«Сталь с памятью» - новый материал для укрепления зданий
Швейцарские исследователи создали новый тип споава, «сталь с памятью», для строительной промышленности, исключающий необходимость в сложном процессе гидравлического предварительного напряжения.
В бетонных зданиях их конструкции укрепляет стальная арматура. Металл, используемый для арматуры, обычно подвергается предварительному напряжению с помощью гидравлических средств.
Сложная сеть устройств прикладывает это гидравлическое напряжение. Используются натяжные тросы, анкеры передают усилие в нужные места, а гидравлические домкраты прикладывают большие нагрузки.
Этим устройствам нужно много места для правильной работы. Современные предварительно напряженные бетонные конструкции проектируются с пространством для размещения этой гидравлической сети.
В Швейцарии федеральные лаборатории материаловедения и технологии (EMPA) и компания повторно используемых строительных материалов Re-Fer AG за последние 15 лет разработали сплавы с эффектом памяти формы на основе железа.
Металлы с памятью формы сжимаются при нагревании. Их нагревают, пропустив электрический ток через материал или обогревая его инфракрасными излучателями.
После этого сталь с памятью формы будет постоянно прикладывать усилие к бетонной конструкции. Поэтому нет необходимости создавать и устанавливать гидравлические устройства предварительного напряжения, которые требуют много места.
Empa и Re-Fer AG назвали «сталью с памятью» свой новый продукт. Одна из пилотных программ использовала материал для армирования бетонных плит.
Их первоначальный сплав состоял из никеля и титана. Несмотря на свою эффективность, он был слишком дорог для массового производства.
К 2009 году исследователи Empa создали новый сплав с памятью формы, в котором использовалось гораздо более дешевое железо.
Каждая новая дверь, подъемная шахта и окно в здании ослабляют несущую конструкцию. В некоторых зданиях необходимо укрепление существующих подвесных плит. Эти старые конструкции имеют ограниченное пространство, не соответствующее обычным методам армирования.
Здесь может применяться сталь с эффектом памяти. Например, полоса из легированной стали прикрепляется к нижней части потолка. Она нагревается и сжимается до нужного размера.
Металл может устанавливаться внутри бетона. Для этого фрезеруется канавк на поверхности плиты, в которую помещается ребристая арматурная рейка из стали с памятью. Паз заполняется раствором, а профиль нагревается электричеством. Исследователи Empa полагают, что их сталь с памятью может быть использована для изготовления сборных железобетонных деталей ранее невозможных форм. Гидравлическое предварительное напряжение вызывает сильное трение на сильно изогнутых поверхностях, но сплав с памятью формы может устранить трение.
