Рощина С.И., доктор технических наук, профессор
Сергеев М.С., кандидат технических наук, доцент Грибанов А. С., аспирант Кардаш Е.В., аспирант (Владимирский государственный университет им. А. Г. и Н.Г. Столетовых) Марков С.В., кандидат технических наук, профессор Кустикова Ю.О., доцент (Московский государственный строительный университет)
ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ ЦЕЛЬНОДЕРЕВЯННЫХ БАЛОК, СИММЕТРИЧНО УСИЛЕННЫХ СТЕКЛОТКАНЬЮ НА МОДИФИЦИРОВАННОМ ЭПОКСИДНОМ
ОЛИГОМЕРЕ
В статье рассмотрены вопросы усиления деревянных балок с композитными материалами.
Ключевые слова: усиление, балки, композитные материалы.
STUDY MODELS SOLID WOOD BEAMS SYMMETRICALLY FIBERGLASS REINFORCED ON MODIFIED EPOXY OLIGOMERS
The article examines how to strengthen the wooden beams with composite materials.
Keywords: reinforcement beams of composite materials.
Деревокомпозитные конструкции с применением модифицированных углеродных нанотрубок (УНТ) эпоксидных матриц и термической обработки конструкций существенно повышает их несущую способность и расширяет область применения. Поэтому проведение исследований в этом направлении является актуальным [1-5].
В подтверждении оценок теоретических данных на первом этапе были проведены исследования эпоксидного олигомера ЭД-20. Испытания проводились в лаборатории строительных конструкций имени Щуко В.Ю. на базе Владимирского государственного университета. Всего было испытанно 8 серий эпоксидных смол по 9 образцов в каждом.
Композиции подвергали холодному и двухстадийному отверждению. Холодное отверждение проводилось при температуре 200С, образцы выдерживались в форме с течении 14 суток. Двухстадийное отверждение проводилось с температурой первой стадии 200С в течение 48 часов, а температура второй стадии варьировалась, значения составляли 50, 60 и 700С, в течение 6 часов, изъятие образцов из форм производилось через 7 суток с начала отверждения. Результаты механических испытаний приведены на рисунке 1.
Можно сделать вывод о том что наличие в системе УНТ позволяет достичь более высокой конверсии, а следовательно получить более регулярную и частую сетку химических сшивок, чем в исходных системах. Очевидно, что такие, доотвержденные, композиции будут обладать более высокой температурой стеклования, более высоким модулем упругости, большей разрывной деформацией и как следствие более высоким пределом прочности. Прочность эпоксидной матрицы ЭД-20 имеющей в своём составе углеродные нанотрубки повышается на 6-8% при холодном отверждении и на 12-18 % при горячем отверждении.
Кроме того, эпоксидные смолы отверждённые холодным способом теряют свои свойства при нагревании до 80оС, и после уменьшения температуры уже не восстанавливаются.
При горячем отверждении рабочая температура, достигает 300-315оС, что является важным фактором положительно влияющим на предел огнестойкости.
Температура, °С
шешЭД-20 т ЭД-20 + УНТ -Линейная (ЭД-20) -Линейная (ЭД-20 + УНТ)
Рис. 1. Зависимость прочности эпоксидной смолы от температуры отверждения
В результате проведенных исследований доказана возможность изготовления дерево-композитных балочных конструкций с симметричным усилением стеклотканью, применением модифицированного эпоксидного состава и тепловой обработкой, что обеспечивает повышение прочностных и жесткостных характеристик конструкций.
Применение углеродных нанотрубок в составе клеевой композиции увеличивает тре-щиностойкость древесины, повышаются адгезионно-когезионные характеристики соединения и эксплуатационная надежность конструкций.
ЛИТЕРАТУРА
1. Рощина С.И., Сергеев М.С., Лисятников М.С. Методика экспериментального исследования эпоксидной смолы ЭД-20 с включением УНТ. Материалы VIII научно-практической конференции «Научный потенциал мира-2012», Болгария, София, 2012 г., с. 37...39.
2. Рощина С.И., Лукин М.В., Сергеев М.С., Шохин П.Б., Лисятников М.С. Совершенствование конструкций и технологии производства деревоклееных композитных балок. Монография «Инновации в строительстве и архитектуре», ВлГУ, Владимир, 2012 г., с.55.93.
3. Рощина С.И., Римшин В.И. Экспериментальные исследования клееных армированных деревянных балок при длительном воздействии нагрузки. Научно-технический журнал «Строительство и реконструкция», Орел, ОрелГТУ, №5 (31), 2010, С.32-35.
4. Казачек В.Г., Нечаев Н.В., Нотенко С.Н., Ройтман А.Г., Римшин В.И. Обследование и испытание зданий и сооружений. М.: ТИД «Студент», 2012, 655 с.
5. Курбатов В.Л., Римшин В.И. Практическое пособие инженера-строителя. М.: ТИД «Студент», 2012, 650 с.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.