استخدام مواد البوليمر المركبة في هياكل البناء. استخدام المواد المركبة في البناء

نعتقد أن العديد من المستخدمين سيوافقون على الحجة القائلة بأن الأخشاب تعتبر بحق أحد أكثر أنواع الأخشاب شيوعًا المستخدمة في بناء المنازل. من الصعب تخيل القائمة الكاملة لمناطق البناء التي يتم استخدامها فيها. يمكنك تعلم كيفية التعامل بشكل صحيح مع بناء منزل السجل من منتدانا. ولكن اليوم ، يتم استبدال كلاسيكيات بناء المساكن الخشبية مواد جديدة- شعاع مركب.

بعد قراءة الاسم لأول مرة ، أو أخذ هذه المادة في متناول اليد ، قد يعتقد العديد من المطورين:

"يبدو مثل الخشب ، فقط أخف وزنا وأقوى. من ما هو مصنوع؟"

ظهرت هذه المادة للبيع مؤخرًا نسبيًا ، وهي في جوهرها ليست شجرة حقيقية ، على الرغم من أنها تتمتع بجميع مزايا الأخشاب التقليدية. لكن كما يقولون:

"كل ما هو جديد هو قديم النسيان."

على المرء فقط أن ينظر إلى الخشب الرقائقي ، المعروف لنا جيدًا ، أو أن يتذكر كيف كانت المنازل في العصور القديمة تُبنى من كتل ، تخلط القش والطين مع بعضها البعض ، من أجل فهم جوهر المادة المركبة.

المركب عبارة عن مادة صلبة مصطنعة تتكون من مكونين أو أكثر بخصائص فيزيائية وكيميائية مختلفة.

وإذا لم يكن استخدام المواد المركبة في التكنولوجيا الحديثة مفاجأة لأي شخص ، فإن الحزمة - التي تم إنشاؤها من مركب ، قد تسبب مفاجأة أو عدم ثقة من المطور.

ما هذا - شعاع مركب؟

أساس شعاع مركبهي جزيئات صغيرة من الخشب الطبيعي والإضافات الخاصة والأصباغ التي تعطي لون مشبعشعاع مركب.

رابط ربط المواد المذكورة أعلاه هو bischofite. بالمناسبة ، تذكر حقيقة مثيرة للاهتمامحول bischofite.

بالإضافة إلى حقيقة أن هذا المعدن يستخدم في إنتاج البلاط و الحجر الاصطناعي، فقد وجد تطبيقًا في الطب لعلاج المفاصل والجهاز التنفسي العلوي ، مما يعني أن المنازل المبنية من الأخشاب المركبة ستكون صديقة للبيئة وحتى للشفاء.

كيف يتم تصنيع الأخشاب المركبة؟

يتميز تصنيع الأخشاب المركبة بالبساطة والقدرة التصنيعية للعملية.

يتم ضغط المواد الخام المعدة مسبقًا والمخلوطة بعناية ، وبعد ذلك يتم قطع المادة الناتجة إلى شعاع ذي أبعاد محددة بدقة.

تعطي الإضافات الخاصة مقاومة الماء ومقاومة الحريق. على الرغم من صلابته المتزايدة ، احتفظ الخشب المركب بجميع الجوانب الإيجابية للعمل مع الخشب الطبيعي.

إنه منشور تمامًا ومقطع ومتصل بسهولة باستخدام أدوات التثبيت المعدنية.

فوائد الأخشاب المركبة

بسبب بناء الأخشاب "المشط الأخدود" ، فإن بناء المنزل لا يشبه البناء ، ولكن تجميع المبنى وفقًا لمبدأ مصمم الأطفال. على جانب واحد من العارضة ، يتم تطبيق تركيبة الأسمنت بشكل مبدئي ، ويتم توصيل الحزمة ببعضها البعض. بعد ذلك ، يبقى فقط لتغطية اللحامات. عادة ما يتم تغطيتها بمزيج من bischofite والمغنسيت. نتيجة لذلك ، يكتسب المبنى المشيد مزيدًا من القوة والضيق.

مع كل الفوائد خشب طبيعي، الشريط المركب خالٍ من عيوب مثل الانكماش والتورم.

إذا التقطت شعاعًا مركبًا ، ثم شعاعًا مسطحًا عاديًا ، يمكنك ملاحظة الفرق في الوزن. هذه ميزة أخرى للحزمة المركبة. البيوت المبنية منه أخف وزنا مما يعني أنه لا داعي لبناء أساس قوي مما يؤدي إلى توفير أموالك. التفاصيل الدقيقة للتعبئة الأساس الشريطعضو منتدانا يشارك في المنتدى.

تلخيص

في الختام ، تجدر الإشارة إلى الخصائص المهمة للأخشاب المركبة مثل مقاومة الحريق العالية. وفقًا لهذا المؤشر ، يتم تضمينه في نفس المجموعة بالطوب.

ومن حيث التوصيل الحراري ، فهو يتفوق الأخشاب العاديةمما يسمح لها بالاحتفاظ بالحرارة بشكل فعال وحماية الغرفة من البرد.

وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن المنزل المبني من عارضة مركبة لا يتعرض للتعفن ، ولن تبدأ فيه القوارض ، ولا يلزم تلبيس الجدران نفسها.

تجري مناقشة ساخنة حول مكافحة القوارض

يبدو أنه هنا - مادة بناء مثالية. لكن كما يقولون ، كل ميدالية لها جانب آخر. إنتاج مواد مماثلةيتطلب استخدام معدات باهظة الثمن ومواد نادرة ، مما يؤثر على سعر الخشب المركب ، والذي يتجاوز تكلفة الأخشاب المخططة ويقترب من سعر الأخشاب اللاصقة.

هناك مشكلة أخرى يجب أن يأخذها المهتمون بهذه المادة في الاعتبار - نظرًا لقصر عمر المنازل المبنية باستخدام هذه التقنية ، من الصعب التنبؤ بكيفية تصرف الهيكل في المستقبل القريب.

بعد المراجعة ، سيتمكن القراء من تجنب الأخطاء في بناء منزل خشبي. والنظر إلى هذا فيديو , سوف تتعلم كيفية تزيين واجهة منزل خشبي.

يتزايد نطاق تطبيق المواد المركبة والأحجام باستمرار ، لتحل محل استخدام مواد البناء التقليدية من المعدن ، مثل حديد التسليح وشبكة تقوية البناء والوصلات المرنة والملف الشخصي

ما هو مادة مركبة?

تشتمل المواد المركبة على مواد مصنوعة من عدة مكونات (طبيعية أو اصطناعية) تختلف في خصائصها ، عندما يتم الجمع بينها ، يتم الحصول على تأثير تآزري. نتيجة لذلك ، تتفوق هذه المواد على المواد التقليدية في عدة معايير: القوة ، والمتانة ، ومقاومة البيئات العدوانية ، والوزن ، والتوصيل الحراري والتكلفة.

استخدام المواد المركبةعند البناء ، ستفوز دائمًا!

يتضمن تشييد المباني والهياكل الحديثة استخدام أكثر من غيرها مواد فعالةلذلك ، تزداد الطلب على المركبات القائمة على الألياف الزجاجية والبازلت وألياف الكربون. هناك عديد من الأسباب لذلك:

• - قوة عالية للمنتجات المصنوعة من المركبات ، وهي ليست أقل شأنا ، ولكن في عدد من المعلمات تفوق المعادن المماثلة. المنتجات المركبة لديها قوة شد عالية ، وقوة ضغط ، وقوة قص ، وقوة التواء.
• - بنفس القوة ، تكون المنتجات المصنوعة من المواد المركبة أخف عدة مرات (عند مقارنتها بالمعدن). هذا يقلل بشكل كبير من تكاليف النقل ، ويقلل من تعقيد التثبيت والحمل على أساس المباني.
• — المواد المركبةتخدم بشكل جيد في الداخل والخارج على حد سواء. لا يوجد تأثير سلبي لأشعة الشمس المباشرة أو هطول الأمطار أو التغيرات المفاجئة في درجات الحرارة على الهياكل المركبة الحديثة. لذلك ، يمكن أيضًا استخدام الحزم المركبة لبناء الهياكل المفتوحة بيئة خارجيةبدون معالجة خاصة.
• - عند العمل في بيئات عدوانية ، لا تغير المواد المركبة خصائصها تحت تأثير الكواشف الكيميائية الأكثر نشاطًا. الملف الشخصي الألياف الزجاجية، المستخدمة لبناء مستودع يتم فيه تخزين الأحماض أو القلويات ، ستبقى في نفس الشكل وستكون لها نفس الخصائص كما كانت قبل بدء تشغيل المبنى. تقوية مصنوعة من المركباتفي ملموسة مع إضافات التجمدلن تتعرض للتآكل المتسارع.
• - المواد المركبة ليست ممغنطة ولا توصل الكهرباء مما يمنع حدوث التآكل الكهروكيميائي في المباني مع الاستبدال التركيبات المعدنيةتأثير الفرز من "قفص فاراداي" يتناقص على المركب.
• - لا تخلق العناصر المركبة في هيكل المبنى جسورًا باردة ، وبالتالي تزيد المقاومة الحرارية الكلية.

اليوم ، الناتج المحلي الإجمالي لروسيا هو 3.3٪ من الناتج المحلي الإجمالي العالمي. في الوقت نفسه ، يقل مستوى إنتاج واستهلاك المواد المركبة في روسيا عن 1٪ من المستوى العالمي. المركبات هي مادة المستقبل والمهمة الإستراتيجية للاقتصاد الروسي هي توفير اختراق في هذا المجال.

في متجرنا على الإنترنت يمكنك ذلك شراء مع التسليم في موسكومجموعة واسعة من المنتجات من المواد المركبة (التعزيزات البلاستيكية المركبة ، وشبكة البناء المركبة ، وشبكة الطرق المركبة ، والشبكة الجغرافية المركبة ، والوصلات المرنة المركبة ، ووصلات البناء المركبة ، والملف الشخصي المركب) ، من أفضل الشركات المصنعة المحلية التي أقمنا معها شراكات جيدة ومن أجل منتجات ذات جودة عالية ونحن على يقين من ذلك.

يشير أسمنت الألياف الزجاجية إلى مواد البناء المركبة غير العضوية.

لطالما استخدمت المواد المركبة على أساس غير عضوي بنجاح في البناء والديكور.

يستخدم الزجاج على نطاق واسع لإنتاج المركبات غير العضوية.

هذا النوع من المواد له مزايا عديدة على المركبات العضوية:

• عمر خدمة طويل
• السلامة من الحرائق وعدم القابلية للاحتراق ؛
• نظافة البيئة وسلامتها.

هذه الخصائص مهمة دائمًا في مجال مواد البناء. بجانب، خاصية مهمةالمواد المركبة هي استهلاك منخفض للمواد مع منتجات عالية القوة.

يمكن تقليل الحمل على الأساس والحزم والأعمدة الداعمة للمباني عن طريق تقليل كتلة الهيكل وإحاطة الهياكل.

من الممكن بناء هياكل رقيقة الجدران من المركب.

لا غنى عن المواد المركبة في الإنتاج الألواح المواجهةمع طبقة عازلة فعالة

يحتوي الأسمنت الليفي الزجاجي على تركيبة معقدة ؛ يتم دمج الألياف الزجاجية ومصفوفة الأسمنت في هيكل هذه المادة المركبة.

تشمل الخصائص التقنية المفيدة للأسمنت الليفي الزجاجي ما يلي:

• قوة الشد والانحناء العالية ؛
• مقاومة الكراك
• نفاذية منخفضة للمياه
• معدلات منخفضة من تشوهات الانكماش.
• مقاومة عالية للنار.

لا تتطلب الألياف الزجاجية معدات خاصةللمعالجة الميكانيكية ، يفسح المجال بشكل جيد للقطع والحفر.

يعتبر التوزيع المنتظم للألياف الزجاجية على كامل مساحة المقطع العرضي للمادة هو الشرط الرئيسي للحصول على الأسمنت الليفي الزجاجي عالي الجودة.

أثناء الإنتاج ، يتم تقوية الأسمنت بطريقتين رئيسيتين تختلفان في ترتيب الألياف - الاتجاهية والفوضوية.

مع التعزيز الاتجاهي ، يتم استخدام تقوية الألياف الزجاجية الموجهة.

يتم تنفيذ التعزيز العشوائي عادة عن طريق الرش الهوائي للقطاعات المتجولة وملاط الأسمنت.

القيم المتوسطة لخصائص الأسمنت الليفي الزجاجي المُنتَج في

يتم عرض الأسمنت البورتلاندي الذي يستخدم نظام GIS المتجول المقاوم للأسمنت في الجدول.

تتيح تقنية تقوية الزجاج الاستغناء عن التعزيز الصلب ، مما يعني أن الأسمنت الليفي الزجاجي مناسب لإنتاج المنتجات والعناصر ذات الأشكال المعقدة. بمساعدة هذه المادة ، من الممكن حل المشكلات المعمارية والهندسية غير القياسية ، بينما يتم تسهيل إنتاج المنتجات.

تميز السلامة العالية من الحرائق ومقاومة الحريق الأسمنت الليفي الزجاجي عن مواد البناء المركبة القائمة على البوليمر.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن المادة مقاومة للتآكل ، ولا تتأثر بالمواد النشطة بيولوجيًا ، وغيرها التأثيرات السلبيةبيئة.

لا تحتوي المادة على مواد ضارة بالصحة ، فهي صديقة للبيئة.

اخر خاصية مهمةالألياف الزجاجية هي عدم قابليتها للمغناطيسية ، حيث إنها معززة بمواد غير معدنية. هذه الجودة تقلل بشكل فعال من تكلفة استهلاك المعادن وتكاليف العمالة في البناء.

الخرسانة المسلحة بالألياف الزجاجية في تشطيب مترو الأنفاق في كازاخستان ،

يسمح لك الأسمنت المصنوع من الألياف الزجاجية بإنشاء هياكل مباني وهياكل معمارية أقسام مختلفة، الهياكل ذات التكوين المعقد ، بينما تزداد جودة المباني التي يتم تشييدها.

تعتمد قوة الألواح والعناصر الإسمنتية المصنوعة من الألياف الزجاجية على العديد من العوامل ، بما في ذلك:

• نسبة التعزيز
• طول ألياف التسليح
• اتجاه التعزيز
• تكنولوجيا الإنتاج التطبيقية ، إلخ.

الخاصية الرائعة للأسمنت الليفي الزجاجي هي فقدان القوة. تحدث هذه العملية بسرعة كبيرة خلال أول سنتين أو ثلاث سنوات من التشغيل ، وبعد ذلك ينخفض ​​معدل فقدان القوة بشكل كبير ، وبعد ذلك تصل قوة المادة إلى قيمها الثابتة.

على الرغم من هذا ، يبدو عامل سلبي، هامش أمان الأسمنت الليفي الزجاجي بعد الإنتاج كبير جدًا لدرجة أنه حتى بعد انخفاض القيم الأولية ، تسمح خصائص قوته باستخدامه بنجاح في

عدد من مجالات تطبيق PCM في صناعة البناء في روسيا والخارج ، ومزايا وعيوب PCM بالمقارنة مع المواد التقليدية. يتم إعطاء الاتجاهات في تطوير تقنيات التصنيع واستخدام مثل هذه المنتجات مثل التعزيز المركب وطوابق الجسر المركب. تم تحديد العوامل المقيدة الرئيسية لتطوير سوق PCM لأغراض البناء في روسيا.

حاليًا ، يشهد السوق العالمي زيادة في استخدام PCM في صناعة البناء. وهكذا ، في عام 2010 ، بلغ حجم سوق المواد البوليمرية المركبة (PCM) في قطاع "البناء" حوالي 3.1 مليون دولار (~ 17٪ من الحجم الإجمالي). وبحسب توقعات الخبراء فإن حجم هذا القطاع سيرتفع بحلول عام 2015 إلى 4.4 مليون دولار. يتيح استخدام PCM في البناء تقليل كتلة هياكل المباني ، وزيادة مقاومة التآكل ومقاومة العوامل المناخية المعاكسة ، وإطالة وقت الاستجابة وإصلاح وتقوية الهياكل باستخدام تكلفة قليلةالموارد والوقت. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن تطوير سوق PCM المحلي لأغراض البناء ، وكذلك سوق PCM بأكمله ككل ، هو أدنى بكثير من السوق العالمية. في السنوات الأخيرة ، تم اتخاذ عدد من التدابير التي تهدف إلى تطوير التقنيات وإنتاج PCM ، بما في ذلك تشكيل المنصة التكنولوجية "مواد وتقنيات البوليمر المركبة" في عام 2010. أحد المبادرين لإنشاء منصة تكنولوجية هو VIAM ، الذي يشارك بنشاط في تطوير الصناعة المركبة وتشكيل سوق للمواد المركبة والتقنيات ذات الصلة في الاتحاد الروسي ، ليس فقط في قطاع صناعة الطيران ، ولكن أيضًا في قطاعات أخرى ، بما في ذلك البناء.

كما هو مذكور أعلاه ، يحتل قطاع "الإنشاءات" جزءًا كبيرًا من سوق PCM. المجالات الرئيسية لتطبيق PCM هي: التركيبات والوصلات المرنة ؛ أكوام ورقة والأسوار. الألواح العازلة والنوافذ والأبواب ؛ عناصر هياكل الجسور (جسور المشاة ، والمعابر ، والعناصر الحاملة ، وعناصر المبارزة ، والتزيين ، والكابلات المثبتة بالكابلات) ؛ أنظمة التعزيز الخارجية.

مع الأخذ في الاعتبار الحاجة الملحة لبناء جديد وإعادة بناء مرافق البنية التحتية للنقل الحالية ، سيكون التركيز في هذه المقالة على مجالات تطبيق PCM مثل التعزيزات المركبة وهياكل الجسور.

في الخارج ، بدأ الإدخال الواسع للتعزيزات المركبة كمواد تقوية لبناء الهياكل الخرسانية في الثمانينيات من القرن الماضي ، وبشكل أساسي في بناء الجسور والطرق. في الاتحاد السوفيتي ، بدأت أعمال البحث والتطوير المتعلقة بتطوير واستخدام التعزيزات المركبة في الخمسينيات من القرن الماضي. في عام 1963 ، تم تشغيل ورشة للإنتاج التجريبي لتقوية الألياف الزجاجية في بولوتسك ، وفي عام 1976 ، تم تطوير "توصيات لحساب الهياكل مع تقوية الألياف الزجاجية" في NIIZhB و ISiA. وهكذا ، تم إنشاء الأساس العلمي والتقني لتصنيع التعزيزات المركبة مرة أخرى في الاتحاد السوفيتي. التعزيز المركب على أساس حشو ليفي مستمر ومصفوفة بوليمر لها عدد من المزايا الهامة على تقوية الفولاذ (بما في ذلك تلك ذات الطلاء المضاد للتآكل) ، بما في ذلك الكثافة المنخفضة (4 مرات أخف من الفولاذ) ، ومقاومة التآكل العالية ، والتوصيل الحراري المنخفض ، خصائص عازلة ، قوة أعلى. تعتبر الكثافة المنخفضة والعالية للتآكل والمقاومة الكيميائية مهمة بشكل خاص في إنشاء البنية التحتية للنقل (الطرق والجسور والممرات العلوية) والمرافق الساحلية والميناء.

في السنوات الأخيرة ، كانت هناك زيادة حادة في الاهتمام بإنتاج التعزيزات المركبة المخصصة لتقوية هياكل البناء الخرسانية في روسيا. يمكن استخدام الألياف الزجاجية وألياف البازلت المستمرة وألياف الكربون كمواد حشو تقوية في التعزيز. الطريقة الأكثر شيوعًا لتصنيع تقوية الزجاج أو البازلت والبلاستيك المركب هي spunbond pultrusion (إبرة إبرة ، زرع نبات). من بين الشركات المصنعة المحلية للتجهيزات الزجاجية والبلاستيكية البازلتية Biysk Fiberglass Plant LLC و Galen LLC و Moscow Composite Materials Plant LLC وغيرها الكثير. يتم إنتاج تدعيم CFRP بواسطة HC "مركب". في الجدول. يوضح الشكلان 1 و 2 خصائص التعزيز المركب المحلي والأجنبي.

الجدول 1

خصائص التعزيز المركب الروسي

الجدول 2

خصائص التعزيز المركب الأجنبي

يمكن ملاحظة أن العينات الروسية من التعزيز المركب ليست أقل شأنا من حيث الخصائص لنظائرها الأجنبية. ومع ذلك ، لم يتم استخدام التعزيز المركب على نطاق واسع في ممارسة البناء في الاتحاد الروسي. أحد أسباب ذلك ، وفقًا للمؤلفين ، هو عدم كفاية القاعدة التنظيمية والتقنية التي تحكم إنتاج واستخدام التعزيزات المركبة. على الرغم من أن مصنعي التركيبات قد قاموا بعمل كبير ، مما ساهم في الإنشاء السريع لـ GOST للتركيبات المركبة ، فمن الضروري تطوير عدد من المعايير والتوصيات للمصممين والبناة. للمقارنة ، في الولايات المتحدة الأمريكية ، أصدر معهد الخرسانة (ACI) في عام 2012 الإصدار الثالث من دليل التصميم ، الذي تم إصداره لأول مرة في عام 1999 ، بينما تم تطوير التوصيات المحلية لحساب الهياكل باستخدام تقوية الألياف الزجاجية في عام 1976. بالإضافة إلى ذلك ، يتم إعاقة الاستخدام الأكثر نشاطًا للتعزيز المركب من خلال تجربة صغيرة في العمل معه ، سواء من البنائين والمصممين والمهندسين المعماريين.

في الوقت الحاضر ، يمكن التمييز بين اتجاهين رئيسيين في تطوير تكنولوجيا تصنيع التعزيز المركب في الخارج: استخدام تقوية من طبقتين مع نواة مركبة معززة بألياف مستمرة وقشرة خارجية معززة بحشو ألياف مقطعة ، وتطوير تصنيع التعزيزات التقنيات التي تستخدم مصفوفة بوليمر لدن بالحرارة. كمثال ، ضع في اعتبارك تطوير Composite rebar Technologies Inc. و Plasticcomp LLC. أول تطوير لجامعة أوريغون هو عبارة عن حديد تسليح مجوف وطريقة لتصنيعه. يشتمل التعزيز المركب على قلب مجوف يتكون من راتينج بالحرارة مقوى بألياف متصلة ، وطبقة خارجية - غلاف يتكون من راتنج مقوى بألياف مقطعة. يتم ربط الغلاف الخارجي كيميائيًا وفيزيائيًا بالنواة في إحدى خطوات العملية المستمرة. يمكن أن يتنوع القطر الخارجي والداخلي للتعزيزات ونسبتها وكذلك تكوين الغلاف الخارجي ضمن نطاق واسع إلى حد ما ، مما يوفر فرصًا كبيرة لتكييف المنتج مع احتياجات مجموعة واسعة من المستهلكين. من بين مزايا هذا التعزيز المركب ، تجدر الإشارة إلى إمكانية استخدام تجويف داخل القلب لوضع الكهرباء أو كابلات الألياف البصريةووضع مستشعرات الحالة الهيكلية ، يمكن استخدامها أيضًا لتزويد المبرد وبالتالي إنشاء امتداد جسر غير متجمد. سيسمح وجود نواة مجوفة بتوصيل أقسام التعزيز ببعضها البعض ، مما سيؤدي أيضًا إلى توسيع طرق تطبيقها. الطبقة الخارجية ، المقواة بالألياف المقطعة ، تحمي اللب من التلف الميكانيكي أثناء النقل والاستخدام ، كما تمنع الرطوبة من اختراق قلب التعزيز.

التطوير الثاني لشركة Plasticomp LLC هو تقنية لتصنيع التعزيز المركب باستخدام مصفوفة لدن بالحرارة. العملية التكنولوجيةيبدأ بتصنيع الخلطة المسبقة عن طريق دفع حشو ليفي مستمر في تيار ذوبان من مادة رابطة لدن بالحرارة تحت ضغط مرتفعوالانتقال من سرعة عالية. تقطع السكين الدوارة الموجودة على طول مسار التدفق خليط الحشو الليفي إلى أطوال قصيرة. بعد ذلك ، يخلط الخلاط اللولبي الألياف المقطعة ومصفوفة اللدائن الحرارية في مركب مصهور مناسب لمزيد من البثق. يتم تغذية المركب الناتج في رأس الطارد على شكل حرف T ، حيث يتم تطبيقه على حشو تقوية مستمر مشرب مسبقًا ببوليمر لدن بالحرارة (على سبيل المثال ، باستخدام تقنية pultrusion الكلاسيكية). وبالتالي ، يتم الحصول على تقوية مركبة تعتمد على مصفوفة بوليمر لدن بالحرارة ، وتتكون من قلب مقوى بحشو ليفي مستمر وقشرة خارجية مصنوعة أيضًا من مصفوفة لدن بالحرارة مقواة بألياف مقطعة. تتمثل مزايا هذا النظام في المقاومة العالية لمصفوفة اللدائن الحرارية للتأثيرات وتشكيل الشقوق الدقيقة ، وإمكانية تسخين وتشكيل قضيب التسليح ، وإمكانية استخدام المواد الخام الثانوية من البوليمر وإعادة تدوير التعزيز المركب نفسه. بالإضافة إلى ذلك ، فإن استخدام المواد المعاد تدويرها لمصفوفة اللدائن الحرارية ، فضلاً عن التسريع المحتمل لعملية تصنيع المنتج (لا يتطلب الأمر وقتًا حتى يعالج الراتنج ، كما في حالة اللدائن الحرارية) يمكن أن يجعل هذه العملية أكثر فعالية من حيث التكلفة من تقنيات تصنيع التعزيز المركب المستخدمة تقليديا.

تتمثل الاتجاهات الرئيسية لتطوير الإنتاج المحلي للتعزيزات المركبة في استخدام ألياف البازلت المستمرة كمواد حشو تقوية وتعديل تركيبات الروابط و المعدات التكنولوجيةمن أجل تحسين الخصائص وزيادة إنتاجية الإنتاج.

نظرًا لكثافتها المنخفضة ومقاومتها العالية للتأثيرات البيئية السلبية ، يمكن أن توفر PCM مزايا كبيرة على المواد المستخدمة تقليديًا في إنشاء البنية التحتية ، بما في ذلك بناء الجسور. الجسور والجسور والجسور العلوية عبارة عن هياكل هندسية وتقنية معقدة تخضع لمتطلبات عالية من الموثوقية والمتانة. في أمريكا الشمالية وأوروبا ، يجري العمل النشط على استخدام PCM في بناء الجسور. تم بناء الجسور باستخدام عناصر PCM لأكثر من 15 عامًا ، ويتزايد حجم إنشاء هذه الجسور. تتغير فئة الجسور أيضًا - من جسور المشاة التجريبية الأولى إلى جسور السيارات التي يصل طولها إلى 20 مترًا. في البلدان الأجنبية ، تتمثل المجالات الرئيسية لتطبيق PCM في بناء الجسور في التعزيز المركب وأسطح الجسور وجسور المشاة. يجري العمل على تطوير وإنشاء الكابلات المثبتة بالكابلات المصنوعة من PCM ، بالإضافة إلى الجسور الجاهزة باستخدام عناصر الهياكل الحاملة المصنوعة من PCM. وفقًا لمؤلف العمل ، فإن أكثر المجالات الواعدة لتطبيق PCM هي جسور المشاة وأسطح الجسور. وتجدر الإشارة إلى أنه في الاتحاد الروسي ، يجري العمل على تطوير تقنيات لتصنيع وتصميم جسور المشاة المركبة ، وقد تم بناء عدد من المرافق وتشغيلها بنجاح ، في حين تم تطوير وتصميم وتطبيق أسطح الجسور المصنوعة من المواد المركبة. أو المواد الهجينة التي تستخدم PCM للسيارات والجسور قد حظيت باهتمام أقل.

يتم تقسيم أسطح الجسور المستخدمة في الخارج وفقًا لطريقة التثبيت: موضوعة على دعامات الجسر أو على عوارض طولية ؛ وأيضًا حسب الهيكل: متعدد الخلايا (مثل هياكل قرص العسل) أو الألواح العازلة (ألواح مركبة مع نواة رغوية بينها). يتم تصنيع التزيين باستخدام pultrusion واللف (تصنيع الألواح والهياكل الأنبوبية / الصندوقية بين الألواح) ، وتستخدم تقنية RTM لإنتاج الألواح العازلة. تُستخدم الألياف الزجاجية كمواد حشو تقوية ليفية مستمرة ، وتستخدم راتنجات البوليستر والإيبوكسي والفينيل كمصفوفة بوليمر. الترابط و / أو إبزيم ميكانيكي. الطرق الرئيسية لتثبيت أرضيات PCM بالعناصر الداعمة وبعضها البعض طريقة ميكانيكية(عادة عن طريق الاغلاق) واللصق. تعتبر الطريقة الميكانيكية المستخدمة تقليديًا للتثبيت طريقة موثوقة وراسخة ، ومع ذلك ، فإن الحاجة إلى عمل ثقوب للمثبتات في عناصر الأرضيات تزيد من سوء خصائص القوة وتزيد من حساسية الهيكل للعوامل البيئية. تعتبر طريقة التثبيت اللاصق أكثر تقدمًا ، لأنها توفر اتصالًا قويًا وسريعًا دون الإخلال ببنية المادة (ليست هناك حاجة لعمل ثقوب للمثبتات) ، ومع ذلك ، هناك عدد من العيوب ، مثل صعوبة تلبية متطلبات تجهيز السطح والظروف البيئية عند اللصق أثناء العمل في المنشأة ، وعدم وجود هذه اللحظةطرق مراقبة الجودة الموثوقة وغير المدمرة للالتصاق بالجسم - لا تعمل الوصلة اللاصقة بشكل جيد من أجل "التفكيك".

لزيادة الموثوقية وخصائص القوة للتزيين ، بالإضافة إلى تقليل تكلفتها ، يجري العمل على إنشاء سطح هجين باستخدام عناصر خرسانية أو خرسانية مسلحة. بالإضافة إلى ذلك ، من الممكن استخدام الأساليب التكنولوجية المختلفة. وهكذا ، فإن الطريقة الموصوفة في عمل اللف الخارجي للأرضيات ، والتي تتكون من مقاطع جانبية على شكل صندوق متعرج وألواح مركبة تم الحصول عليها بواسطة pultrusion ، مع حشو تقوية ، تجعل من الممكن زيادة السمة للشئالأرضيات وصلابتها.

بالإضافة إلى مزايا التزيين PCM مثل الكثافة المنخفضة ، مما يقلل من الحمل على الدعامات ويقلل من استهلاك المواد ، وسهولة التركيب (يتطلب معدات ذات سعة تحميل أقل ، والمزيد تقنية بسيطةالتثبيت) ومقاومة عالية للتآكل مما يقلل من تكاليف التشغيل ، وهناك عدد من العيوب والمشاكل. من بين العيوب التكلفة العالية للأرضيات المركبة (في الولايات المتحدة الأمريكية ، تكون تكلفة أرضيات PCM أعلى مرتين من تكلفة الأرضيات الخرسانية المسلحة المماثلة) ؛ صعوبات في تطوير هياكل ربط فعالة "لوحة" و "شعاع لوح طولية" ؛ عدم وجود معايير كاملة وإرشادات التصميم ؛ كمية غير كافية من البيانات حول خصائص القوة في ظل العمل المشترك للأحمال الميكانيكية والعوامل البيئية. في هذا الصدد ، فإن الأعمال المكرسة لأنظمة التثبيت ، ووضع توصيات لتصميم وتشغيل التزيين المركب ، وطرق التنبؤ بقوة وطبيعة التدمير وعمر الإرهاق لألواح PCM ذات صلة. يعمل على استخدام المركبات "الذكية" ، ودمج مستشعرات حالة الإجهاد والانفعال للهيكل في عناصره المركبة واستخدام الأنظمة الحديثةتشخيص حالة الهيكل.

في الختام ، تجدر الإشارة إلى أن هناك تأخيرا عن الولايات المتحدة وعدد من الدول الأوروبية والصين في عدد من المواقف:

في مجال تطوير الوثائق التنظيمية والتقنية لإنتاج واستخدام التعزيز المركب وطوابق الجسر من PCM ؛

في مجال تقنيات تصنيع المنتجات من PCM لأغراض البناء.

تراكمت خبرة أقل بشكل ملحوظ في استخدام PCM في هياكل المباني والتشغيل. هياكل مماثلة. عمليا غائب المنتجين المحليينمعدات. ومع ذلك ، فإن الاهتمام المتزايد باستخدام PCM في البناء ، وعدد من التدابير الحكومية لتحفيز سوق المواد المركبة ، وكذلك جهود الشركات المصنعة للمركبات لتحسين القاعدة التنظيمية والتقنية تخلق ظروفًا مواتية لتكثيف العمل على التطوير واستخدام المنتجات التنافسية من PCM المحلي في صناعة البناء.

المؤلفات

1 - كابلوف إي. الاتجاهات الاستراتيجيةتطوير المواد والتقنيات لمعالجتها للفترة حتى عام 2030 // مواد وتقنيات الطيران. 2012. №S. ص 7 - 17.
2. Grashchenkov D.V.، Chursova L.V. استراتيجية لتطوير المواد المركبة والوظيفية // مواد وتقنيات الطيران. 2012. №S. ص 231 - 242.
3. توصيات لحساب الهياكل مع تعزيز الألياف الزجاجية (R-16-78) / NIIZhB و ISiA. م 1976. 21 ص.
4. Lugovoi A.N.، Savin V.F. حول توحيد مناهج تقييم خصائص قضبان مصنوعة من المواد الليفية البوليمر المركبة // Stroyprofil. 2011. رقم 4. ج 30 - 32.
5. GOST 31938–2012 حديد التسليح البوليمر المركب لتقوية الهياكل الخرسانية. المواصفات العامة.
6. Malnati P. ثورة خفية: حديد التسليح FRP يكتسب قوة // Composites Technology 2011. رقم 12. ر 25 - 29.
7. هيكل حديد التسليح المجوف من المواد المركبة ، والمكونات المرتبطة به ، وأجهزة ومنهجية التصنيع WO 2012/039872 ؛ سنة 29 مايو 2012.
8. جهاز وطريقة لعنصر تقوية محسّن مع عضو مركزي مستمر مع غلاف بلاستيك حراري طويل مقوى بالألياف WO 2009/032980 ؛ سنة 12 مايو 2009.
9. Chursova L.V. ، Kim A.M. ، Panina N.N. ، Shvetsov E.P. مادة إيبوكسية معدلة نانويًا لصناعة البناء // مواد وتقنيات الطيران. 2013. رقم 1. ص 40-47.
10. Keller T. استخدام المواد المصممة خصيصًا لمركبات FRP في تشييد الجسور والمباني / In: CIAS ندوة دولية. 2007. ص 319 - 333.
11. Zhou A.، Lesko J. State of the Arte in FRP bridge decks / In: FRP composites: material، Design، and Construction. بريستول. 2006. (مورد الكتروني).
12. Peng Feng ، Lieping Ye سلوكيات الجيل الجديد من سطح جسر FRP مع تقوية جرح خيط خارجي / في: المؤتمر الدولي الثالث حول مركبات FRP في الهندسة المدنية (CICE 2006). ميامي. 2006. ص 139 - 142.
13. Wu Z.S.، Wang X. تحقيق حول جسر بطول ألف متر مع كابلات ألياف مركبة / في: المؤتمر الدولي الرابع حول مركبات FRP في الهندسة المدنية (CICE 2008). زيورخ. 2008. ص 1-6.
14. تشين-شنغ كاو ، تشانغ-هوان كو ، Xu Xie تحليل عدم الاستقرار الثابت للجسور طويلة المدى التي يتم تركيبها بكابل مع كابل ألياف الكربون المركب تحت حمل الرياح // Tamkang Journal of Science and Engineering. 2006. V. 9. No. 2. ص 89-95.
15. Bannon D.J.، Dagher HJ، Lopez-Anido R.A. سلوك الجسور القوسية المركبة الصلبة القابلة للنفخ / In: Composites & Polycon-2009. رابطة مصنعي المركبات الأمريكية. تامبا. 2009. ر 1-6.
16. نظام القوس المقاوم للحمل الخفيف الوزن والقابل للنشر السريع: بات. 20060174549A1 الولايات المتحدة ؛ سنة 08/10/2006.
17. Ushakov A.E.، Klenin Yu.G.، Sorina T.G.، Khairetdinov A.Kh.، Safonov A.A. هياكل الجسور المصنوعة من المواد المركبة // المركبات والبنى النانوية. 2009. №3. ص 25 - 37.
18. Kayler K. أكبر جسر مركب تم بناؤه في العالم // JEC Composites Magazine. 2012. رقم 77. ص 29 - 32.
19. Drissi-Habti M. المركبات الذكية للبنية التحتية المعمرة - أهمية مراقبة الصحة الإنشائية / في: المؤتمر الدولي الخامس حول مركبات FRP. بايزنج. 2010. ر 264-267.
20. Kablov E.N. ، Sivakov D.V. ، Gulyaev I.N. ، Sorokin K.V. ، Dianov E.M. ، Vasiliev SA ، Medvedkov O.I. تطبيق الألياف البصريةكمستشعرات إجهاد في المواد المركبة البوليمرية // جميع المواد. كتاب مرجعي موسوعي. 2010. №3. ص 10 - 15.
21. Sivakov D.V. ، Gulyaev I.N. ، Sorokin K.V. ، Fedotov M.Yu. ، Goncharov V.A. ميزات إنشاء مواد مركبة من البوليمر مع نظام مشغل كهروميكانيكي متكامل نشط يعتمد على الكهروإجهادية // مواد وتقنيات الطيران. 2011. №1. ص 31 - 34.

يمكنك ترك تعليق على المقال. للقيام بذلك ، يجب عليك التسجيل في الموقع.

المواد المركبة لها خصائص ممتازة ، والمركبات هي مواد المستقبل. غالبًا ما نسمع مثل هذه الكلمات في الراديو والتلفزيون ، لكننا نسمعها فيما يتعلق باستخدام المواد المركبة في التكنولوجيا. هل تستخدم هذه المواد الرائعة في البناء وخاصة في بناء المنازل الريفية الخاصة؟

المواد المركبة هي مواد تتكون من مكونين رئيسيين ، أولهما ، كقاعدة عامة ، مادة ليفية تعطي قوة للمنتجات ومادة رابطة - مصفوفة. عادة ، يتم تقسيم جميع المواد الاصطناعية الصلبة إلى تكتلات ومواد مركبة. التكتلات خلط ميكانيكيالمكونات وخصائص المنتج بأكمله تعتمد على خصائص المكون الأقل متانة. لا تعمل الأجزاء التي تتكون منها مجموعة المواد المركبة في المنتج بشكل منفصل ، ولكنها تعمل معًا ، مما يعطي المركبات خصائص جديدة. من أمثلة المواد المركبة الأسمنت الأسبستي والألياف الزجاجية وألياف الكربون ، وهي مواد تعتمد على ألياف الخشب. والخصائص الرئيسية للمواد المركبة التي تميزها عن الباقي هي القوة العالية مع الكتلة الصغيرة.

تحدد خصائص مثل القوة العالية والوزن المنخفض نطاق تطبيق المركبات - هذه هي التكنولوجيا (خاصة الطائرات والسيارات). بطبيعة الحال ، مثل هذا خصائص مثيرة للاهتمامتجذب المواد المركبة أيضًا انتباه البناة. وهل يمكن استخدامها في بناء المنازل؟ اتضح أن هذه المواد تستخدم منذ فترة طويلة في البناء ، وكذلك في البناء الحديث مباني متعددة الطوابقوفي بناء المنازل الريفية العادية.

تشتمل مركبات الألياف على ألواح الألياف الزجاجية واللوح (اللوح) وألياف الخشب (DFP) ، بالإضافة إلى العديد من مواد الألواح والألواح واللفائف الأخرى. كما هو مذكور أعلاه ، تشتمل المادة المركبة الليفية البوليمرية على مكونين رئيسيين: ألياف مقواة (أو قماش) وموثق (مصفوفة) - بوليمر أو مطاط. إن الدمج في مادة واحدة من هذه المكونات غير المتجانسة - الألياف (الزجاج ، والأسبستوس ، والخشب ، وما إلى ذلك) والبوليمر ينتج مادة خفيفة الوزن ذات مقاومة عالية للشد والانحناء.

المواد المركبة الأكثر شهرة والأكثر شيوعًا في البناء هي. وهي مادة اسمنتية من الحجر الاصطناعي معززة بألياف الأسبستوس. يتميز الحجر الأسمنتي بقوة ضغط عالية ويقاوم أحمال الشد بشكل سيئ. يزيد إدخال الأسبستوس بشكل كبير من الخصائص الميكانيكية للمادة ، ونتيجة لذلك ، تكتسب المادة صفات مثل قوة الشد العالية ، ومقاومة الحريق ، والمتانة ، والتوصيل الحراري والكهربائي المنخفض. منتجات الأسمنت الأسبستي هي: صفائح ملفوفة للأسقف (أردواز) وتكسية الجدران والمياه والصرف الصحي وأنابيب التهوية.

نوع آخر من المركبات ، وهو مادة حجرية اصطناعية ، هو الخرسانة المسلحة بالألياف. زادت الخرسانة المسلحة بالألياف من مقاومة التشقق ، وقوة الشد ، وقوة التأثير ، ومقاومة التآكل. تستخدم الألياف المعدنية وغير المعدنية المختلفة لتقوية الخرسانة. كألياف ، يتم استخدام الأسلاك الرقيقة والبازلت وألياف الأسبستوس. هذه المادة أخف من الخرسانة المسلحة ، مما يجعل تركيب الهياكل في موقع البناء أسهل.