Физико-механические свойства композитных профилей для обустройства вентиляционных шахт метрополитена

Объектом исследования является композитный профиль сечением 34*60 мм и толщиной 4 мм, изготовленный с помощью пултрузии. Цель работы - анализ основных физико-механических характеристик композитного профиля для определения возможности его эксплуатации при капитальном ремонте сооружений метрополитена. Экспериментально установленные физико-механические характеристики стеклопластиковой арматуры показали следующие значения: средняя плотность - 1960 кг/м³; водопоглощение - 0,12%; предел прочности при растяжении и изгибе вдоль направления основного армирования - 445 МПа и 411 МПа соответственно; предел прочности при сжатии поперек направления основного армирования - 137,5 МПа; модуль упругости при изгибе вдоль направления основного армирования - 15,77 ГПа. В сравнении с традиционными материалами (сталь, алюминий, древесина, ПВХ), используемыми для производства профилей, стеклопластиковый профиль имеет больший коэффициент конструктивного качества при растяжении и изгибе - 227 (МПа/(г/см³) и 210 (МПа/(г/см³) соответственно. Свойства исследуемых профилей свидетельствуют о возможности их использования взамен стальных и алюминиевых профилей при капитальном ремонте зданий и сооружений. В работе представлен пример использования композитных профилей на примере капитального ремонта строительных конструкций с техническим перевооружением нижнего вентиляционного узла одной из вентиляционных шахт Петербургского метрополитена.

The object of the study is a composite profile made by pultrusion - drawing glass fiber impregnated with polyester orthophthalic resin through a die repeating the shape of the future product. The purpose of the work is to study the physical and mechanical characteristics of composite profiles (average density, water absorption, tensile and compressive strength, strength and elastic modulus in bending) used during the overhaul of ventilation shaft № 219 of the St. Petersburg metro. The experimentally established physical and mechanical characteristics of fiberglass reinforcement showed the following values: average density is 1960 kg/m³; water absorption is 0.12%; tensile and bending strength along the direction of the main reinforcement are 445 MPa and 411 MPa, respectively; compressive strength across the direction of the main reinforcement is 137.5 MPa; the modulus of elasticity in bending along the direction of the main reinforcement is 15.77 GPa. In comparison with traditional materials (steel, aluminum, timber, PVC) used for the production of profiles, fiberglass profiles have a higher coefficient of structural quality in tension and bending of 227 (MPa/(g/cm³) and 210 (MPa/(g/cm³), respectively. The properties of the studied profiles indicate the possibility of their use instead of steel and aluminum profiles during major repairs of buildings and structures. The paper presents an example of the use of composite profiles using the example of a major overhaul of building structures with technical re-equipment of the lower ventilation unit of one of the ventilation shafts of the St. Petersburg metro.