Engineering (CICE 2006). Miami. 2006. Hlm 139–142.
13. Wu Z.S., Wang X. Penyiasatan pada jambatan kabel berskala ribuan meter dengan kabel komposit gentian /In: Fourth International Conference on FRP Composites in Civil Engineering (CICE 2008). Zurich. 2008. Hlm 1–6.
14. Chin-Sheng Kao, Chang-Huan Kou, Xu Xie Analisis Ketidakstabilan Statik Jambatan Jangka Panjang Kabel dengan Kabel Komposit Gentian Karbon di bawah Beban Angin // Jurnal Sains dan Kejuruteraan Tamkang. 2006. V. 9. No. 2. Hlm. 89–95.
15. Bannon D.J., Dagher H.J., Lopez-Anido R.A. Kelakuan Jambatan Gerbang Komposit Tegar Kembung /Dalam: Komposit & Polikon-2009. Persatuan Pengilang Komposit Amerika. Tampa. 2009. R. 1–6.
16. Sistem lengkung menahan beban ringan yang boleh digunakan dengan pantas: tepuk. 20060174549A1 AS; publ. 08/10/2006.
17. Ushakov A.E., Klenin Yu.G., Sorina T.G., Khairetdinov A.Kh., Safonov A.A. Struktur jambatan diperbuat daripada komposit // Komposit dan struktur nano. 2009. No. 3. ms 25–37.
18. Kayler K. Jambatan komposit terbesar yang pernah dibina di dunia //JEC Composites Magazine. 2012. No. 77. Hlm 29–32.
19. Drissi-Habti M. Komposit Pintar untuk Infrastruktur Tahan Lama – Kepentingan pemantauan Kesihatan Struktur /Dalam: Persidangan antarabangsa ke-5 mengenai Komposit FRP. Beising. 2010. R. 264–267.
20. Kablov E.N., Sivakov D.V., Gulyaev I.N., Sorokin K.V., Dianov E.M., Vasiliev S.A., Medvedkov O.I. Penggunaan gentian optik sebagai penderia terikan dalam bahan komposit polimer // Semua bahan. Buku rujukan ensiklopedia. 2010. No 3. ms 10–15.
21. Sivakov D.V., Gulyaev I.N., Sorokin K.V., Fedotov M.Yu., Goncharov V.A. Ciri-ciri penciptaan bahan komposit polimer dengan sistem penggerak elektromekanikal aktif bersepadu berdasarkan piezoelektrik //Bahan dan teknologi penerbangan. 2011. No 1. ms 31–34.

Anda boleh meninggalkan komen pada artikel tersebut. Untuk melakukan ini, anda perlu mendaftar di tapak.

Skop penggunaan komposit dan isipadu sentiasa berkembang, menggantikan penggunaan bahan binaan logam tradisional, seperti tetulang, mesh pengukuhan batu, sambungan fleksibel, profil

Apa itu bahan komposit?

Bahan komposit termasuk bahan yang diperbuat daripada beberapa komponen (semula jadi atau tiruan) yang berbeza sifatnya, dan apabila digabungkan bersama, kesan sinergistik diperoleh. Akibatnya, bahan tersebut lebih unggul daripada bahan konvensional dalam beberapa aspek: kekuatan, ketahanan, ketahanan terhadap persekitaran yang agresif, berat, kekonduksian terma dan kos.

menggunakan bahan komposit semasa pembinaan, anda akan sentiasa menang!

Pembinaan bangunan dan struktur moden melibatkan penggunaan bahan yang paling cekap, jadi komposit berasaskan gentian kaca, basalt-plastik dan gentian karbon semakin mendapat permintaan. Terdapat beberapa sebab untuk ini:

• — Kekuatan tinggi produk yang diperbuat daripada komposit, tidak lebih rendah daripada, dan dalam beberapa parameter yang lebih baik daripada, yang serupa dengan logam. Produk komposit mempunyai kekuatan tegangan, mampatan, ricih dan kilasan yang tinggi.
• — Dengan kekuatan yang sama, produk yang diperbuat daripada bahan komposit adalah beberapa kali lebih ringan (jika dibandingkan dengan yang logam). Ini dengan ketara mengurangkan kos pengangkutan, mengurangkan kerumitan pemasangan dan beban pada asas bangunan.
• — Bahan komposit berfungsi sama baik di dalam dan di luar rumah. Cahaya matahari langsung, hujan, atau perubahan suhu secara tiba-tiba tidak memberi kesan negatif pada struktur komposit moden. Akibatnya, rasuk komposit juga boleh digunakan untuk pembinaan struktur terbuka kepada persekitaran luaran tanpa rawatan khas.
• - Apabila bekerja di persekitaran yang agresif bahan komposit ah tidak mengubah sifatnya di bawah pengaruh reagen kimia yang paling aktif. Profil gentian kaca digunakan untuk pembinaan gudang di mana asid atau alkali disimpan akan kekal dalam bentuk yang sama dan akan mempunyai sifat yang sama seperti sebelum premis digunakan. Pengukuhan komposit dalam konkrit dengan bahan tambahan antibeku tidak akan mengalami kakisan dipercepatkan.
• — Bahan komposit tidak magnet dan tidak mengalir arus elektrik, yang menghalang berlakunya kakisan elektrokimia dalam bangunan dengan penggantian kelengkapan logam dengan yang komposit, kesan perisai "sangkar Faraday" dikurangkan.
• — Unsur komposit dalam struktur bangunan tidak mencipta jambatan sejuk, dengan itu meningkatkan rintangan haba keseluruhan.

Hari ini, KDNK Rusia ialah 3.3% daripada KDNK dunia. Pada masa yang sama, tahap pengeluaran dan penggunaan bahan komposit di Rusia adalah kurang daripada 1% daripada peringkat dunia. Komposit adalah bahan masa depan dan tugas strategik untuk ekonomi Rusia adalah untuk memastikan kejayaan dalam bidang ini.

Di kedai dalam talian kami anda boleh beli dengan penghantaran di Moscow julat yang luas produk yang diperbuat daripada bahan komposit (tetulang plastik komposit, jejaring pembinaan komposit, jejaring komposit jalan, geogrid komposit, sambungan fleksibel komposit, sambungan pembinaan komposit, profil komposit), daripada pengeluar domestik terbaik dengan siapa kami telah mewujudkan perkongsian yang baik dan untuk kualiti produk siapa kita pasti.

Bahan komposit mempunyai sifat yang sangat baik; komposit adalah bahan masa depan. Kita sering mendengar perkataan sedemikian di radio dan televisyen, tetapi kita mendengarnya berkaitan dengan penggunaan komposit dalam teknologi. Adakah bahan-bahan indah ini digunakan dalam pembinaan dan, terutamanya dalam pembinaan rumah desa persendirian?

Bahan komposit adalah bahan yang terdiri daripada dua komponen utama, yang pertama biasanya merupakan bahan gentian yang memberikan kekuatan produk dan bahan pengikat - matriks. Lazimnya, semua bahan tiruan pepejal dibahagikan kepada konglomerat dan bahan komposit. Konglomerat ialah campuran mekanikal komponen, dan sifat keseluruhan produk bergantung pada sifat komponen yang paling tidak tahan lama. Bahagian yang membentuk susunan bahan komposit dalam produk tidak berfungsi secara berasingan, tetapi bersama-sama, yang memberikan sifat baharu komposit. Contoh bahan komposit ialah simen asbestos, gentian kaca dan plastik bertetulang gentian karbon, dan bahan berasaskan gentian kayu. Dan sifat utama bahan komposit yang membezakannya daripada yang lain adalah kekuatan tinggi dengan berat yang rendah.

Sifat seperti kekuatan tinggi dan berat rendah menentukan skop penggunaan komposit - ini adalah teknologi (terutama pesawat dan pembuatan automotif). Sememangnya, begitu sifat menarik bahan komposit juga menarik perhatian pembina. Adakah mungkin untuk menggunakannya dalam pembinaan rumah? Ternyata bahan-bahan ini telah digunakan dalam pembinaan untuk masa yang lama, baik dalam pembinaan bangunan berbilang tingkat moden dan dalam pembinaan rumah luar bandar biasa.

Komposit gentian termasuk gentian kaca, papan partikel (papan serpai) dan papan gentian (papan gentian), serta banyak kepingan lain, papak dan bahan gulung. Seperti yang dinyatakan di atas, bahan komposit gentian polimer termasuk dua komponen utama: gentian pengukuhan (atau fabrik) dan pengikat (matriks) - polimer atau getah. Gabungan komponen yang tidak serupa dalam satu bahan - gentian (kaca, asbestos, kayu, dll.) dan polimer menghasilkan bahan ringan dengan kekuatan tegangan dan lentur yang tinggi.

Bahan komposit yang paling terkenal dan meluas dalam pembinaan ialah. Ini simen tiruan bahan batu, diperkukuh dengan gentian asbestos. Batu simen mempunyai kekuatan mampatan yang tinggi dan rintangan yang lemah terhadap beban tegangan. Pengenalan asbestos dengan ketara meningkatkan sifat mekanikal bahan, akibatnya bahan menerima kualiti seperti kekuatan tegangan tinggi, tahan api, ketahanan, kekonduksian haba dan elektrik yang rendah. Produk asbestos-simen ialah: kepingan berprofil untuk bumbung (slate) dan pelapis dinding, bekalan air, pembetung, dan paip pengudaraan.

Satu lagi jenis komposit, yang merupakan bahan dinding batu tiruan, ialah konkrit bertetulang gentian. Konkrit bertetulang gentian telah meningkatkan rintangan retak, kekuatan tegangan, kekuatan hentaman, dan rintangan lelasan. Pelbagai gentian logam dan bukan logam digunakan untuk mengukuhkan konkrit. Digunakan sebagai gentian wayar nipis, gentian basalt dan asbestos. Bahan ini lebih ringan daripada konkrit bertetulang, yang menjadikan pemasangan struktur di tapak pembinaan lebih mudah.

Sistem tetulang luaran dengan pita karbon untuk pembinaan semula mana-mana struktur kejuruteraan semakin popular di Rusia. Terima kasih kepada anda ciri unik mereka amat diperlukan dalam pembaikan perumahan usang. Dan antara perkembangan yang menjanjikan untuk pembinaan baharu: tetulang gentian karbon dan konkrit bertetulang gentian.

Sistem tetulang gentian karbon luaran direka bentuk untuk membaiki dan mengukuhkan struktur menanggung beban bangunan untuk menghapuskan akibat pemusnahan konkrit dan kakisan tetulang akibat pendedahan yang berpanjangan kepada faktor semula jadi dan persekitaran yang agresif semasa operasi struktur.

Pada peringkat pembinaan dan operasi, sistem tetulang luaran membolehkan anda menyelesaikan masalah berikut: menghapuskan kesilapan dalam reka bentuk atau pelaksanaan kerja, meningkatkan kapasiti galas beban struktur dengan peningkatan beban reka bentuk, dan juga menghapuskan akibat kerosakan kepada struktur menanggung beban yang timbul semasa operasi.

Sistem tetulang luaran sangat mudah digunakan. Teknologi ini melibatkan pelekatan bahan berkekuatan tinggi pada permukaan struktur bertetulang menggunakan sebatian epoksi. Kelebihan menggunakan Sistem Pengukuhan Luaran adalah jelas. Ini terutamanya pengurangan masa dan kos buruh. Apabila mengukuhkan tetulang luaran dengan Sistem, tiada peralatan besar tambahan diperlukan. Kerja boleh dijalankan tanpa menghentikan operasi bangunan dan struktur.

Untuk pembinaan baharu bangunan kediaman, salah satu produk komposit gentian karbon yang paling menjanjikan ialah rebar komposit gentian karbon. Bidang utama penggunaan tetulang gentian karbon dalam pembinaan baharu: struktur yang sangat kritikal yang memerlukan sifat bahan yang unik; struktur yang beroperasi dalam persekitaran yang sangat agresif; elemen kekuatan tinggi skim reka bentuk dan penyelesaian yang kompleks. Tetulang gentian karbon juga digunakan dalam pembaikan dan pembinaan semula konkrit bertetulang dan struktur batu sebagai pengukuhan luaran. Kelebihan bahan: rintangan api, rintangan haba, rintangan kimia, rintangan sinaran, kekuatan hentaman, dsb.

Arah yang paling penting dalam pembinaan adalah untuk mengurangkan keamatan tenaga, keamatan buruh, dan keamatan bahan produk dan struktur pembuatan, dan meningkatkan kualiti dan kebolehpercayaan mereka. Salah satu penyelesaian yang mungkin untuk masalah ini ialah penggunaan bahan komposit, kelebihannya ialah keupayaan untuk mencipta daripadanya unsur-unsur dengan parameter yang paling sesuai dengan sifat dan keadaan operasi struktur.