Применение углеволокнистых текстильных материалов для ремонта и строительства объектов инфраструктуры

Сравнение характеристик полимерных композиционных материалов (ПКМ) на основе углеродных волокон (УВ) с различными конструкционными материалами Тип материала Прочность, МПа Модуль упругости, ГПа Плотность, гр./куб. см Композит на основе углеродного среднепрочного волокна УВ СПУ (S – Strength) ,6 Композит на основе углеродного высокопрочного волокна УВ ВПУ (HS – High Strength) ,6 Композит на основе углеродного высокомодульного волокна УВ ВМУ (HM – High Modulus) 2400> 2301,6 Композит на основе стекловолокна S класса СВ - S870401,8 Алюминиевый сплав (2024-T4)450732,7 Титан ,54,5 Малоуглеродистая сталь (55 сорт) ,8 Нержавеющая сталь (А5-80) ,8 Быстрорежущая сталь (17/4 Н900) ,8 Углеродные волокна (УВ) – органический материал, содержащий ,99 % углерода. Углеродные волокна получают путем ступенчатой термообработки различных химических волокон (прежде всего на основе полиакрилонитрила - ПАН) при температурах до С.

Углеродные волокна до 10 раз прочнее и в 4 раза легче стали е годы XX века Малотоннажное производство Высокие (неконкурентоспособные с традиционными конструкционными материалами) цены. Стратегические сферы применения углеродных волокон: самолетостроение, ракетостроение, производство газовых центрифуг для обогащения урана. XXI век На мировом рынке конкурентоспособны только компании обладающие крупнотоннажным производством Снижение цен до конкурентоспособного уровня. Массовое применение в гражданских отраслях. строительство энергетика нефте - газодобыча трубопроводы Цена - основной фактор сдерживающий спрос

Потолочный проемСтеновой проем Плиты перекрытияКолонныСтены Фермы Продукция ЗАО «Холдинговая компания «Композит» – системы внешнего армирования на основе углеродного волокна

Ж/б обойма Металлическая обойма Примеры внешнего армирования традиционные и с применением углепластика ПРИМЕР 1: УСИЛЕНИЕ БАЛОК Усиление углепластиком ПРИМЕР 2: УСИЛЕНИЕ КОЛОНН Ж/б обойма Металлическая обоймаУсиление углепластиком

Металлическими элементами Замена арматуры Примеры внешнего армирования традиционные и с применением углепластика ПРИМЕР 3: ВНЕШНЕЕ АРМИРОВАНИЕ ФЕРМ ПРИМЕР 4: ВНЕШНЕЕ АРМИРОВАНИЕ ПЕРЕКРЫТИЙ Усиление углепластиком Усиление углепластиком Ж/б рубашка Металлические элементы

Технология применения системы внешнего армирования (1) СИСТЕМА ХОЛСТОВ СИСТЕМА СТЕРЖНЕЙ

Системы внешнего армирования на основе углеродного волокна – углеродная ткань (ленты) Углеродные ткани изготавливают из жгутов углеродных волокон путем ткачества; Толщина ткани (0,1-0,4 мм) зависит от количества волокон в жгутах, диаметра волокон и расположения жгутов; Масса - 0,15-0,5 кг/м 2 ; Ткани выпускают разной ширины, как правило от 100 мм до 500 мм; Углеродные ткани применяют для создания композитных материалов путем проклейки ткани полимерной смолой; Прочность ткани при растяжении МПа; Модуль упругости- 250 ГПа; Относится к группе трудносгораемых строительных материалов. Высокая предельная прочность на разрыв; Не поддаются коррозии; Высокий предел выносливости; Низкий вес; Легкая укладка; Коэффициент температурного расширения ~ 0; Линейно упругие до разрушения;

1. Системы внешнего армирования на основе углеродного волокна – опыт применения Проемы в перекрытиях ул.Машкова Усиление арочного проема ул.Зоологическая Проемы в перекрытиях Чистопрудный Проемы в перекрытиях Щукинская Усиление колонн Домодедово Усиление простенков и колонн в строящемся здании г.Москвы Усиление колонн Б.Грузинская Пилоны стадион Локомотив Ремонт трещины в перекрытии длинной 131м Домодедово Усиление балок Чистопрудный

Системы внешнего армирования на основе углеродного волокна - взрывные нагрузки Зависимость «момент-кривизна» Результаты испытания усиленной и неусиленной плиты Не усиленная колонна Усиленная колонна

Ремонт моста через ручей п. Татищево, Саратовская область г.

Технико-экономическое обоснование эффективности усиления системой внешнего армирования Калькуляция себестоимости ремонта моста (п.Татищево, Саратовская обл.) системой внешнего армирования углеродными лентами Калькуляция себестоимости ремонта моста (п.Татищево, Саратовская обл.) традиционным методом усиления металлическими шпренгелями Статьи затратСумма, руб.Статьи затратСумма, руб. Проектирование ,00Проектирование ,00 Материалы ,00Материалы ,00 Проведение работ ,00Проведение работ649231,00 Итого: Сметная стоимость с НДС ,00Сметная стоимость с НДС ,00 Экономический эффект642843,00 рублей % Несущая способность моста (п.Татищево, Саратовская обл.) обозначение нормативной нагрузки значение единичной нагрузки, тонн Проектная нагрузка до усиленияН-13; НГ-60(Д)48,00 Фактическая нагрузка до усиления 20,00 Фактическая нагрузка после усиленияАК-1482,23 Увеличение несущей способности 62,23

Фибра – мелкодисперсное волокно, выпускается из волокон 3-х типов: на основе специального ПАН-волокна, ПАН-окисленного волокна и углеродного волокна. Используется в качестве армирующей добавки в цементные, бетонные, пенобетонные и асфальтобетонные смеси. 2. Системы внутреннего армирования Перспективная продукция ЗАО «ХК Композит» – фибра (армирующая добавка ) Применение фибры позволяет: уменьшить образование трещин и повышает качество поверхности бетона; повысить устойчивость асфальтобетона к воздействию антиобледеняющих солей, к проникновению воды и химических веществ; повысить прочностные свойства асфальтобетона; повысить ударную вязкость асфальтобетона.

Применение ПАН фибры в бетонах типа В25

Область применения: в легких и тяжелых бетонах в гражданском и промышленном строительстве; в монолитных бетонах с хлоридсодержащими противоморозными добавками; для армирования конструкций, подвергающихся воздействию агрессивных сред (дорожное покрытие, канализация, химическая промышленность, морские сооружения); в конструкциях, подверженных воздействию блуждающих токов (опоры ЛЭП и т.д.); в тюбингах тоннелей метрополитена Замена стальной арматуры на углепластиковую: уменьшение диаметра арматуры при сохранении физико- механических характеристиках (например стальная арматура диаметром 28 = углепластиковой арматуре диаметром 12) малый вес отсутствие коррозии увеличение межремонтных сроков Углепластиковый стержень выпускается в двух вариантах: с посыпкой песком или без нее, любой строительной длины из углеродных волокон, пропитанных химически стойким полимером. Он предназначен для армирования конструкций из бетона и асфальтобетона. Продукция ЗАО «Холдинговая компания «Композит» – углепластиковая арматура (стержень на основе углеродного волокна)

3. Мосты из композитного материала, с применение углеродного волокна Парк 50-летия октября Применение композиционных материалов: значительно увеличивает срок эксплуатации и, как следствие, снижает эксплуатационные издержки; существенно повышает коррозионную стойкость конструкции; сокращает сроки и стоимость монтажных работ; требует менее объемных опор и фундамента (экономия бетона и арматуры).

Ширина 2.5 м Длина: 2 пролёта по 22 м Два схода общим весом 26 тонн Вес пролётного строения 12 тонн МОБИЛЬНЫЙ СБОРНО-РАЗБОРНЫЙ МОСТ УСТАНОВКА МОСТА НА САДОВОМ КОЛЬЦЕ 3 ДЕКАБРЯ 2006 ГОДА Время монтажа: 20 минут

КООРДИНАТЫ ЗАО «Холдинговая компания «Композит» г. Москва, ул. Кржижановского, д. 14, корп