Новости

Jul 17, 2023

Мичиган расширяет использование углеродного волокна в качестве альтернативного материала для мостов

Популярность углеродного волокна в качестве альтернативы железобетонным мостам продолжает расти, и недавний отчет показывает, что материал может выдерживать годы суровых погодных условий. Лоуренс

Популярность углеродного волокна в качестве альтернативы железобетонным мостам продолжает расти, и недавний отчет показывает, что материал может выдерживать годы суровых погодных условий.

Технологический университет Лоуренса в течение четырех лет тестировал компоненты из полимеров, армированных углеродным волокном, чтобы определить, насколько хорошо они выдержат суровые погодные и другие условия Мичигана. Последующий отчет для Министерства транспорта штата Мичиган был назван одним из 16 лучших исследовательских проектов 2020 года Исследовательским консультативным комитетом Американской ассоциации государственных чиновников шоссейных дорог и транспорта.

«Исследователи обнаружили, что пряди углепластика хорошо выдерживают условия, имитирующие суровую погоду Мичигана», — говорится в пресс-релизе MDOT. «Влага, дождь, ледяной дождь и резкие перепады температур с течением времени не оказали существенного влияния на прочность или механические свойства материала. Кроме того, результаты испытаний показали, что некоторые принятые в настоящее время параметры углепластика являются консервативными и могут быть обновлены».

В отчете указывается, что рекомендованная производителем гарантированная прочность на разрыв углепластика может быть значительно увеличена в расчетных целях.

Исследователи подвергли пряди углепластика 300 циклам замораживания-оттаивания, пожарам и другим испытаниям. «Теперь у проектировщиков мостов есть информация и спецификации, необходимые для прогнозирования того, как углепластик будет работать в различных реальных условиях, а также инструменты проектирования для будущих проектов мостов», — говорит MDOT.

Углепластик рассматривается как альтернатива железобетону, который со временем может подвергнуться коррозии и привести к дорогостоящему ремонту. В MDOT утверждают, что нити из углеродного волокна устойчивы к коррозии, служат дольше и требуют меньшего обслуживания.

«Поскольку углепластик не вызывает коррозии, мы исключаем вероятность ухудшения качества бетона из-за коррозии стали, которая является основной причиной сокращения срока службы мостов», — говорит Мэтью Чиновет, главный инженер по мостам MDOT и директор Бюро мостов и конструкций MDOT. . Целью MDOT является достижение 100-летнего срока службы моста. MDOT и Lawrence Tech изучают углепластик с 1988 года.

MDOT сообщает, что с момента его первого использования в 2001 году - для первого в стране трехпролетного моста из предварительно напряженного бетона из углепластика, построенного в Саутфилде - более дюжины мостов в штате имеют предварительное напряжение и последующее натяжение из углепластика. К ним относятся мост I-75, идущий на юг Детройта, с предварительно напряженными балками из углепластика длиной 140 футов, а также два моста для модернизированной I-94.

Одним из недостатков является то, что углепластик стоит дороже, поэтому MDOT заявляет, что может изготавливать из композитного материала только несколько мостов в год. Однако поставщик композитных кабелей из углеродного волокна, компания Tokyo Rope, построила производственное предприятие в Мичигане, что позволило сократить некоторые расходы и сроки поставки, говорит Чиновет.