Почему тормозится применение композитов в строительстве » Вcероссийский отраслевой интернет-журнал «Строительство.RU»
Технология
Поисковые теги: Источник фото:Композитные материалы давно нашли широкое применение в строительной индустрии всего мира. Однако наши строители, за исключением дорожников, эти материалы недолюбливают. Почему?
Для дальнейшего чтения материалов, пожалуйста, зарегистрируйтесь или войдите.
Проблеме увеличения долговечности строительных конструкций зданий и сооружений, автомобильных дорог посвящено множество научных работ и жарких дискуссий. С главным выводом согласны практически все: эту задачу возможно решить только при помощи комплексного подхода. Как здесь могут помочь композитные материалы?
Существенно увеличить срок службы железобетонных конструкций поможет замена металлической арматуры на композитную.
Для армирования несущих и ограждающих конструкций сегодня разработаны и применяются композитные арматуры с применением полимеров из углеродного волокна, стекло- и базальтопластика.
Отметим, что композитный (или композиционный) материал является конструкционным и может быть как металлическим, так и неметаллическим. В его состав входят усиливающие элементы в виде волокон и нитей из более прочного материала.
Например, пластик армируют углеродными, борными и стеклянными волокнами, а алюминий — нитями из бериллия или стали. Варьируя наполнение, можно получить композиционные материалы с заданными параметрами по прочности, коррозионной или абразивной стойкости. Кроме того, такие материалы могут приобретать необходимые диэлектрические, магнитные и другие свойства.
Характеристики композитной арматуры из стекла и углепластика
| Характеристики | Из стеклопластика | Из углепластика | ||
|---|---|---|---|---|
| ТУ 2296-001-20994511–2006 | ТУ 5714-007-13101102–2009 | ТУ 5769-001-09102892–2012 | ТУ 1916-001-60513556–2010 | |
| Предел прочности при растяжении | 1100 МПа | 1000 МПа | 1200 МПа | 1600 МПа |
| 50 ГПа | 45 ГПа | 55 ГПа | 130 ГПа | |
Источник: ВНИИ авиационных материалов
В мире
Но вернемся к практическому применению композитов в строительстве.
Сами полимерные композиты, изделия и конструкции из них давно нашли в мировой строительной индустрии достаточно широкое применение.
Более 30% от всего мирового объема выпускаемых полимерных композиционных материалов используется именно в стройиндустрии, а это около 4 млн т. Наибольшее применение они находят при строительстве транспортной инфраструктуры, в жилищно-коммунальном хозяйстве, при возведении промышленных и жилых зданий.
В России
А вот в нашей стране, несмотря на призывы властей и соответствующую программу (еще в 2013 году премьер-министр Дмитрий Медведев утвердил комплекс мероприятий по совершенствованию механизмов производства композиционных материалов и изделий из них, подготовленную упраздненным ныне Минрегионом РФ), применение композитов до сих пор находится на недопустимо низком уровне.
По разным оценкам, потребление полимерных композитов в отечественной строительной отрасли составляет от 0,5 до 2% от общемирового объема, а это лишь капля в море: всего 6—7 тыс.
т. В число «приятных исключений» входит недавно открытый ГК «Мортон» в подмосковном Наро-Фоминске ДСК «Град», где в производстве панелей используется арматура из композитных материалов.
В чем же причина такого незавидного положения дел в масштабах страны? В незнании или непонимании преимуществ композитных материалов? В боязни всего нового? Или же в бюрократических проволочках?
Не хотят или не могут?
Как говорят эксперты, специалисты строительной отрасли зачастую просто не обладают информацией о возможностях композиционных материалов. Многие из них до сих пор не знакомы с соответствующими документами, которые регламентируют требования к применению в строительстве полимерных композитов. А отчасти строители просто игнорируют существующие нормативы, которые подтверждают возможность применения полимерных композиционных материалов.
— Система, созданная в Минстрое и ЖКХ РФ для внедрения инноваций, не только не работает, но и не позволяет их внедрять, — констатирует исполнительный директор Союза производителей композитов Сергей Ветохин.
— Это связано в первую очередь с отсутствием необходимой правовой базы. Для того чтобы система заработала, необходимо внести изменения в действующие нормативные правовые документы.
Впрочем, лед, похоже, наконец тронулся. В Минпромторге РФ подготовлены методические рекомендации по разработке региональных программ внедрения и практического применения композитов в строительстве. Такие программы сегодня уже разрабатываются отдельных регионах, в частности в Ленинградской, Смоленской и Волгоградской областях, в Санкт-Петербурге, Хабаровском крае и в других субъектах РФ.
Ударим композитом по российским дорогам
Особенно активно внедрением современных материалов занимаются в Росавтодоре. Около года назад здесь была принята «Программа Федерального дорожного агентства по внедрению композиционных материалов (композитов), конструкций и изделий на 2015—2020 гг.».
Многие необходимые элементы для ремонта и строительства дорог с применением композитов уже выпускают предприятия отрасли.
Это различная арматура, армирующие сетки, элементы дорожной инфраструктуры: лотки, заграждения, шумопоглощающие экраны, столбы освещения и т.д.
В конце 2015 года на заседании Научно-технического совета Росавтодора в г. Санкт-Петербурге будут подведены итоги реализации комплексной программы по внедрению композитных материалов в регионах.
— Уже сегодня видно, что применение при проектировании и строительстве объектов транспортной инфраструктуры полимерных композитных материалов и конструкций (таких как армирование нежестких дорожных одежд с помощью композитных георешеток, внедрение систем водоотведения с дорожного полотна и мостовых сооружений, изготовление перильных ограждений на основе стеклопластика) способствует росту темпов их применения и предотвращению использования контрафактной продукции на федеральных дорогах страны, — подчеркивает начальник Управления научно-технических исследований и информационного обеспечения Федерального дорожного агентства Александр Бухтояров.
Так что сегодня использование конструкций из композитов стало одним из приоритетных направлений инновационного развития дорожного хозяйства.
Что ж, как говорится, всем бы так.
Слово за вами, строители и коммунальщики
А вот в строительстве и жилищно-коммунальном хозяйстве применение композитных изделий до сих пор находится в эмбриональном состоянии.
В основном в проекты реконструкции и модернизации жилищного строительства закладываются изделия из таких традиционных материалов, как железобетон, сталь и чугун. Хотя применение композитов для канализационных труб, коллекторов, труб горячего и холодного водоснабжения позволило бы существенно повысить эффективность эксплуатации строящихся и действующих объектов.
При этом применение композитных изделий и материалов на пилотных и экспериментальных строительных объектах подтверждает и доказывает необходимость и обоснованность их применения.
Так что же нужно сделать, чтобы современные и столь необходимые строительные материалы заняли свое достойное место? Кто ответит за то, что в этом отношении Россия плетется в хвосте мирового прогресса?
Ответ очевиден.
За низкое внедрение композитов в строительстве и жилищно-коммунальной сфере отвечает профильное ведомство — Министерство строительства и ЖКХ РФ, которому давно уже пора взять пример с коллег из Федерального дорожного агентства.
Ну а мы, журналисты, можем лишь обратиться к профессиональному сообществу с пафосными словами в духе прежних первомайских призывов: «Строители и коммунальщики! Активнее берите пример с российских дорожников, идущих в авангарде внедрения композитных материалов! Ура!»
Владимир РЕЧМЕНСКИЙ
Похожие публикации
Композитные материалы для строительства
Системы внешнего армирования углеродными лентами для реконструкции любых инженерных конструкций набирают популярность в России. Благодаря своим уникальным характеристикам они незаменимы в ремонте ветхого жилья. А в числе перспективных разработок для нового строительства: углепластиковая арматура и фибробетоны.
Системы внешнего армирования углеродным волокном предназначены для ремонта и усиления несущих конструкций зданий с целью устранения последствий разрушения бетона и коррозии арматуры в результате длительного воздействия природных факторов и агрессивных сред в процессе эксплуатации сооружений.
На стадии строительства и эксплуатации система внешнего армирования позволяет решить следующие задачи: устранить ошибки проектирования или исполнения работ, увеличить несущую способность конструкций при увеличении расчетных нагрузок, а также устранить последствия повреждения несущих конструкций возникшие в ходе эксплуатации.
Системы внешнего армирования необычайно легки в применении. Технология предполагает наклеивание высокопрочных материалов на поверхность усиливаемой конструкции с помощью эпоксидных компаундов. Преимущества применения Системы внешнего армирования очевидны. Это прежде всего сокращение временных и трудовых затрат. При усилении Системой внешнего армирования не требуется никакой дополнительной громоздкой техники. Работы можно проводить без остановки эксплуатации зданий и сооружений.
Для нового строительства зданий жилого фонда одним из наиболее перспективных продуктов из полимерных композиционных материалов на основе углеродного волокна является композитная углеволоконная арматура.
Основные направления применения углепластиковой арматуры в новом строительстве: высокоответственные конструкции, требующие уникальных свойств материалов; конструкции, работающие в условиях высокоагрессивных сред; высокопрочные элементы сложных конструктивных схем и решений. Также углепластиковую арматуру применяют при ремонте и реконструкции железобетонных и каменных конструкций в качестве внешней арматуры. Преимущества материала: огнеупорность, жаростойкость, химическая устойчивость, радиационная стойкость, ударная вязкость и т.д.
Важнейшим направлением в строительстве является снижение энергоемкости, трудоемкости, материалоемкости изготовления изделий и конструкций, повышение их качества, надежности. Одно из возможных решений этой проблемы – применение композиционных материалов, достоинством которых, является возможность создавать из них элементы с параметрами, наиболее полно отвечающими характеру и условиям работы конструкций.
Композиты — городские технологии
youtube.com/embed/dYpe2IwqQCE» frameborder=»0″>
Композиты в ремонте участка МКАД
Ремонт музея «Воды» с применением композитов
Композитные перила установили в регионах России
Испытания балок и колонн, усиленных углеволокном
Система внешнего армирования незаменима для сейсмоусиления кирпичных зданий
Система внешнего армирования незаменима для ремонта зданий и сооружений
youtube.com/embed/B37nxFF_xxM» frameborder=»0″>
Система внешнего армирования незаменима для сейсмоусиления зданий и сооружений
Преимущества использования композитов в строительстве
Доска, армированная композитами, не ломается под напором невероятного веса.
Испытания балок и призм, армированных углеродными лентами
Композиты — Проектирование зданий
Мы используем файлы cookie, чтобы обеспечить вам максимальное удобство на нашем веб-сайте. Вы можете узнать о наших файлах cookie и о том, как отключить файлы cookie, в нашей Политике конфиденциальности.
Если вы продолжите использовать этот веб-сайт без отключения файлов cookie, мы будем считать, что вы довольны их получением. Закрывать.
Редактировать эту статью
Последняя редакция 09 ноя 2022
См. вся история
|
Композитный материал представляет собой комбинацию двух или более составляющих материалов, которые вместе имеют улучшенные характеристики, чем по отдельности.
Композиты часто состоят из «матрицы» и армирующих волокон.
Матрица часто представляет собой форму смолы, которая удерживает армирующие волокна на месте и связывает их вместе, чтобы можно было эффективно передавать нагрузки. Свойства 9На композит 0059
Существует множество различных типов композитов , которые можно использовать для самых разных строительных и инженерных целей. Бетон является наиболее распространенным композиционным материалом, состоящим из заполнителя, скрепленного цементом в качестве матрицы. Другие распространенные типы композиты включают:
- Армированный волокном полимер (FRP).
- Полимер, армированный углеродным волокном (CFRP).
- Пластик, армированный стекловолокном (GFRP).
- Арамидные волокна, такие как кевлар, термостойкие и прочные синтетические волокна, часто используемые в аэрокосмической и военной промышленности.
- Биополимеры или биокомпозиты.
- полиэфирный ПВХ.
- Стекло ПТФЭ.
Существует несколько методов изготовления композитных материалов в зависимости от предполагаемого использования компонентов и требуемых свойств.
Процесс обычно включает смачивание, смешивание или насыщение арматуры матрицей. Затем тепловая или химическая реакция заставляет матрицу связываться в жесткую структуру. Обычно это делается в открытой или закрытой формовочной форме, но точный процесс значительно различается.
[править] Влажная укладка
Арматура укладывается в форму конечного компонента и заливается матричной смолой перед тем, как оставить для отверждения. При необходимости могут быть добавлены другие агенты, например, для отделки поверхности или для облегчения удаления после отверждения.
[править] Намотка
Используется для производства полых труб. Направление намотки волокон влияет на требуемые эксплуатационные характеристики.
[править] Компрессионное формование
Армирующие волокна, уже пропитанные смолой, помещаются в открытую нагретую форму. Еще одна форма помещается сверху с использованием комбинации тепла и формования под давлением, прежде чем оставить остывать.
[править] Трансферное формование смолы (RTM)
Армирующая ткань помещается в форму, в которую под давлением впрыскивается смола. Это «смачивает» волокна. Затем остается вылечить.
[править] Вакуумная упаковка
В этом процессе армирующая ткань помещается в форму, которую можно предварительно покрыть разделительным составом и/или гелькоутом. Затем смолу накатывают сверху и накрывают пластиковой пленкой. Вакуум извлекает воздух, который помогает с уплотнением.
[править] Пултрузия
Пултрузия используется для производства длинных непрерывных компонентов, таких как кабельные лотки.
С 1960-х годов в строительной отрасли все чаще используются композиты . Приложения включают в себя:
[править] Архитектурные
Архитектурные элементы, такие как фасады, облицовка, купола, кровля и конструкции, такие как купола, могут быть эффективно выполнены с использованием композитов . Они могут быть легче, эффективнее, долговечнее и требуют меньше обслуживания, чем традиционные материалы. В сочетании с другими материалами сердцевины, такими как сталь или пластик, они способны соответствовать высоким требованиям к конструкции, пожаробезопасности, безопасности и звукоизоляции.
[править] Мосты
Композиты
[править] Гражданское строительство и инфраструктура
Композиты часто используются в модульных конструкциях, мачтах, башнях, трубах, резервуарах, крышках доступа и сооружениях контроля воды. Они также широко используются в железнодорожных приложениях, таких как рельсовые пути, платформенные системы и порталы.
[править] Корпус
Композиты хорошо подходят для сборных конструкций за пределами площадки для компонентов, обычно используемых в жилищном строительстве, таких как сантехника, приспособления и фурнитура, а также архитектурные молдинги.
[править] Ремонт
Композиты можно использовать для усиления существующих конструкций, таких как балки, колонны, перекрытия, градирни и дымоходы.
Композитные материалы обладают целым рядом преимуществ, в том числе:
- Повышенная износостойкость для использования в экстремальных условиях.
- Легкая композиция.
- Ускорение строительства.
- Конструкции часто можно отремонтировать на месте.
- Низкие эксплуатационные расходы.
- Гибкость в отношении цвета, формы и текстуры.
- Можно сделать огнеупорным.
- Высокое соотношение прочности и жесткости к весу.
NB См. также: Составной классический ордер.
- Клеи.
- Совокупность.
- Углеродное волокно.
- Составной классический ордер.
- Бетон.
- Конструкции железобетонные композитные.
- Рынок строительных композитов.
- Строительные материалы.
- Системы навесных стен.
- Террасная доска.
- ЭТФЭ.
- Клееный брус.
- Конопляный бетон.
- Кевлар.
- Ламинат.
- Металлические композитные панели.
- Металлообработка.
- Модернизация правил композитных материалов.
- Пластик.
- ПТФЭ.
- Строительные материалы, пригодные для повторного использования.
- Железобетон.
- Смола.
- Сэндвич-панель.
- Структурные изолированные панели.
- Устойчивые материалы.
- Разработка структурных мембран.
- Термопластичные материалы в зданиях.
- Типы материалов.
[править] Внешние ресурсы
- КомпозитыВеликобритания
- Доля
- Добавить комментарий
- Отправьте нам отзыв
Композитные материалы для гражданского строительства
Несмотря на то, что композитные материалы существуют уже много столетий, внедрение композитных технологий в мир гражданского строительства насчитывает уже более пяти десятилетий. Применение композитов в оборонной промышленности относится к началу 1940-х гг. Несколько отраслей промышленности начали использовать композиты из-за их высокого отношения прочности к весу и устойчивости к коррозионным элементам и погодным условиям.
Строительная индустрия изо всех сил пытается разработать материалы, которые могут противостоять суровым условиям и помогают создавать устойчивые бетонные элементы.
Сталь является широко используемым материалом для армирования бетона, что, к сожалению, приводит к преждевременному износу конструкций. Внедрение композитов в строительный мир дало отрасли возможность построить устойчивую инфраструктуру из бетона.
При выборе строительных материалов выбор невелик. Композитные материалы, такие как арматура из стеклопластика, представляют собой новейшую технологию, которая адекватно решает многие структурные проблемы, такие как преждевременный износ бетона и дефекты конструкции. Традиционные материалы включают сталь, дерево и каменную кладку. Хотя некоторые из этих материалов демонстрируют композиционные свойства, они обладают ограниченной прочностью, долговечностью, жесткостью и устойчивостью к коррозионным элементам. Эти факторы отличают композитные материалы от традиционных материалов.
Масштабы и области применения передовых композитов, таких как армирование из полимера, армированного стекловолокном (GFRP), значительно расширились за последние несколько лет.
Эти материалы могут полностью изменить то, как мы строим мосты, рельсы LRT, горнодобывающие и туннельные работы, подпорные стены и другие важные прибрежные сооружения.
Композитные материалы GFRP разработаны с использованием двух основных компонентов: армирующих волокон и полимерной матрицы. Функция армирующих волокон заключается в обеспечении прочности и жесткости, в то время как полимерная матрица обеспечивает правильную передачу нагрузки между волокнами и действует как экран для защиты волокон от элементов окружающей среды. В качестве полимерной матрицы можно использовать винилэфирные или полиэфирные смолы.
Что касается свойств стеклопластиковых композитов, то наиболее заметными из них являются коррозионная стойкость, высокая прочность и легкий вес. Композиты также анизотропны, что означает, что они имеют разные прочностные свойства в разных направлениях. Они могут быть адаптированы для удовлетворения сложных требований к конструкции как для новых, так и для реабилитационных применений.