Нитинол может стать арматурой
Друзья, с момента основания проекта прошло уже 20 лет и мы рады сообщать вам, что сайт, наконец, переехали на новую платформу.
Какое-то время продолжим трудится на общее благо по адресу
На новой платформе мы уделили особое внимание удобству поиска материалов.
Особенно рекомендуем познакомиться с работой рубрикатора.
Спасибо, ждём вас на N-N-N.ru
Он дорог, да, но в зонах, подверженных сильным землетрясениям, он может оказаться дешевле обычной стальной арматуры.
Мосты — едва ли не ключевой объект в современной дорожной инфраструктуре. Скажем, в США их только на хайвеях 575 тыс. штук.
И обходятся они недёшево: только федеральный бюджет выделяет на их ремонт $5 млрд в год.
Рис. 1. Слева направо, снизу вверх: цемент-ПВХ, стеклопластиковая, углепластиковая и нитиноловая арматуры после испытаний на сейсмостенде. (Фото UNR).
Кроме всем известных коррозии и вибрации, существенным фактором, увеличивающим подобные расходы, являются землетрясения. Всё, что сильнее семи баллов, часто заставляет менять опоры даже устоявшего моста. Дело в том, что, рассеивая энергию землетрясения, мост нередко делает это за счёт разрушения арматуры, спасающей своей гибелью всю конструкцию.
Для долговременной службы вроде бы целый мост с повреждённой арматурой опор, увы, непригоден: колонны надо менять, и обойдётся это в копеечку. Даже после 8-балльного стендового катаклизма.
Саиид Саииди (Saiid Saiidi) из Университета Невады в Рено (США) провёл моделирование того, как разные материалы могли бы заменить стальную арматуру в мостах, находящихся в сейсмоопасной зоне. Используя стенд для симулирования землетрясений (OpenSEES, на видео выше), он сравнил варианты с армированием на основе стекловолокна, цементных композитов нового поколения и традиционные мостовые железобетонные опоры.
Хотя новые материалы показали куда меньшую склонность к разрушению при сильных толчках, лишь один из них — казалось бы, весьма необычный — действительно продемонстрировал существенные отличия.
Речь о нитиноле — сплаве на основе никеля и титана, обладающего памятью формы. В отличие от других сплавов с эффектом памяти, этот после деформации способен вернуть себе исходную форму не только при нагреве, но и за счёт так называемой суперупругости (в 10–30 раз выше стали). И никакого нагрева, который неприемлем в силу значительного расширения конструкции.
Может показаться, что нитинол — материал дорогой, скорее подходящий для оправ очков, где его надо мало, а цена не столь значима. Но расчёты г-на Саииди показывают, что
полная замена стальной арматуры на равнопрочную нитиноловую даст общее увеличение стоимости конструкции лишь на 3%. Для сейсмоопасных зон вроде той же Калифорнии это вполне приемлемо, особенно с учётом низкой коррозионности этого сплава и высокой стоимости замены опор в случае серьёзной сейсмики.
- Источник(и):
- Войдите на сайт для отправки комментариев