40. Геотекстили

Геотекстили — материалы в виде полотна из синтетических волокон, расположенных в одном направлении или беспорядочно. Для производства геотекстилей главным образом используют полиэфир, полипропилен, полиамид, а также полиэтиленовое, ацетатное, натуральное волокно и их смеси. Геотекстили все шире применяют при строительстве автомобильных дорог и аэродромов.

Важнейшими признаками геотекстильных материалов являются: их сплошность, т. е. объединение волокон в единое полотно, обладающее прочностью при растяжении; тонкость - толщина полотна незначительна по сравнению с его длиной и шириной; гибкость — малое сопротивление изгибу полотна; .пористость структуры, обеспечивающая пропуск воды и задерживающая песчаные и более крупные зерна. Геотекстиль применяют для создания армирующих, дренирующих и противозаиливающйх прослоек в верхней части земляного полотна, конструктивных слоях дорожной одежды, для защиты откосов от эрозии и др. Прослойки позволяют уменьшить расход дорожно-строительных материалов, снизить объем земляных работ, сократить сроки строительства, энергозатраты и транспортные расходы, повысить эксплуатационную надежность и сроки службы дорог и аэродромов.

Область, эффективность и целесообразность применения геотекстилей определяются их свойствами, которые зависят от состава сырья и технологии производства.

Предпочтительным видом сырья для изготовления геотекстиля является полиэфир. Ограничивают применение полиамидных геотекстилей в кислых средах (рН < 5,5), полипропиленовых — в условиях длительного действия значительной нагрузки и полиэфирных - на контакте со слоями, содержащими известь, цемент.

Пи типу текстиля геотекстильные материалы подразделяют на нетканые и спутанно-волокнистую структуру. Тканые материалы имеют упорядоченную структуру в виде двух взаимно перпендикулярных, систем нитей, переплетенных между собой.

Физико-механические свойства нетканых синтетических материалов во многом определяются свойствами слагающих их волокон. Показатели этих свойств имеют большое значение для оценки возможности использования ма­териалов в дорожных конструкциях. Истинная плотность полимера необходима для расчета пористости нетканого материала. Температура плавления - важный показатель При использовании нетканого материала для повышения трещиностойкости асфальтобетонного покрытия. Водопоглощение так же, как и изменение прочности и деформативности при увлажнении, свидетельствует о степени устойчивости материала к воздействию воды. Низкую светостойкость полипропилена и малую щелочностойкость полиэтилена, а также склонность пропилена к ползучести нужно учитывать при выборе материала и области его применения. Ширина полотна нетканого синтетического материала обычно 4 ... 5 м.

Использование геотекстильных материалов в дорожном и аэродромном строительстве свидетельствует о рождении принципиально нового направления, способного решать значительный круг практических задач.

44. Стеклопластики

Для обустройства автомобильных дорог путем установки километровых столбов, указательных знаков, ограждающих устройств и постройки павильонов на остановках автобусов применяют стеклопластики.

Стеклопластики - материалы на основе полимерного связующего и стеклянного наполнителя. Наиболее широко в. качестве стеклонаполнителя применяют стеклянные волокна различной формы: нити, ткани, ленты, холсты. В качестве связующих используют полиэфирные, эпоксидные, фенолформальдегидные, кремнийорганические и другие полимеры.

Прочность стеклянного волокна зависит от диаметра волокон: при уменьшении диаметра от 20 до 2 мкм прочность при разрыве возрастает в 10 раз.

Наиболее дешевым способом производства стеклопластиков является применение в качестве наполнителя однонаправленного шпона.

Стеклошпон получают из элементарных волокон, которые выходят из фильер печи, смачиваются жидкой синтетической смолой и наматываются на барабан. Полученный стеклошпон срезают с барабана и подсушивают. В ре­зультате получают стеклошпон с однонаправленным волокном.

При производстве стеклопластиков широко применяют ненасыщенные полиэфирные смолы, которые полимеризуются без отщепления воды. Они могут применяться для изготовления крупногабаритных, изделий или изделий сложной конструкции.

В зависимости от вида наполнителя различают следующие группы стеклопластиков.

Стеклотекстолит - пластики на основе различных типов стеклянных тканей.

Стекловолокниты — пластики на основе стекловолокна в виде войлока (литьевые и прессовочные материалы, например АГ-48 на основе модифици­рованной фенолформальдегидной смолы). Стекловолокниты применяют для изготовления деталей высокой прочности способом горячего прессования в пресс-формах. Связующим для стекловолокнитов служат обычные термо­реактивные смолы.

В последнее время начали изготовлять светопрозрачные стеклоплас­тики на основе стекломатов из рубленого волокна, пропитанного полиэ­фирными смолами. Их предел прочности при растяжении составляет 70 . .. 10 МПа при модуле упругости до 8000... 10 000 МПа.

Такие стеклопластики используют для светопрозрачных участков стен и кровель, для емкостей и иных конструкций, работающих в условиях химической агрессии.

Листовой стеклопластик (стеклофанеру) получают горячим прессованием стеклошпона. Толщина и прочность такого стеклопластика зависят от диаметра элементарного волокна, количества и толщины листов стеклошпона и расположения волокон.

Из стеклопластиков изготовляют крупноразмерные панели для стен, плиты для перекрытий, волнистые светопрозрачные листы для кровель, плоские листы с декоративной отделкой для перегородок.

Изучается возможность применения стеклопластиков в качестве арматуры для цементобетона. Как показали исследования, стеклопластиковая арматура может быть следующих видов: изготавливаемая по непрерывному способу в виде гладких стержней периодического профиля; изготавливаемая по способу горячего прессования в виде лент периодического профиля; получаемая путем навивки стекловолокна на готовое изделие (трубу, балку) с последующим покрытием смолами и полимеризацией их.

Однако предварительные исследования прочности и деформативности стеклопластиковой арматуры показывают, что при выдержке под нагрузкой в течение длительного времени прочность ее снижается примерно на 15 ... 30 %. Это зависит от вида стекловолокна и связующего. Установлено также, что смолы не в состоянии полностью защищать стекловолокно от окружающей среды, поэтому конструкции с такой арматурой не рекомендуется подвергать автоклавной обработке и пропариванию при температуре выше 60° С.