Нанотехнологии
Википедия
Нанотехнологии
Нанотехнология представляет собой междисциплинарную область прикладной и фундаментальной науки и техники, которая имеет дело с совокупностью теоретическог... читать далее »
Новости Нанотехнологий
29.08.2013 16:22
Нитинол может стать арматурой. Нанотехнологии.
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.
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 вот такого 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