Композитная арматура в России

Главными тенденциями развития отечественного производства композитной арматуры являются использование в качестве армирующего наполнителя непрерывного базальтового волокна и модификация составов связующих и технологического оборудования для задач улучшения характеристик и увеличения производительности производства.

Вследствие низкой плотности и высокой стойкости к негативным воздействиям внешней среды, полимеркомпозитные материалы дают возможность создать ощутимые преимущества над материалами, обычно применяемыми в строительстве объектов инфраструктуры, особенно в строительстве мостов. Мосты, путепроводы, эстакады – сложные инженерно-технические сооружения, к которым предъявляются повышенные требования по надежности и сроку службы. В США, Канаде и Европе проводятся активные работы по использованию полимеркомпозитных материалов в мостостроении. Мосты с использованием элементов из полимеркомпозитных материалов сооружаются свыше 20 лет, и масштабы строительства таких мостов только растут. Изменяется и класс мостов – от начальных экспериментальных пешеходных мостов к автомобильным мостам длиной до 20 м. В зарубежных странах главными сферами использования полимеркомпозитных материалов при строительстве мостов являются: композитная арматура, мостовые настилы и пешеходные мосты. Проводятся работы по проектированию и изготовлению вантовых тросов из полимеркомпозитных материалов, а также быстровозводимых мостов с использованием элементов несущих конструкций из полимеркомпозитных материалов. Наиболее перспективными сферами использования полимеркомпозитных материалов являются пешеходные мосты и мостовые настилы. Необходимо отметить, что в РФ активно проводятся работы по созданию технологий производства и проектирования пешеходных композитных мостов, построен и успешно эксплуатируется ряд объектов. Однако вопросам разработки, проектирования и эксплуатации мостовых настилов из композиционных или гибридных материалов с использованием полимеркомпозитных материалов для автомобильных и железнодорожных мостов уделяется меньше внимания.

Проект мостового перехода с использованием композитных материалов

В целях увеличения надежности и прочностных свойств настилов, а также уменьшения их стоимости проводятся работы по созданию гибридных настилов с использованием бетонных или железобетонных элементов. Кроме того, возможно внедрение различных технологических приемов. Например, применяется способ внешней обмотки настила, состоящего из изготовленного намоткой коробчатых профилей и изготовленных методом пултрузии композитных листов, усиленным наполнителем, что дает возможность увеличить несущую способность настила и его жесткость.

Кроме таких достоинств настилов из полимеркомпозитных материалов, как малая плотность, что дает возможность снизить нагрузку на опоры и уменьшить их материалоемкость, легкость установки (требуется техника с меньшей грузоподъемностью, более простая технология установки) и высокая коррозионная стойкость, дающая возможность снизить эксплуатационные затраты, присутствует и ряд недостатков и проблем. Среди недостатков – высокая стоимость композитных настилов (в США стоимость настила из полимеркомпозитных материалов в два раза выше стоимости аналогичного железобетонного настила); трудности с созданием эффективных конструкций крепления «панель–панель» и «панель–продольная балка»; отсутствие полноценной нормативной документации для композитной арматуры и руководств по проектированию; малое количество данных по прочностным параметрам при комбинированном воздействии механических нагрузок и факторов окружающей среды. Как следствие, актуальными являются работы, посвященные системам крепления, проработке рекомендаций по проектированию и эксплуатации композитных настилов, методам прогнозирования прочности, характера разрушения и усталостной долговечности настилов из полимеркомпозитных материалов. Особого внимания также заслуживают работы по созданию «умных» композитов, встраиванию датчиков напряженно-деформированного состояния конструкции в ее композитные компоненты и использованию современных систем диагностики состояния конструкции.