геопена
Geofoam — это пенополистирол (EPS) или экструдированный полистирол (XPS), изготовленный в виде больших легких блоков. Блоки различаются по размеру, но часто имеют размеры 2 × 0,75 × 0,75 м (6,6 × 2,5 × 2,5 фута). Основная функция геопены — обеспечить легкое заполнение пустот под шоссе, подходом к мосту, насыпью или парковкой. EPS Geofoam сводит к минимуму расходы на подземные коммуникации. Геовенопласт также используется в гораздо более широком применении, включая легкий наполнитель , наполнитель зеленой крыши , сжимаемые включения, теплоизоляцию и (при правильном формировании) дренаж . [ нужна ссылка ]
Геопласт разделяет принципы с геокомбами (ранее называвшимися сверхлегкими ячеистыми структурами), которые определялись как «любой изготовленный материал, созданный в процессе экструзии , в результате которого получается конечный продукт, состоящий из множества трубок с открытыми концами, которые склеены, соединены, сплавлены или связаны иным образом». вместе." [1] Геометрия поперечного сечения отдельной трубки обычно имеет простую геометрическую форму (круг, эллипс, шестиугольник, восьмиугольник и т. д.) и составляет порядка 25 мм (0,98 дюйма) в поперечнике. Общее поперечное сечение пучка трубок напоминает соты, что и дало ему такое название. только жесткие полимеры ( полипропилен и ПВХ В настоящее время в качестве геонаполненного материала используются ).
История
[ редактировать ]Впервые пенополистирол Geofoam был использован в Осло , Норвегия, в 1972 году. Geofoam использовался на насыпях вокруг моста Флом в попытке уменьшить количество поселений . До установки геопены на этом участке ежегодно происходило оседание 20–30 сантиметров, приводившее к серьезному повреждению дороги. [2]
Благодаря успеху проекта по производству пенопласта в Осло, в 1985 году в Осло, Норвегия, была проведена первая Международная конференция по пенопласту, на которой инженеры могли обменяться знаниями, результатами исследований, поделиться новыми приложениями и обсудить истории болезни. С тех пор еще две конференции были проведены в Токио , Япония, и Солт-Лейк-Сити , США, в 1996 и 2001 годах соответственно. Последняя конференция прошла в июне 2011 года в Лиллестреме, Норвегия. [3]
В период с 1985 по 1987 год Япония использовала более 1 300 000 м2. 3 (46 000 000 куб. футов) геопены в 2 000 проектах. Испытания и использование пенопласта в этих проектах продемонстрировали потенциальные преимущества пенопласта как легкого наполнителя. Например, пенопласт Geofoam был размещен под взлетно-посадочными полосами в японских аэропортах, что доказывает, что материал может выдерживать сильное и неоднократное давление. [2]
Geofoam был впервые использован в Соединенных Штатах в 1989 году на шоссе 160 между Дуранго и Манкосом , штат Колорадо. Увеличение количества осадков вызвало оползень, разрушивший часть шоссе. Geofoam использовался для стабилизации боковых откосов шоссе , чтобы предотвратить любые подобные проблемы. Использование геопены по сравнению с традиционным восстановлением привело к снижению общей стоимости проекта на 84%. [4]
Крупнейший проект по производству геопены в США осуществлялся с 1997 по 2001 год на межштатной автомагистрали 15 в Солт-Лейк-Сити, штат Юта. [5] Geofoam был выбран, чтобы свести к минимуму количество инженерных коммуникаций, которые необходимо будет переместить или реконструировать для проекта. Всего 3 530 000 куб футов (100 000 м 3 ) геопены и было сэкономлено около 450 000 долларов за счет устранения необходимости переноса опор . [6] Геопеноформ также использовался в насыпях и опорах мостов для обеспечения устойчивости основания. [4] Впоследствии, благодаря успеху использования геопены в проекте реконструкции I-15, Управление транзита штата Юта использовало насыпь из пенопласта для своих линий легкорельсового транспорта (т. е. TRAX) и пригородных поездов (т. е. FrontRunner). [7]
С 2009 по 2012 год компания по производству расширенного полимера из Водрея предоставила более 625 000 м3. 3 (22 100 000 куб. футов) геопены для нового участка шоссе 30 в провинции Квебек , в районе Монреаля , что делает его крупнейшим проектом по производству пенопласта в Северной Америке на сегодняшний день.
С 2016 года пенопласт широко используется при строительстве новой эстакады № 15 и развязки Тюрко в Монреале.
Приложения
[ редактировать ]Краткое описание приложений можно найти по адресу: [8]
Стабилизация склона
[ редактировать ]
Стабилизация склона — это использование геопены для уменьшения массы и силы гравитации в зоне, которая может подвергнуться разрушению, например оползню . Geofoam до 50 раз легче других традиционных наполнителей с аналогичной прочностью на сжатие. Это позволяет геопене максимально увеличить доступную полосу отвода на насыпи. Легкий вес и простота установки Geofoam сокращают время строительства и затраты на рабочую силу.
Набережные
[ редактировать ]Насыпи с использованием геопены позволяют значительно уменьшить необходимые боковые уклоны по сравнению с обычными насыпями. Уменьшение бокового уклона насыпи позволяет увеличить полезную площадь с обеих сторон. Эти насыпи также можно строить на почвах, подвергшихся неравномерному оседанию, не подвергаясь при этом воздействию. Затраты на техническое обслуживание, связанные с насыпями из геопены, значительно ниже по сравнению с насыпями с использованием естественного грунта.
Уменьшение копания
[ редактировать ]
Некоторая слабая и мягкая почва не может выдержать вес желаемой конструкции; эстакада на снимке рядом. Если бы он был построен из традиционной земляной насыпи, он был бы слишком тяжелым, деформировал бы слабый грунт под ним и повредил бы мост. Чтобы снизить затраты за счет отсутствия копания в скале, для внутреннего заполнения моста используется геопена.
Подпорные конструкции
[ редактировать ]
Использование геопены для подпорных конструкций обеспечивает снижение бокового давления, а также предотвращает оседание и улучшает гидроизоляцию. Легкий вес пенопласта уменьшит боковую силу, действующую на подпорную стену или опору . Важно установить дренажную систему под геопенопластом, чтобы предотвратить проблемы, связанные с повышенным гидростатическим давлением или плавучестью .
Защита утилит
[ редактировать ]Защита инженерных коммуникаций возможна за счет использования геопены для уменьшения вертикальных напряжений на трубах и других чувствительных инженерных коммуникациях. Уменьшение веса верхней части объекта за счет использования геопены вместо обычного грунта предотвращает потенциальные проблемы коммунальных предприятий, такие как обрушение.
Изоляция тротуара
[ редактировать ]Изоляция дорожного покрытия представляет собой использование геопены под дорожным покрытием, где толщину покрытия можно контролировать в условиях морозного пучения . Использование геопены в качестве изоляционного элемента земляного полотна уменьшит эту разницу в толщине. Геопена на 98% состоит из воздуха, что делает его эффективным теплоизолятором. Правильная установка пенопласта особенно важна, поскольку зазоры между блоками пенопласта будут препятствовать изолирующему эффекту пенопласта.
Преимущества
[ редактировать ]К преимуществам использования геопены можно отнести:
- Низкая плотность /высокая прочность : геопена составляет от 1% до 2% плотности почвы при равной прочности. [2]
- Предсказуемое поведение: Geofoam позволяет инженерам более точно определять критерии проектирования. Он сильно отличается от других легких наполнителей, таких как грунт, состав которых может быть очень разнообразным.
- Инертность: геопена не разрушается и не распространяется на окружающую почву. Это означает, что геопена не будет загрязнять окружающую почву. Геопеноформ также можно выкопать и использовать повторно.
- Сокращает время строительства: пенопласт быстро устанавливается и может быть установлен в любую погоду, что сокращает время установки.
Недостатки
[ редактировать ]К недостаткам использования геопены можно отнести:
- Опасность пожара: Необработанный геопенопласт представляет опасность пожара.
- Уязвимость к нефтяным растворителям: если геопена вступит в контакт с нефтяным растворителем , она немедленно превратится в вещество типа клея, что сделает его неспособным выдерживать любую нагрузку.
- Плавучесть: Силы, возникающие из-за плавучести, могут привести к возникновению опасной подъемной силы. Автомобили разбились о потолок после того, как паводковые воды подняли полистирол под пол автостоянки в Крейфорде 9 октября 2016 года. [9]
- Подвержен повреждению насекомыми: пенопласт можно обработать, чтобы защитить его от заражения насекомыми. Когда геопена используется для изоляции зданий, в которых присутствует древесина, повреждение геопены можно ограничить путем обработки от насекомых. С другой стороны, в традиционных легких наполнителях для дорожного строительства не зарегистрировано никаких известных признаков повреждения насекомыми. [10]
Технические характеристики
[ редактировать ]
| ТИП – ASTM D6817 | EPS12 | EPS15 | EPS19 | EPS22 | EPS29 |
| Плотность, мин. кг/м 3 | 11.2 | 14.4 | 18.4 | 21.6 | 28.8 |
| Прочность на сжатие, не менее, кПа при 1% | 15 | 25 | 40 | 50 | 75 |
| Прочность на сжатие не менее, кПа при 5% | 35 | 55 | 90 | 115 | 170 |
| Прочность на сжатие не менее, кПа при 10% | 40 | 70 | 110 | 135 | 200 |
| Прочность на изгиб, не менее, кПа | 69 | 172 | 207 | 276 | 345 |
| Кислородный индекс, не менее, об.% | 24.0 | 24.0 | 24.0 | 24.0 | 24.0 |
| ТИП – ASTM D6817 | XPS20 | XPS21 | XPS26 | XPS29 | XPS36 | XPS48 |
| Плотность, мин. кг/м 3 | 19.2 | 20.8 | 25.6 | 28.8 | 35.2 | 48.0 |
| Прочность на сжатие, не менее, кПа при 1% | 20 | 35 | 75 | 105 | 160 | 280 |
| Прочность на сжатие не менее, кПа при 5% | 85 | 110 | 185 | 235 | 335 | 535 |
| Прочность на сжатие не менее, кПа при 10% | 104 | 104 | 173 | 276 | 414 | 690 |
| Прочность на изгиб, не менее, кПа | 276 | 276 | 345 | 414 | 517 | 689 |
| Кислородный индекс, не менее, об.% | 24.0 | 24.0 | 24.0 | 24.0 | 24.0 | 24.0 |
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Ховат, Дж. С. (май 1995 г.). Материалы Международного геотехнического симпозиума по пенополистиролу в подземных условиях . Нью-Йорк: Манхэттенский колледж.
- ^ Перейти обратно: а б с Эльраги, Ахмед Фуад. Избранные инженерные свойства и применение пенополистирола из пенополистирола – Введение. Архивировано 16 июля 2011 г. в Wayback Machine Softoria Group. 2006. Интернет. 18 ноября 2010 г.
- ^ Норвежское управление дорог общего пользования и Tekna. 4-я Международная конференция по блокам геопенопласта в строительстве. Архивировано 26 июля 2011 г. в Wayback Machine Tekna. Норвежское управление дорог общего пользования. Веб. 18 ноября 2010 г.
- ^ Перейти обратно: а б Исследовательский центр Geofoam, Сиракузский университет, Сиракузы, 2000. Интернет. 18 ноября 2010 г.
- ^ Бартлетт, Стивен; Лоутон, Эверт; Фарнсворт, Клифтон; Ньюман, Мари (октябрь 2012 г.). «Проектирование и оценка насыпей из пенополистирола из геопены для проекта реконструкции I-15, Солт-Лейк-Сити, Юта» (PDF) .
- ^ Мейер, Терри. Более легкие нагрузки: пенопласт сокращает сроки строительства за счет уменьшения веса насыпи и времени осадки. Архивировано 18 июня 2011 г. в Wayback Machine HubDot. HubDot, 1 апреля 2010 г. Интернет. 18 ноября 2010 г.
- ^ Бартлетт, Стивен. «Использование пенополистирола в транспортных системах» (PDF) . www.civil.utah.edu . Консорциум EPS Geofoam. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Старк, Тимоти; Бартлетт, Стивен; Арельяно, Дэвид. «Применение и технические данные пенополистирола (EPS) Geofoam» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 г. Проверено 28 февраля 2022 г.
- ^ Уорли, Уилл Уорли (9 октября 2016 г.). «Наводнение в Крейфорде: автомобили разбились о потолок после того, как паводковые воды подняли полистироловый пол на автостоянке» . Независимый . Проверено 11 октября 2016 г.
- ^ Уроки, извлеченные из неудач, связанных с применением пенопласта в дорожных насыпях, Отчет об исследовании Манхэттенского колледжа № CE / GE-99-1, автор Джон С. Хорват, доктор философии, профессор гражданского строительства 4.5. Случай T4: Повреждение пенопласта из-за заражения насекомыми.
- ^ Универсальная спецификация для наполнителей из геопены. Архивировано 11 июля 2011 г. в Wayback Machine GeoTech Systems Corporation. GeoTech Systems Corporation, 1 января 2005 г. Интернет. 18 ноября 2010 г.
- ^ Блок геопены - соответствие спецификациям проекта [ постоянная мертвая ссылка ] Espmolders.org. Ассоциация формовщиков EPS. Веб. 11 ноября 2010 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Хорват, Джон С. (1995). Geofoam Geosynthetic: Монография . Скарсдейл, Нью-Йорк: Horvath Engineering.
- Хорват, Дж. С. (1994). «Геопенополистирол (EPS): введение в поведение материала». Геотекстиль и геомембраны . 13 (4): 263–280. Бибкод : 1994GtGm...13..263H . дои : 10.1016/0266-1144(94)90048-5 .
- Geofoam для транспорта. Архивировано 4 июля 2017 г. на Wayback Machine Achfoam.com. ACH Пенные технологии. Веб. 18 ноября 2010 г.
- Старк, Бартлетт и Арельяно, Применение и технические данные пенополистирола , заархивированные 4 марта 2016 г. в Wayback Machine. Промышленном альянсе EPS
Внешние ссылки
[ редактировать ]