Эскорт-агентство класса Люкс MOLLY/24
| Новости | Организации | Описания | Форум | Публикации | Регистрация | Контакт | "Русский бетон" |

Предварительное напряжение с помощью усовершенствованных волокон

Хейке ван де Кьеркоф из компании DuPont de Nemours International, Женева
Хейке ван де Кьеркоф из компании DuPont de Nemours International, Женева, объясняет каким образом усовершенствованное волокно Кевлар используется для неподверженных коррозии тендонов для предварительного напряжения.

В настоящее время к бетонным конструкциям предъявляются растущие требования. Конструкции становятся более массивными и сложными и эксплуатируются в более агрессивных средах. В частности, увеличение числа проблем долговечности в последние годы побуждает строителей обратиться к определенным технологиям, которыми до сих пор в значительной степени пренебрегали, несмотря на их огромное влияние на другие промышленные сектора. В строительной индустрии сейчас рассматривается использование усовершенствованных составов, которые широко применяются в самолетостроении с 50-х годов.

В целях преодоления проблем коррозии арматуры и тендонов для предварительного напряжения в конструкциях, испытывающих воздействие агрессивных сред, во всем мире изучается возможность замены стали синтетическими волокнами или волоконными материалами, которые способствовали бы повышению долговечности бетонных конструкций. Основой этих материалов является стекло, углерод или арамидные (aramid) волокна. К последним относится Кевлар компании DuPont - высокотехнологичное, крайне прочное, легкое и неподверженное коррозии волокно. Это волокно по прочности не уступает стали для предварительного напряжения, но его плотность в три раза меньше.

Долговечность и структурные свойства арамидов и других волокон способствуют тому, что их все чаще используют в качестве наружного покровного слоя для последующего упрочнения бетонных конструкций. Этот метод широко распространен в Японии и Северной Америке в целях повышения сейсмической стойкости мостов и зданий. Примеры использования в Великобритании включают балки моста в Свиндоне и колонны моста в Девоне.

Другая многообещающая область применения волокон - тендоны для предварительного напряжения. Для этого волокна просто покрываются оболочкой и не являются компонентом состава на основе смолы, как в случае с некоторыми другими волоконными материалами для тендонов. Нить из сплошных параллельных волокон Кевлар составляет сердцевину троса Парафил, выпускаемого компанией Linear Composites Ltd., Йоркшир. Именно эта нить из параллельных волокон обеспечивает целый ряд свойств, которыми не обладают обычные крученные/свитые волоконные материалы. Прямые волокна, находящиеся внутри полимерной оболочки, имеют гораздо лучшие характеристики прочности и жесткости по сравнению с обычным тросом; как выяснилось, прочность таких тендонов примерно на 20% выше, чем прочность обычной стали для предварительного напряжения, тогда как их жесткость составляет около 65% от жесткости стали.

С момента появления эта система претерпела множество усовершенствований и сейчас используется в целом ряде конструкций. Тендоны для предварительного напряжения - одна из таких областей применения, где благодаря своим физическим свойствам они могут стать заманчивой альтернативой стали. Ввиду отсутствия риска коррозии, использование тендонов устраняет потребность в защитном слое бетона и в действительности имеет смысл размещать тендоны снаружи, где их легко можно осмотреть и заменить. Поскольку полиэтиленовая оболочка тендонов не сцепляется с бетоном, их можно спроектировать для легкого удаления, осмотра и замены. Преимущество таких тендонов, состоящих из отдельных частей, также заключается в том, что растрескивание и другие локальные напряжения в бетоне не передаются всему тросу, иначе могли бы возникнуть трудности с поглощением деформаций, превышающих расчетные значения.

Характеристики ползучести также более приемлемы по сравнению со сталью и большинством других синтетических волокон. Данные исследований показывают, что в условиях окружающей среды, если нагрузка ограничена 50% от предела прочности на растяжение, срок службы может составить 100 лет. Хотя точные цифры зависят от деталей проекта, известно, что общие потери предварительного напряжения в элементе, предварительно напряженном с помощью Парафила, практически равны потерям в балке, предварительной напряженной с помощью стали.

Настилы и другие элементы моста становятся обычной областью, в которой предварительное напряжение осуществляется с помощью тендонов из синтетического волокна или волоконных составов, особенно там, где есть риск длительного разрушения вследствие коррозии стальных тендонов. Во всем мире построено значительное число показательных мостов. Некоторые из них, например, мост Хамамацу на острове Хоккайдо в Японии, имеют наружные тендоны, идущие поверх профилированных опор для тросов посередине пролета под настилом (см. рис.1). Это упрощает осмотр и замену тендонов. Другие, например, арочный мост из сборного железобетона, построенный в Оппегаарде близ Осло в 1996 как часть Eurocrete Project, имеет полностью закрытые тендоны (см. рис.2), но их можно легко извлечь для осмотра или ремонта. Преимущества неподверженного коррозии материала здесь очевидны.

Такие тендоны особенно подходят для ремонтных работ там, где их можно разместить снаружи элемента без риска коррозии. Примером является градирня на электростанции Торп Марш близ Донкастера (см. рис.3). Стальная арматура подверглась действию коррозии и в верхней части башни образовались трещины длиной 25м и шириной 60мм. После инъекций смолы в трещины использовались тросы для создания напряжения по окружности. Так как они очень легкие (всего 15кг на 100м), это позволило закрепить их на месте с помощью верхолазов перед тем, как напрячь.

  • Материал - Кевлар 49
  • Прочность - 1926 N/mm2
  • Модуль упругости - 126,5 kN/mm2
  • Растяжение при номинальной разрушающей нагрузке - 1,5%


| Новости | Организации | Описания | Форум | Публикации | Ресурсы | Регистрация | "Русский бетон" |
Copyright © 2000 - 2004 Leonid Evteev. Авторские права охраняются.
Воспроизведение материалов или их частей в любом виде без письменного разрешения запрещено.
 
  Яндекс цитирования