Представляем доклад компании «Композит» в рамках проведения «круглого стола» Министерства Энергетики Российской Федерации по вкладу нефтехимической отрасли в повышение энергоэффективности российской экономики.

Углеродные волокна (УВ) – органический материал, содержащий 92 - 99,99 % углерода. Углеродные волокна получают путем ступенчатой термообработки различных химических волокон (прежде всего на основе полиакрилонитрила - ПАН) при температурах до 32000С.

По сравнению с обычными конструкционными материалами (алюминием, сталью и др.) композиционные материалы на основе УВ (углепластики) обладают экстремально высокими характеристиками – прочностью, сопротивлением усталости, модулем упругости, химической и коррозионной стойкостью, в разы превышающими аналогичные показатели стали, при существенно меньшей массе. Области применения такого материала в строительстве очень обширны. В основном углеволокно используют в качестве системы внешнего армирования при строительстве водных дамб, стадионов, дорог, мостов, ремонте. Такой материал активно применяется в нефте- и газодобывающей промышленности. Пластик, армированный углеродным волокном, дает экономию в весе, обладает высокой прочностью и большим эксплуатационным ресурсом. Не подвержен коррозии.

Технология усиления зданий и сооружений с применением углеволокнистых материалов

Система внешнего армирования предусматривает усиление строительных конструкций путем внешнего армирования высокопрочными углепластиками. Армирующие пластины создаются путем наклейки соответствующих тканей на отремонтированную поверхность конструкции специальными эпоксидными составами, обеспечивающими надежное сцепление с бетоном.

п. Татищево, Саратовская обл.

Применение углеродных композитных материалов имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными методами усиления:

•  высокая прочность на растяжение;
•  коррозионная стойкость;
•  простота применения;
•  высокая усталостная прочность;
•  отсутствие размерных ограничений.

Система может быть использована при ремонте и реконструкции мостов, путепроводов, тоннелей, резервуаров, подпорных стен, конструкций промышленных и общественных зданий. Рассмотрим пример ремонта моста в Саратовской области. Были выявлены следующие дефекты:

• арматура подвержена поверхностной коррозии
• дополнительный слой дорожной одежды создает непроектную нагрузку
• имеются участки разрушения бетона, с обнажением рабочей арматуры
• продольные трещины (глубина трещин не выявлялась)
• недостаточная несущая способность из-за повреждений конструкций и несоответствие новым нормативным нагрузкам

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

В итоге получается, что при ремонте моста при помощи системы внешнего армирования углеродными лентами экономический эффект составляет около 50%.

Затраты энергии на протяжении всего жизненного цикла моста

                       Алюминий                     Сталь            Нержавеющая сталь     Железобетон    Композитные материалы

Энергозатраты на производство и возведение

Энергозатраты на обслуживание

Сравнение различных типов материалов в конструкции моста

• Срок службы композитных мостов (как из стеклопластика, так и из углепластика) составляет 100 лет, в то время, как железобетонные и стальные мосты требуют замены уже после 50 лет эксплуатации

• Меньший вес конструкции значительно сокращает затраты на транспортировку и установку моста

Увеличение объемов потребления высокопрочных полимерных композиционных материалов это мировая тенденция во всех отраслях промышленности.

И.В.Юровский, директор по продажам ЗАО «Композит»

www.newchemistry.ru