CC BY
173
ISSN 2410-1672 (online)
Региональное развитие • № 8(12) • 2015
Землеустройство и кадастры
http://regrazvitie. ru regrazvitie@yandex. ru
Выходные сведения статьи:
Барышников А.А., Мустафин Н.Ш., Шадрина А.А. Применение композиционных строительных материалов в условиях Севера // Региональное развитие: электронный научно-практический журнал. 2015. № 8(12). URL:
УДК 691.17
Применение композиционных строительных материалов в условиях Севера © 2015 Барышников Александр Анатольевич1
Е-mail: [email protected]
2
© 2015 Мустафин Наиль Шамильевич
Е-mail: [email protected] © 2015 Шадрина Альбина Александровна
Е-mail: [email protected]
Самарский государственный архитектурно-строительный университет
Определены основные цели и задачи применения композиционных материалов в строительной отрасли. Найдены основные преимущества использования композиционных материалов в зимних условиях. В работе были выявлены и проанализированы основные особенности структурного состава композиционных строительных материалов. Изучен опыт внедрения некоторых видов композиционных строительных материалов в районах Севера. Приведены новые оригинальные и прогрессивные композиционные строительные материалы при строительстве на Севере. Рассмотрены основные характеристики такого композиционного строительного материала как алюминиевые композитные панели. Проанализированы основные проблемы применения композиционных строительных материалов в РФ.
Ключевые слова: композиты, ЛВЛ-брус, алюминиевые композитные панели
Earthmovings are in winter terms
3
© 2015 Baryshnikov Alexander Anatolievich
Е-mail: [email protected] © 2015 Mustafin Nail Shamilyevich1
E-mail: [email protected]
3
© 2015 Shadrina Albina Alexandrovna
Е-mail: [email protected]
1 Барышников Александр Анатольевич - магистрант направления «Строительство» ФГБОУ ВО «Самарский государственный архитектурно-строительный университет» (Российская Федерация, 443001, г. Самара, ул. Молодогвардейская 194)
2 Мустафин Наиль Шамильевич - магистрант направления «Строительство» ФГБОУ ВО «Самарский государственный архитектурно-строительный университет» (Российская Федерация, 443001, г. Самара, ул. Молодогвардейская 194)
3 Шадрина Альбина Александровна - страший преподаватель «Технология и организация строительного производства» ФГБОУ ВПО «Самарский государственный архитектурно-строительный университет» (Российская Федерация, 443001, г.Самара, ул.Молодогвардейская, 194)
ISSN 2410-1672 (online) Regional development • № 8(12) • 2015 http://resraz.vitie.ru
Land management and cadastre regrazvitie@yandex. ru
Samara state University of architecture and civil engineering
The main goals and objectives of the use of composite materials in the construction industry. We found the main advantages of using composite materials in winter conditions. In this paper we were identified and analyzed the main features of the structural composition of composite building materials. We study the experience of the implementation of certain types of composite building materials in the North. Presents new and original and progressive kompotsitsionnye construction materials in the construction of the North. The main characteristics of the composite building material like aluminum composite panel. We analyze the main problems of application lay special design of building materials in the Russian Federation.
Keywords: composites, LVL - timber, aluminum composite panel
«Время не стоит на месте» ровно, так же как и всё новые открытия в строительной области. Одним, весьма прогрессирующим, направлением является разработка композитных материалов и активное их внедрение в строительный процесс. Композитным материалом, называется материал, сочетающий в себе два или более различных материалов. Так еще тысячи лет назад при изготовлении глиняных блоков для домов, глину смешивали вместе с соломой, чтобы при высыхании глина не рассыпалась, солома играла роль арматуры. Сфера применения композитов не ограничивается областью применения, помимо строительства их внедряют и в аэрокосмическое строительство, судостроение, автомобильное строение и т.д. Данное направление оказывает несравнимо большой положительный эффект на строительную деятельность в районах Севера и Крайнего Севера.
В последнее время все больше людей отдает предпочтение современным композитным материалам. Это искусственно созданный продукт с помощью неоднородных материалов. Кратко говоря, все композиты по своему структурному составу это матрица и наполнитель. Исключительность данных материалов очевидна при анализе ряда возможностей, которые допускают его применение в отраслях, где условия эксплуатации, агрессивность сред и прочие факторы значительно предопределяют его долговечность, надежность и стоимость [1,2].
По структуре могут быть нескольких типов: слоистые, волокнистые, дисперсноупрочненные, упрочненные и нанокомпозиты. Слоистые композиты представляют собой матрицу и наполнитель, расположенный слоями (особо прочное стекло).
Волокнистые композиционные материалы в качестве армирующей основы имеют волокна или нитевидные кристаллы. Глиняные кирпичи с соломой как раз можно отнести к этому типу. Суть заключается в том, что достаточно малейшего содержания наполнителя в композитах приводит к появлению новых физико-механических свойств материала. Широко варьировать свойства материала позволяет также изменение ориентации размера и концентрации волокон. Кроме того, армирование волокнами придает материалу анизотропию свойств (различие свойств в разных направлениях), а за счет добавки волокон проводников можно придать материалу электропроводность вдоль заданной оси.
Микроструктура остальных классов композиционных материалов характеризуется тем, что матрицу наполняют частицами армирующего вещества, а различаются они размерами частиц. В композитах, упрочненных частицами, их размер больше 1 мкм, а содержание составляет 20-25% (по объему), тогда как дисперсноупрочненные композиты включают в себя от 1 до 15% (по объему) частиц размером от 0,01 до 0,1 мкм. Размеры частиц, входящих в состав нанокомпозитов - нового класса композиционных материалов - еще меньше и составляют 10-100 нм.
ISSN 2410-1672 (online)
Региональное развитие • № 8(12) • 2015
Землеустройство и кадастры
http://regrazvitie. ru regrazvitie@yandex. ru
Так, в последнее время, все большую долю строительного рынка стал завоевывать профиль из композитных материалов. Применение в строительстве профилей из композитов дает огромную возможность реализовать даже самые трудоемкие и сложные проекты.
Профили из композита имеют три главных преимущества:
• Устойчивость к коррозии
• Широкий диапазон температур
•. Малый удельный вес при его высокой прочности
За счет легкости конструкции и простоты монтажа значительно ускоряется и сам процесс строительства. [3]
В научном иституте г. Сургут было осуществлено математическое моделирование механических свойств многослойного материала в зависимости от структуры его слоев. Разработано программное обеспечение по расчету несущих конструкций из ЛВЛ-бруса на действие механических нагрузок. В настоящее время разработана модель термомеханических свойств ЛВЛ-бруса, наличие такой модели особенно важно в климатических зонах с резкими перепадами сезонных температур.
ЛВЛ-брус является уникальным материалом, т. к. является естественным заменителем стальных и железобетонных несущих конструкций.
Одним из современных облицовочных композитных материалов, которые начали активно применять в северных районах - это алюминиевые композитные панели. Хоть и были они открыты в середине XX века, в нынешнее время они активно вытесняют с рынка такие материалы, как алюминиевые и стальные листы, керамогранит, цементно-волокнистые плиты, натуральный камень.
Это своеобразный "сэндвич", состоящий из двух алюминиевых листов с пластиковой или минеральной прослойкой. Общая толщина листа - от 2 до 6 мм, ширина - до 1600 мм, длина - до 6000 мм, существуют также и нестандартные размеры панелей. имико-механическое соединение придает материалу высокую однородность. Специальное покрытие предохраняет от коррозии, кислотной среды и абразивного износа.
Гарантийный срок использования алюминиевых композитных панелей для навесных вентилируемых фасадов составляет 25 лет, что позволит долгие годы эксплуатировать объект без косметического ремонта, не тратить серьезные средства и время на обновление его внешнего вида. К тому же алюминиевые композитные материалы возможно использовать и в условиях Крайнего Севера, и в южных районах, т.к. они устойчивы к температуре от -50 до +80 С [5].
Благодаря большим размерам и жесткости панелей есть возможность изготавливать из них крупногабаритные кассеты для навесных фасадов и обеспечить монтаж в минимальные сроки. Легкость кассет также позволяет не использовать на строительной площадке дополнительных машин и оборудования. Вместе с тем композитные алюминиевые панели имеют более высокую цену по сравнению с такими материалами, как фиброцемент, алюминиевый и стальной лист. Однако опыт показывает, что средства, вложенные в качественные материалы на стадии строительства, многократно окупаются в ходе эксплуатации объектов [4].
ISSN 2410-1672 (online) Regional development • № 8(12) • 2015 http://resraz.vitie.ru
Land management and cadastre regrazvitie@yandex. ru
Однако стоит отметить, что в РФ потребление данных видов продукции составляет всего 7-8% и это связано с:
1. Неосведомленностью многих специалистов полной информацией о возможностях и свойствах композитных материалов, об уже готовых объектах.
2. Отсутствием должного объема нормативно-технических документов, устанавливающих требования к производству и применению данных материалов.
3. Игнорированием имеющихся нормативных документов, подтверждающих пригодность использования композитных материалов.
Широкое внедрение композиционных строительных материалов в северных регионах даст огромную экономическую выгоду и выгоду в плане эксплутационных характеристик конструкций.
Список литературы
1. Любин Дж. Справочник по композиционным материалам: пер. с англ. М.: Изд. дом «Машиностроение». - 1988.
2. Горчаков Г.И., Баженов. Строительные материалы. - «Стройиздат». - 1986.
3. Белов В.В., Петропавловская В.Б., Храмцов Н.В. Строительные материалы. Учебник для бакалавров. - М.: АСВ. - 2014.
4. Худяков В.А., Прошин А.П., Кислицына С.Н. Современные композиционные материалы. - М.: АСВ. - 2007.
5. Шойхет Б.М., Ставрицкая Л.В., Сокова С.Д., Жуков А.Д. Теплоизоляция. Материалы, конструкции, технологии. Справочное пособие. - М.: Стройинформ. - 2008.
References
1. Ljubin Dzh. (1998). Spravochnik po kompozicionnym materialam: per. s angl, M.: Izd. dom «Mashinostroenie».
2. Gorchakov G.I., Bazhenov. (1986). Stroitel'nye materialy, «Strojizdat».
3. Belov V.V., Petropavlovskaja V.B., Hramcov N.V. (2014). Stroitel'nye materialy. Ucheb-nik dlja bakalavrov, M.: ASV.
4. Hudjakov V.A., Proshin A.P., Kislicyna S.N. (2007). Sovremennye kompozicionnye materialy, M.: ASV. 5
5. Shojhet B.M., Stavrickaja L.V., Sokova S.D., Zhukov A.D. (2008). Teploizoljacija. Materialy, konstrukcii, tehnologii. Spravochnoe posobie, M.: Strojinform.
