Строительные материалы - композиты, Полимеры в строительстве - Композиционные материалы
Полимеры в строительстве
Говоря о применении новых материалов на основе пластиков в стройиндустрии, стоит заметить следующее. Если в гражданском строительстве в основном применяются "традиционные" материалы, то в таких секторах, как, строительства мостов, железных дорог, мостов и др., у полимерных композитов есть неплохие перспективы.
Строительство - это размытый термин, который включает в себя самые разные механические нагрузки, начиная с легких нагрузок, которым подвергаются щиты, корпуса, гнезда для защиты оборудования или звуконепроницаемых стен, и заканчивая сверхвысоким давлением, которое выдерживают опоры для мостов.
Для поиска решений, применимых в этих несхожих ситуациях, в гражданском строительстве применяются очищенные пластмассы или композиты:
- - Обычно применяемые в легких строительных конструкциях. - Периодически используемые в специализированных (нишевых) конструкциях - Предназначенные исключительно для крупных строительных конструкций, например, мостов.
Рисунок 1: Строительные конструкции в гражданском строительстве.
В гражданском строительстве используются традиционные материалы, например бетон и сталь, для которых характерна низкая стоимость компонентов, но высокая стоимость обработки и установки, а также низкие возможности обработки. Результатом внедрения пластмасс может стать следующее:
- - Сокращение итоговых расходов. - Повышение производительности. - Снижение веса. - Увеличение возможностей при проектировании в сравнении с деревом и металлами. - Устойчивость к коррозии. - Простота обработки и установки. - Определенные полимеры могут пропускать свет и даже быть прозрачными. - Простота технического обслуживания. - Изоляционные свойства.
С другой стороны, следует помнить о старении и механическом сопротивлении. Тем не менее, некоторые проекты, построенные в середине 1950х годов с использованием полиэстера, укрепленного стекловолокном, демонстрируют значительную долговечность.
Отрасль гражданского строительства относится к консервативным, и перед расширением использования пластмасс и композитов стоят такие барьеры, как:
- - Слабая изученность и малый опыт работы с этими материалами в отрасли гражданского строительства. - Сложность перенесения опыта, накопленного в других отраслях промышленности. - Сложность выбора и оценки размеров этих материалов. - Сложность взаимопонимания между представителями различных профессий, обладающими очень разными менталитетами. - Мнение о пластмассах, сложившееся в обществе. - Жесткие окружающие условия на месте строительства. - Сложные условия применения, которые не совсем совпадают с практикой и квалификацией строителей.
Прогрессивный ответ пластмасс возрастающим требованиям строительства: от очищенных термопластов к ориентированным композитам с углеродными волокнами Композиты представляют особый интерес для строительной отрасли, так как им присущи высокие коэффициенты [производительность/вес/конечная стоимость].
Более того, возможность задания направления в композитном укреплении расширяет возможности при проектировании в сравнении со сталью.
В таблице 2 сравнивают несколько случаев, но также существуют и другие промежуточные решения.
Таблица 2. Примеры свойств от очищенных термопластов к однонаправленным композитам
Очищенные пластмассы и пластмассы, укрепленные коротким стекловолокном | ||
Характеристика |
Полиуретан, полученный усиленным реакционным инжекционным формованием |
Полиметилметакрилат для звуконепроницаемых стен |
Стекловолокно,% |
15 |
0 |
Плотность, г/см3 |
1.14 |
1. 19 |
Прочность на разрыв, МПа |
20 - 27 |
70 - 80 |
Растяжение при разрыве,% |
75 - 200 |
5 |
Модуль изгиба, ГПа |
0.7 - 1.2 |
3.3 |
Воздействие надреза по Изоду, Дж/м |
160 - 430 | |
Воздействие надреза по Изоду, кДж/м2 |
- |
1.6 |
Термореактивная пластмасса, усиленная стекловолокном, для BMC (стеклонаполненный премикс для прессования) и SMC (листовой формовочный материал) | ||
Характеристика |
BMC |
SMC |
Вес стекловолокна |
10 - 20 |
25 - 30 |
Плотность, г/см3 |
1.7. - 2 |
1.7. - 1.9 |
Прочность на разрыв, МПа |
30 - 40 |
48 - 110 |
Растяжение при разрыве,% |
- |
1.6. - 2 |
Модуль изгиба, ГПа |
5 - 11 |
6 - 16 |
Воздействие надреза по Изоду, Дж/м |
260 - 400 | |
Эпоксидная смола, усиленная однонаправленным углеродным волокном | ||
Вес углеродного волокна,% |
65 | |
Плотность, г/см3 |
1.5. - 1.7 | |
Прочность на разрыв, МПа |
1,500 - 3,000 | |
Растяжение при разрыве,% |
0.5 - 1.7 | |
Модуль изгиба, ГПа |
100 - 400 |
На рисунке 2 приведена схема роста механической эффективности в соответствии с армированием полимера.
Рисунок 2: Механическая эффективность пластмасс.
Затраты на материал для композитов всегда превосходят аналогичные затраты на металл, а самое дорогое это углеродно-волоконное армирование (см. Рисунок 3). Эти затраты на пластмассы и композиты компенсируются другими преимуществами.
Рисунок 3: Сравнительная стоимость композитов и металла.
В обмен на высокую стоимость материала композиты предлагают уникальный набор интересных свойств:
- Снижение веса - Сокращение расходов на сборку - Установка - Сокращение операционных расходов - Сокращение итоговых расходов - Сопротивление коррозии - Безопасность.
Снижение веса Плотность стали превышает плотность композитов по следующим коэффициентам:
- - 3.9 против эпоксидной смолы, армированной стекловолокном. - 5.1 против эпоксидной смолы, армированной углеродным волокном. - 5.8 против эпоксидной смолы, армированной кевларовым волокном.
Возможности снижения веса, если использовать композиты вместо стали, менее значительны. В большинстве предлагаемых в настоящее время решений их можно оценить приблизительно в 15-30%.
Похожие статьи
-
Потребность в основных материалах, конструкциях, деталях и оборудовании по годам и кварталам строительства заносим в ведомость (табл. 1.6). Расчет ведем...
-
Инъекционные растворы фирмы "Триада Холдинг" успешно решают проблемы протечек в строительстве. Они представляют, собой однокомпонентные полиуретановые...
-
Строительство сметный планировочный здание При строительстве здания подбор строительных материалов имеет очень большое значение. На стадии разработки...
-
Потребность в строительных конструкциях, деталях, полуфабрикатах, материалах для постройки здания находим исходя из объемов работ и построим график их...
-
Потребности строительства в энергоресурсах обеспечивается системами временного водо - и электроснабжения, и определяется местонахождением территории...
-
Для обеспечения современных требований по теплозащите зданий с целью экономии энергоресурсов на отопление толщина однослойных стен из традиционных...
-
Композиты и бетон - Композиционные материалы
Композиционный строительство бетон матрица Преимущества композиционных материалов хорошо проявляются при армировании бетона и строительстве. Недорогой и...
-
Композиции, с использованием серы и технологии их производства позволяют расширить базу стройиндустрии, в том числе за счет использования побочных...
-
В последнее десятилетие отчетливо выявились плюсы и минусы наиболее популярных архитектурно-строительных систем и материалов. Строителям хорошо известны...
-
ГОРЮЧЕСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ - Пожарная безопасность в строительстве
В последние годы к традиционным строительным материалам прибавилось огромное количество тепло - и звукоизоляционных и декоративных материалов с...
-
Сметную стоимость строительства объекта в данном курсовом проекте определяем по показателям стоимости 1м2 площади здания в существующих ценах по...
-
Пластмассами называют обширную группу органических материалов, основу которых составляют искусственные или природные высокомолекулярные соединения -...
-
История развития строительных материалов и конструкций
История развития строительных материалов и конструкций Чтобы уяснить сущность строительных материалов и конструкций, необходимо представить историю их...
-
Нормы периодичности и продолжительности технических обслуживание и ремонтов строительных машин и оборудования, применяемых при производстве...
-
Материалы и изделия на основе магнезиальных вяжущих получают путем формования и последующего высушивания смеси каустического магнезита или доломита и...
-
Потребность в рабочих кадрах на объекте ГКС на Заполярном НГКМ приведена в таблице. Нормативная трудоемкость с учетом административно-хозяйственного...
-
Строительная воздушная известьпредставляет собой вяжущее вещество, получаемое умеренным обжигом ( не до спекания) известняков, содержащих не более 6 %...
-
Для строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог и железнодорожного полотна применяют разнообразные природные и искусственные...
-
Любое строительство связано с применением материальных элементов - строительных материалов, полуфабрикатов и изделий. Но до начала строительства их нужно...
-
Пластмассы, как материал для строительных конструкций
Пластическими массами (или пластмассами) называют материалы, которые в качестве основного компонента содержат синтетический полимер. Полимеры - это...
-
Введение - Разновидность и применение строительных материалов
Древесноволокнистая плита - листовой материал, изготовленный путем горячего прессования или сушки ковра из древесных волокон с введением при...
-
Заключение, Библиографический список - Разновидность и применение строительных материалов
Древесноволокнистые плиты (ДВП) это перспективный материал. Он находит широкое применение при производстве мебели и в отделочных работах в виде ламината....
-
За последние 15 лет композитная арматура перешла от экспериментального прототипа к эффективному заменителю стали во многих проектах, особенно в связи с...
-
Генпроектировщик - он обязуется разработать полный комплект технической документации, но при разработке проектов сложных зданий и сооружений, он...
-
Поэлементные поставки: 1) местные строительные материалы: щебень, бетон; Производственный запас (временной): бетон - 5 дней, щебень 5 дней. 2)...
-
Строительный гипс: технология производства, свойства и область применения - Строительные материалы
Технологический процесс состоит из отдельных стадий производства: 1. дробления исходного сырья 2. его помола и сушки 3. обжига гипсовой мучки в котлах...
-
Цветной теплозащитный кирпич - Характеристика и особенности перспективных строительных материалов
Недавно санкт-петербургское научно-производственное объединение "Керамика" отпраздновало свой 60-летний юбилей. Сегодня это высокомеханизированное...
-
В соответствии со СНиП 3.01.01-85 к обязательной документацией, регламентирующей организацию строительства, относятся: - проект организации строительства...
-
Известно, что основными преимуществами пенобетона являются: экологическая чистота, влагостойкость, низкая теплопроводность, монолитность, негорючесть....
-
Учет материалов в строительстве
Ранее обеспечение стройки материалами осуществлялось в соответствии с номенклатурой, фонд держателями являлись заказчики строительства -- органы...
-
Основанием для расчета состава персонала строительства является график движения рабочей силы для максимально загруженной смены. Общая численность...
-
Таблица 6. Ведомость потребности в строительных конструкциях, изделиях, материалах и оборудовании Наименование работ Единица измерения Расход на 1 млн....
-
ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОЛИТИКА РАЗВИТИЯ СТРОИТЕЛЬНОЙ ОТРАСЛИ - Финансирование жилищного строительства
Ключевым документом, определяющим государственное видение перспектив развития строительной отрасли на ближайшее будущее, является Концепция развития...
-
Последовательность строительства устанавливается исходя из деления всех дорожно-строительных работ на три периода: подготовительный, основной и...
-
Развитие крупнопанельного строительства повлекло за собой выпуск новых строительных материалов --герметиков, которые предназначены для уплотнения стыком...
-
Строительная площадка - это территория, на которой возводится здание, расположены временные сооружения (склады, строительные вагончики, бытовки,...
-
Строительный генеральный план на строительство завода разработан с учетом возведения основного производственного комплекса и ряда вспомогательных зданий...
-
Строительство ведется по технически и экономически обоснованным проектам, и сметам здания и сооружения. От качества проекта, тщательности его разработки,...
-
Обжиг изделий Обжиг Изделий проводят в Печах Различной конструкции: в Муфелях с рабочим пространством, защищенным от нагревателей огнеупорным коробом, в...
-
Классификация композиционных материалов - Композиционные материалы
Композиты - многокомпонентные материалы, состоящие из полимерной, металлической., углеродной, керамической или др. основы (матрицы), армированной...
Строительные материалы - композиты, Полимеры в строительстве - Композиционные материалы