|
ВЛИЯНИЕ АГРЕССИВНЫХ СРЕД НА ПРОЧНОСТЬ И ДЕФОРМАТИВНОСТЬ
КОНСТРУКЦИЙ ИЗ СТЕКЛОПЛАСТИКА.
к.т.н. доцент Одилов А.К.; ассистент Санаева Н.П.;
ассистент Туракулова Ш.М. (СамГАСИ)
Annotation
The article deals with the rational use of the fiberglass construction, along with some data on
the physical and mechanical properties of this material, and techniques of usage of fiberglass for
structural element working in a hostile environment.
Развитие промышленности строительных материалов с использованием синтетических
смол способствует применению в строительстве конструкционных стеклопластиков в качестве
несущих конструкций. При использовании конструкций зданий и сооружений, выполненных из
жестких композиционных пластмасс, обладающих лѐгкостью, транспортабельностью,
технологичностью, имеются возможности для повышения производительности труда в
процессе изготовления и возведения конструкций, увеличения срока их службы.
88
Особенно перспективно применение стеклопластиков в радио - прозрачных и
антимагнитных конструкциях зданий, и конструкциях с диэлектрическими свойствами, а также
в конструкциях, эксплуатирующихся в условиях повышенного агрессивного воздействия
окружающей среды.
Конструкционные стеклопластики обладают достаточно высокими механическими
характеристиками, при удельном весе в 4 раза меньшем удельного веса стали.
Для конструкций из стеклопластика эксплуатационные расходы в ряде случаев меньше,
чем для деревянных конструкций и конструкций из стали.
Из конструкционных стеклопластиков можно изготовить элементы различного профиля,
чему способствуют возможности технологических приѐмов: Прессование на стационарных
прессах, прессование вакуумом и давлением, контактный способ, протяжка, намотка,
экструзия.
Возможность создания рациональной формы с необходимым направлением армирования
позволяет производить материалы с наперед заданными механическими характеристиками.
Стеклопластики применяются в конструкциях 3-х-слойных панелей.
Ведутся работы с целью применения конструкционных стеклопластиков в
пространственных конструкциях зданий, а также при сооружении башен градирен, резервуаров
различного назначения. Создание несущих строительных конструкций из стеклопластиков в
настоящее время затруднено из-за отсутствия необходимой номенклатуры конструкционных
материалов. Для широкого внедрения конструкционных стеклопластиков в строительство,
необходимо знать расчетные характеристики материалов и особенности их работы в условиях
различного напряженного состояния, а также инженерные методы расчѐта.
Композиционные полимерные материалы, к которым относятся стеклопластики,
обладают рядом специфических свойств, обусловленных совместной работой стекла волокон и
связующего. Анизотропия прочностных и деформативных свойств стеклопластиков, усложняет
теорию и методы расчѐта конструкций при различных видах нагружения. Создание общей
теорий расчѐта затруднено также наличием различных типов стеклопластиков, имеющих
разный армирующий материал и полимерное связующее, изготовляемые различными
технологическими приѐмами. Болтовые и нагельные соединения, применяемые при
изготовлении составных стержней, обладают некоторой податливостью. От степени
податливости соединения зависит несущая способность стержней, находящихся под нагрузкой.
Податливость связей, соединяющих отдельные элементы стержня в одно целое может быть
различна в зависимости от вида связей, их количества, размеров стержня, схемы его
загружения и др. Ведутся работы по использованию стеклопластика типа АГ –ЧС в несущих
строительных конструкциях. Стеклопластик АГ-ЧС является одним из композиционных
материалов, которые обладают высокими механическим характеристиками, а также
выпускается в промышленность в большом ассортименте. Из этого материала можно
выполнять элементы практически любого профиля неограниченной длины с заданными
свойствами. В ведущих лабораториях стран СНГ разработана технология изготовления
погонажных изделий из стеклопластика АГ-ЧС, болтов и нагелей различного диаметра и
длины, крепѐжных деталей и изделий различного назначения на отечественном оборудовании.
Возможность изготовления элементов несущих конструкций, в том числе и составных,
способствует более широкому внедрению стеклопластика АГ-ЧС в строительстве. Поскольку
технология изготовления изделий из стеклопластика АГ-ЧС не представляет особой сложности,
актуальным становится вопрос методики расчѐта конструкций из этого материала, особенно
элементов составного сечения. Применение полимерных материалов, обладающих высокой
химической стойкостью, в каждом случае должно быть тщательно проанализировано с точки
зрения технической возможности и экономической целесообразности их использования.
Имеющаяся литература по коррозионной стойкости полимерных материалов применительно к
агрессивным средам, носит сугубо ориентировочный характер, так как информирует о
результатах воздействия на материал конкретной среды в ограниченном диапазоне
концентрации.
Реальная та среда, которая может характеризоваться воздействием смеси различных
кислот или щелочей, с постоянно изменяющимся составом и степенью концентрации водных и
газообразных фаз.
Поэтому, необходимо приводить корректирующие испытания образцов на коррозионную
стойкость в реальных условиях эксплуатаций строительных конструкций, характерных для
различных химических производств. Воздушных бассейн, например, комбината химических
волокон насыщенных газом (SO
2
; Н
2
S; CO
2
), является агрессивной средой для многих
строительнқх материалов.
89
Под воздействием сухих газов при нормальной (20
0
С) температуре коррозионный
процесс в строительных конструкциях протекает медленно, но присутствие влаги значительно
ускоряет его.
В зависимости от влажности воздуха различают влажную атмосферную коррозию (при
относительной влажности воздуха менее 100 %). В первом случае, даже на гладких
поверхностях, адсорбируется влага в виде мельчайших капель воды, во втором случае
образуется видимый слой влаги.
Это влага поглашает из воздуха газы, превращая их в растворы кислот, которые
значительно усиливают коррозию.
Так сернистый газ, может окислится до сернистого ангидрида, который реагируя с
влагой, образует серную кислоту.
Установлено, что дождевая вода на территории химического комбината со держит 0,01%
серной кислоты, а снег –до 1% кислоты. Частицы пыли и угля, попадая в щели капилярной
конденсации влаги, тем самым являются причиной местной коррозии. Продукты коррозии
более гигроскопичны, а это значит, что они играют отрицательную роль как ускорители
коррозионного процесса.
Выводы
1. Стеклопластики для несущих строительных конструкций, работающих в условиях
интенсивного воздействия агрессивных сред, являются наиболее рациональными, а для
специальных сооружений-единственно возможными материалами.
2. Для уменьшения деформативности безметаллных строительных конструкций из
стеклопластиков необходимо использовать армирующие материалы с большим модулем
упругости, чем у стекловолокна, например, угольные волокна.
Do'stlaringiz bilan baham: |
