Файл: Лекция 1 Новые композиционные дорожностроительные материалы.ppt

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.01.2024

Просмотров: 69

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Варьируя состав матрицы и наполнителя, их соотношение, применяя специальные дополнительные реагенты и т.д., получают широкий спектр материалов с требуемым набором свойств.
В композиционных материалах разнородные компоненты создают синергетический эффект - новое качество материала, отличное от свойств исходных компонентов, т.е. когда «целое больше, чем сумма составных частей»


ОГРАЖДАЮЩИЙ ЗАБОР ДЛЯ АВТОМАГИСТРАЛЕЙ


Трудоемкость монтажа в 10 раз ниже, чем при установке полотна из колючей проволоки.
Расход строительных растворов в 5 раз ниже, чем при установке деревянных опор.


Ограждающий забор для скоростных автомобильных дорог из базальтового композита является оптимальным решением как с точки зрения оптимизации затрат на строительство и эксплуатацию ограждающего забора, так и охраны окружающей среды, включая безопасность животных, пытающихся преодолеть ограждение.


Нити сетки ограждающего забора обеспечивают прозрачность ограждения и не причиняют ранений животным, пытающимся преодолеть забор, при этом не допускают проникновения на автомобильную дорогу пешеходов.


Композиционные материалы в дорожном строительстве


ТРУБА ДЛЯ УСТРОЙСТВА ВОДОПРОПУСКНЫХ СООРУЖЕНИЙ


Шероховатость внутренней поверхности стеклопластиковых труб составляет не более 24 микрон. Поэтому пропускная способность их выше на 15%, чем у новой металлической трубы на протяжении всего срока службы.
Срок эксплуатации данного сооружения из стеклопластиковых труб не менее 50 лет при соблюдении технологии монтажа.


Стеклопластиковые трубы в течении всего срока эксплуатации НЕ требуют работ по гидроизоляции, так как стеклопластик стоек к агресивным средам и сохраняет свои физико-механические свойства неизменным на протяжении всего жизненного цикла.


Монтаж труб
Стыковка труб производится при помощи муфтового или раструбного соединения. При монтаже не требуется специальная монтажная техника, используются простейшие приспособления и подъемная техника средней грузоподъемности (до 8-12 тонн), а также экскаваторы.


Композиционные материалы в дорожном строительстве


ШУМОЗАЩИТНЫЕ ЭКРАНЫ


Шумозащитные экраны из композитных материалов не подвержены коррозии и имеют высокую антивандальную устойчивость.

Высокое качество и долговечность материалов,
Отличные шумопоглощающие свойства,
Стойкость покрытия,
Коррозийная устойчивость к специфическим особенностям российского климата,
Снижение стоимости жизненного цикла.


Композиционные материалы в дорожном строительстве


СБОРНО-РАЗБОРНОЕ ДОРОЖНОЕ ПОКРЫТИЕ (СРДП)


Свойства материала:
Легкость
Многократность использования
Долговечность
Оптимальный коэффициент трения
Высокая морозостойкость


СРДП-20 – покрытия для устройства площадок различного назначения, временных дорожных покрытий для автомобилей и строительной техники весом от 20 до 100 тонн. Данное покрытие отличается простотой монтажа. Вес одного изделия при габаритных размерах 1000 х 2400 х 20 мм - 44 кг, выдерживает нагрузки до 20 тонн.


Композиционные материалы в дорожном строительстве


КОМПОЗИТНАЯ АРМАТУРА


Вес в равнопрочном соотношении в 9 раз меньше металлической
Неподверженность всем видам коррозии, гниению, короблению
Уникальная химическая стойкость (калийная среда, соляная кислота, щелочи, морская вода и другие агрессивные среды)
Хорошие электроизоляционные свойства (диэлектрик)
Низкая теплопроводность
Повышение эксплуатационной надежности и долговечности конструкций и изделий
Меньшие затраты на транспортировку конструкций и их элементов к месту монтажа вследствие меньшего веса
По затратам композитная арматура выгодней металлической в 2 раза.


По технико-экономическим характеристикам композитная арматура заменяет традиционную стальную, при этом по удельным прочностным показателям существенно превосходит традиционную арматуру:


Композиционные материалы в дорожном строительстве


ОПОРЫ ОСВЕЩЕНИЯ ИЗ КОМПОЗИТА


Композитные опоры освещения предназначены для крепления:
осветительных элементов (ламп, прожекторов и т.п.)
линий электропередачи систем кабельного телевидения телефонных кабелей знаков дорожного движения сезонных и праздничных украшений
Преимущества композитной опоры в сравнении с опорами из стали, алюминия, бетона:
Большая пассивная безопасность;
Небольшой вес
Добавкой красителей в компаунд - окраска в любой цвет;
Устойчивость к царапинам, имеет гладкую поверхность;
При необходимости покрывается изолирующим материалом (антивандальное покрытие );


Опора устойчива к коррозии, не подвержена атмосферному воздействию, СО2 и соли (срок эксплуатации > 25 лет);
В процессе эксплуатации не деформируется, не выделяет вредных веществ, не оказывает помех работе светильника;
Не требует постоянного технического обслуживания;
Экологически безвредна;
Низкие расходы на транспортировку и установку;
Не проводит электричество и не подвержена воздействию вихревых токов, ускоряющих процесс коррозирования железобетонных и металлических опор.


Опоры отличаются коррозионной и химической стойкостью, долговечностью, простотой монтажа. Применение композитного материала в качестве основы обеспечивает легкий вес магистральной конструкции – а значит, снижение транспортных расходов и безопасность. В отличие от традиционных, опоры безопасны при столкновении с транспортными средствами.


Композиционные материалы в дорожном строительстве


Композиционные материалы в дорожном строительстве


ОПОРЫ ДОРОЖНЫХ ЗНАКОВ


устойчивы к износу, не подвержены коррозии, негативным атмосферным явлениям не требуют специального обслуживания (чистка от ржавчины, покраска, заделывание трещины и т.д.)
Экономия времени, рабочей силы и оборудования чрезвычайно удобны и малозатратны в монтаже, легко транспортируются
Рассчитаны на применение во всех ветровых зонах
Экологически безопасны
Энергопоглощающий материал


ВОДООТВОДНЫЕ ЛОТКИ


Экономия времени в сравнении с бетонными лотками:
    при погрузо-разгрузочных работах – до 7-8 раз;
    при монтаже лотков – до 3-4 раз;
    снижение стоимости монтажа 1 п/м не менее чем в 3 раза;
    возможность монтажа в недоступных для механизмов местах

    Сохранение в течение всего срока эксплуатации упругих характеристик.
    Высокая стойкость ко всем видам коррозии.
    Мобильность при необходимости изменения форм и габаритных размеров лотков.
    Высокая морозостойкость.
    Стойкость к ультрафиолетовому излучению.
    Высокая ремонтопригодность.
    Возможность изготовления лотков под проектную нагрузку.

Прогнозируемый срок службы – не менее 30 лет.
Малый вес (легче бетонных в 8-10 раз).


Композиционные материалы в дорожном строительстве


ТРУБА И КОЛОДЦЫ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ЛИВНЕВЫХ ВОДОСТОКОВ


Преимущества,
продолжительный срок службы – более 50 лет;
низкий вес, по сравнению с трубами из традиционных материалов;
простота и удобство монтажа
, отсутствие сварочных работ;
высокая коррозийная и химическая стойкость;
стойкость к абразивному износу;
низкая шероховатость внутренней стенки трубы, что обеспечивает снижение гидравлических потерь;
высокие экологические и санитарно-гигиенические характеристики.


Трубы поставляются диаметром от 300 до 3 000 мм, длиной до 12 м. Напорные трубы рассчитаны на номинальное давление до 32 атм и жесткость от 1 250 до 15000 Па.
Применение стеклопластиковых труб даёт хороший экономический эффект, выражающийся в малых затратах на эксплуатацию и техническое обслуживание, большом сроке службы и низкой стоимости монтажа.


Композиционные материалы в дорожном строительстве


Бетоны — самые распространенные композиционные материалы.
В настоящее время производится большая номенклатура бетонов, отличающихся по составам и свойствам.
Современные бетоны производятся как на традиционных цементных матрицах, так и на полимерных (эпоксидных, полиэфирных, фенолоформальдегидных, акриловых и т.д.). Современные высокоэффективные бетоны по прочности приближаются к металлам.
Органопластики — композиты, в которых наполнителями служат органические синтетические, реже — природные и искусственные волокна в виде жгутов, нитей, тканей, бумаги и т.д.
В термореактивных органопластиках матрицей служат, как правило, эпоксидные, полиэфирные и фенольные смолы.
Органопластики обладают низкой плотностью, они легче стекло- и углепластиков, обладают относительно высокой прочностью при растяжении; высоким сопротивлением удару и динамическим нагрузкам, но, в то же время, низкой прочностью при сжатии и изгибе.


Композиционные материалы в дорожном строительстве


Стеклопластики - полимерные композиционные материалы, армированные стеклянными волокнами, которые формуют из расплавленного неорганического стекла.
В качестве матрицы чаще всего применяют как термореактивные синтетические смолы (фенольные, эпоксидные, полиэфирные и т.д.), так и термопластичные полимеры (полиамиды, полиэтилен, полистирол и т.д.).
Стеклопластики обладают высокой прочностью, низкой теплопроводностью, высокими электроизоляционными свойствами, кроме того, они прозрачны для радиоволн. Слоистый материал, в котором в качестве наполнителя применяется ткань, плетенная из стеклянных волокон, называется стеклотекстолитом.
Углепластики - наполнителем в этих полимерных композитах служат углеродные волокна. Углеродные волокна получают из
синтетических и природных волокон на основе целлюлозы, сополимеров акрилонитрила, нефтяных и каменноугольных пеков и т.д.
Матрицами в угепластиках могут быть как термореактивные, так и термопластичные полимеры. Основными преимуществами углепластиков по сравнению со стеклопластиками является их низкая плотность и более высокий модуль упругости, углепластики — очень легкие и, в то же время, прочные материалы.
На основе углеродных волокон и углеродной матрицы создают композиционные углеграфитовые материалы — наиболее термостойкие композиционные материалы (углеуглепластики), способные долго выдерживать в инертных или восстановительных средах температуры до 3000° С.


Композиционные материалы в дорожном строительстве


Преимущества и недостатки композиционных материалов


Производство сверхпрочных материалов
Производство сверхтвердых материалов
Уменьшение эффективной массы изделий
Проблема создания материалов выдерживающих механические нагрузки при высоких температурах
Возросли требования к чистоте материалов
Защита материалов от химического взаимодействия с окружающей средой
Создание композиционных материалов с заданными свойствами
Разработка широкого спектра функциональных наноматериалов


Современные проблемы материаловедения