Инженеры компании U.S. Composite Pipe (Элварадо, Техас) разработали решение, которое предусматривает использованием уникальных конструкций канализационного коллектора из литьевого полимерного композита - вертикальные шахты доступа 10-футов/3 м в диаметре, которые будут вдаваться под землю на 110 ф/33.5м.

Эти конструкции сочетают прочность  армированного сталью бетона с эксплуатационными характеристиками и устойчивостью к коррозии композитов. Компания AOC LLC (Кольервилль, Теннеси) поставила для этого проекта свою устойчивою к коррозии изофталевую полиэфирную смолу, которая реализуется под торговой маркой Vipel.

Монтаж композитных конструкций являлся частью крупного проекта по модернизации системы канализации, который был спроектирован и создан инженерно-консультационной компанией Black & Veatch (B&V; Чарльстон, Южная Каролина). Подряд на коллекторы получила компания Affholder Inc., дочерняя компания Insituform Technologies Inc. (Честерфилд, Миссури). В свою очередь, компания Affholder отдала по субподряду сборку готовых компонентов из композита по данному проекту компании U.S. Composite Pipe.

Для производства крупных секций труб осуществлялось литье по технологии, аналогичной той, что используется традиционно для изготовления бетонных труб. При этом применяли смесь собственной рецептуры полиэфирной смолы компании, под названием Vipel, с наполнителем, материалом заполнителя и смесью добавок, лицензия на которую была приобретена у PPT LLC (Де Мойн, Айова). Компания U.S. Composite Pipe производила секции путем первоначального размещения «клетки» из прутьев стальной арматуры в форме, изготовленной из стали (см. фото). Подобно тому, как это происходит при создании традиционной бетонной трубы, стальной каркас дает готовому продукту из полимерного бетона возможность выдерживать сжатие и растягивающую нагрузку. Затем полимерный бетон вертикально заливали в опалубку, используя вибрацию для удаления воздуха, который может создавать пустоты в готовой трубе.

В основании каждой шахты на площадке U.S. Composite Pipe использовала один и тот же тип композита на основе смолы Vipel для создания фундамента, а также вортексной камеры с отражательной перегородкой, которая позволяет управлять канализационным потоком. Шахта каждого канализационного коллектора монтировалась путем размещения на фундаментных опорах литых цилиндрических композитных восходящих секций. Соединение секции создавалось с помощью использования стальных замыкающих кольцевых муфт, которые были изготовлены U.S. Composite Pipe интегрированными в литые конструкции. Эти специальные кольцевые соединения соответствуют стандартам Американской водопроводной ассоциации (AWWA) C-302 для воздухо- и влагонепроницаемости, и прошли испытания при давлении до 50 фунтов на кв. дюйм/3.5 бар.

Дэн Свидрак (в настоящее время работает в Independent Concrete Pipe, Индианаполис, Индиана) был инженером проекта на площадке компании Affholder. Он считает, что у полимерных бетонных конструкций имеется несколько преимуществ по сравнению с конструкциями, которые изготавливают из традиционного армированного сталью бетона. “Поскольку композитные трубы были заранее отлиты и уже готовы к монтажу по прибытии, мы смогли сэкономить несколько недель на установке”, - говорит Свидрак. - “При использовании традиционного бетона, понадобилось бы дополнительное время для заливки материала в нужное место, для того, чтобы дождаться отверждения, для очистки и подготовки поверхности и для последующего нанесения защитного эпоксидного поверхностного слоя”. Он отмечает, что после нанесения защитного эпоксидного поверхностного покрытия необходимы постоянные проверки и материально-техническое обслуживание, и, если происходит повреждение или стирание поверхностного покрытия, бетон и арматура из стали остаются незащищенными от вызывающего коррозию канализационного газа. В этом случае внутренне присущая полимерному бетону устойчивость к коррозии исключает необходимость нанесения защитного поверхностного покрытия, и, тем самым, экономятся трудозатраты и материальные затраты.

 
Источник: AOC

Отлитая секция опускается в шахту.

Неожиданным преимуществом от использования высокоэффективного полимерного бетона стала возможность существенно уменьшить общую массу конструкций. Хотя у полимерного бетона почти та же удельная масса, что и у бетона из портландцемента, полимерный бетон обладает превосходными механическими эксплуатационными характеристиками по сравнению с традиционным материалом. Эрик Х. Дэвидсон, профессиональный инженер и вице-президент U.S. Composite Pipe, говорит: “Мы взяли исходный проект от B&V, и смогли уменьшить толщину стенок на 40 процентов или даже более за счет своего собственного инжиниринга и проектирования”. Преимущества такого усовершенствованного проекта раскрывались одно за другим на протяжении всего процесса строительства: использование меньшего количества материала снизило общие затраты на готовый продукт. Меньше стоила транспортировка более легких конструкций на площадку, также конструкции опускались в нужное положение на площадке с использованием крана меньшего, нежели предполагалось размера. Это, разумеется, и стоило дешевле.

Кроме того, по сравнению с цементирующими вяжущими веществами, полимерная рецептура Vipel обеспечила более высокие параметры в области сжатия, прочности на разрыв, сдвига, связывания и эластичности. Такие высокопрочные параметры позволили инженерам добиться соответствия проектным спецификациям в области эксплуатационных характеристик, а это особенно важно, поскольку Чарльстон расположен в сейсмически активной зоне.

По мнению Дэвидсона, смола Vipel поставляется с обеспечением превосходной технической поддержки. “Мы являемся частью компании, которая имеет более двадцати лет опыта в области производства труб из традиционного бетона”, - говорт Дэвидсон. - “Когда мы начали разрабатывать композитные материалы, представители AOC постоянно были доступны для оказания помощи. В настоящее время у нас имеется рецептура смолы, которую мы просто ‘вводим’ для получения полимерного бетона”.

www.newchemistry.ru