CC BY
2УДК 621.315.17
DOI 10.24412/cl-37255 -2024-1 -225 -227
ПЕРСПЕКТИВЫ РАСШИРЕНИЯ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПРИМЕНЕНИЯ ПУЛТРУЗИОННЫХ СТЕКЛОПЛАСТИКОВ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ В СЕВЕРНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
Попов С.Н.1, Ушаков А.Е.2, КленинЮ.Г.2
1 Федеральный исследовательский центр «Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук», обособленное подразделение Институт проблем нефти и газа СО РАН, г. Якутск.
2Научно-производственное предприятие «АпАТэК», г. Москва E-mail: savvapopov49@mail.ru
Аннотация. На основании анализа механических свойств пултрузионного стеклопластика, в том числе при низких температурах, а также размерной точности изготовления из него профилей различного сечения показана возможность их применения в климатических условиях Якутии. Проведенные продолжительные эксплуатационные испытания различных конструкций опор высоковольтных линий электропередач и их элементов, а также пешеходного моста длиной около 100 м, все детали которого за исключением пилонов были выполнены из стеклопластика, полностью подтвердили возможность его широкого применения в строительстве. Наиболее перспективным на следующем этапе по мнению авторов является изучение возможности использования пултрузионного стеклопластика для изготовления фундаментных свай. Ожидается, что их применение позволит значительно повысить показатели надежности и долговечности зданий и сооружений промышленного и гражданского назначения.
Ключевые слова: стеклопластик, пултрузия, конструкция, фундамент, свая.
В настоящее время отечественной промышленностью освоен достаточно широкий ассортимент стеклопластиковых пултрузионных изделий. Например, в НПП «АпАТэК» выпускаются крупногабаритные профили с размерами по ширине и высоте до 400 мм с толщиной до 20 мм. Длина изделий может обеспечиваться практически любой и ограничивается только возможностями транспортировки. Прочность таких деталей не уступает показателям железобетона, но отличается сравнительно меньшим весом, значительно более высокой стойкостью к биокоррозии и воздействию агрессивных сред. Пултрузионная технология производства стеклопластиковых профилей при этом обеспечивает высокую размерную точность изделий. Погрешности размеров стеклопластиковых деталей практически на порядок ниже, чем у изделий из железобетона. Подробные сведения о механических свойствах стеклопластика и размерной точности изделий приведены в таблицах 1, 2.
Наиболее интересной, обосновывающей возможность применения стеклопластиков в северных и арктических климатических условиях, является информация о низкотемпературных механических свойствах (табл. 1), убедительно доказывающая возможность его использования взамен железобетонных и стальных конструкций. Доказательством возможности широкого применения стеклопластика в северных российских регионах являются также результаты многолетних эксплуатационных испытаний опор линий электропередач и их элементов, начатых в ИПНГ СО РАН с 2014 года в Оймяконье (с. Ючюгэй), на побережье Северного ледовитого океана (п. Тикси), западной Якутии (г. Мирный), а также в Центральной Якутии (г. Якутск, г. Покровск) (рис. 1).
Таблица 1 - Характеристики стеклопластика «АпАТэК-СППС» (ТУ 2296-005-39790001-2003) при температуре минус 60° С
Наименование показателя Единица измерения Значение
Разрушающее напряжение при статическом изгибе поперек волокон в направлении продольной оси профиля, не менее МПа 405
Разрушающее напряжение при статическом изгибе поперек волокон в направлении, перпендикулярном продольной оси профиля, не менее МПа 115
Разрушающее напряжение при растяжении в направлении продольной оси профиля, не менее МПа 425
Разрушающее напряжение при растяжении в направлении, перпендикулярном продольной оси профиля, не менее МПа 50
Разрушающее напряжение при сжатии в направлении продольной оси профиля, не менее МПа 310
Разрушающее напряжение при сжатии в направлении, перпендикулярном продольной оси профиля, не менее МПа 115
Таблица 2 - Допустимая погрешность геометрических размеров
Размер Допустимая погрешность
Длина ±2 мм
Толщина стенки профиля ± 0,4 мм
Ширина профиля ± 0,35 мм
Высота профиля ± 0.4 мм
Диаметр отверстия (для крепежа) ± 0,5 мм
Отклонение центра отверстия (для крепления) ±0,5 мм
После десятилетних испытаний опор на линиях электропередач с напряжением до 110 кВ никаких видимых дефектов и повреждений не выявлено, обнаружены только отслоения и растрескивания защитных покрытий. В настоящее время исследования по выявлению наиболее стойких типов покрытий уже проводятся.
Рисунок 1 - Стеклопластиковые опоры линий электропередач (п. Тикси)
Кроме испытаний стеклопластиковых опор линий электропередач с применением стек-лопластиковых профилей производства НПП «АпАТэК» в 2014 г в Республике Саха (Якутия) (с. Амга) был построен и начал эксплуатироваться подвесной пешеходный мост длиной около 100 м. За время десятилетней эксплуатации моста повреждений и дефектов его элементов не выявлено (рис. 2).
Рисунок 2 - Пешеходный стеклопластиковый мост в с. Амга (Якутия)
Таким образом, имеются все основания, включая результаты многолетних эксплуатационных испытаний, для повышения надежности и долговечности зданий. сооружений и конструкций шире использовать пултрузионные стеклопластики. На взгляд авторов, наиболее перспективным направлением является разработка фундаментных свай, в конструкциях которых можно предусмотреть кроме снижения массы, повышения стойкости к биокоррозии и агрессивным химическим средам, уменьшение выпучиваемости из влажного грунта в процессе его промерзания в осенне-зимний период. Перечень деталей для применения в строительстве в дальнейшем может быть значительно расширен. По технологии пултрузии могут изготавливаться плиты покрытий, каркасы зданий и сооружений.
