kompozytowych pomostów drogowych Tytułowy Nowe koncepcje kompozytowych pomostów drogowych Mgr inż. Lech Własak Biuro Analiz i Rozwoju Mostostal Warszawa S.A.

12 30 5 „Low-disturbance sustainable urban construction” partnerów PANTURA 2011 2012 2013 2014 „Low-disturbance sustainable urban construction” partnerów 12 ekspertów 30 mln € 5

Fibers - włókna FRP Kompozyt? Kompozyt typu Polymers - polimery Materiały rdzeniowe Inne

Odporność środowiskowa Włókna +++ ++ + Odporność chemiczna Odporność środowiskowa ++ +++ + Wytrzymałość ++ + +++ Koszt Szklane Węglowe Aramidowe Bazaltowe

+++ + ++ +++ +++ ++ +++ ++ + Żywice +++ Odporność chemiczna + ++ +++ Wytrzymałość +++ ++ Ogień +++ ++ + Koszt Epoksydowa Winyloestrowa Fenolowa Poliestrowa

Materiały rdzeniowe 1(2) Pianka z tworzyw sztucznych http://goo.gl/X77Gz Balsa http://goo.gl/nS8jO Plaster miodu http://goo.gl/cDfOp (aluminium, poliwęglan, aramid...)

Materiały rdzeniowe 2(2) +++ ++ Wytrzymałość +++ ++ Odporność +++ + Czas + +++ ++ Koszt Pianka Balsa Plaster miodu

Prostota Spadki Symetria Pękanie Mocowanie Zmiany przekroju Koncepcja „A” Prostota Spadki Symetria Pękanie Mocowanie Zmiany przekroju

Koncepcja „B” 1(2)

Wyboczenie Wysoka nośność Zmiany przekroju Łatwe łączenie Koncepcja „B” 2(2) Wyboczenie Wysoka nośność Zmiany przekroju Łatwe łączenie Pojedynczy proces Spadki Owijanie Mocowanie Kontrola?

Koncepcja „C” 1(2)

Wysoka nośność Mocowanie Bariery i balustrady Siły odrywające Koncepcja „C” 2(2) Wysoka nośność Mocowanie Bariery i balustrady Siły odrywające Łatwe połączenie Jeden proces Zmiana przekroju Spadki Pustki? Sprawdzenie?

Jeden proces? Koszty/błędy? MES Zmęczenie Wyposażenie Niska waga Podsumowanie Jeden proces? Koszty/błędy? MES Zmęczenie Wyposażenie Niska waga Wysoka nośność Trwałość

Dziękuję za uwagę Koniec l.wlasak@mostostal.waw.pl Conference on Civil Engineering Infrastructure Based on Polymer Composites

Kompozyty - właściwości Indeks Tytułowy Koncepcja „A” Koncepcja „B” 1(2) PANTURA Koncepcja „B” 2(2) Kompozyt Koncepcja „C” 1(2) Włókna - właściwości Włókna Koncepcja „C” 2(2) Włókna - rodzaje Żywice Żywica - właściwości Rdzeń 1(2) Infuzja 1(4) Pianki - właściwości Rdzeń 2(2) Infuzja 2(4) Balsa - właściwości Infuzja 3(4) Rdzeń - właściwości Podsumowanie Infuzja 4(4) Rdzeń - wykres Końcowy Pultruzja Kompozyty - właściwości

Włókna - właściwości Material Denesity [g/cm3] Tensile Modules [GPa] Tensile Strenght [MPa] Specyfic Modules [E/ρ] Specific Strenght [σ/ρ] Elogation [%] Cost Glass fiber E 2,54 70 3450 27 1360 4,8 very low Glass fiber S 2,50 86 4500 34 1800 5,7 low Carbon fiber high modules 1,9 400 4200 200 2400 1,5 very high Carbon fiber high strength 1,7 240 6000 140 3420 0,8 Carbon fiber typical Toray T700S 1,75 292 4800 166 2740 1,1 high Aramid fiber Kevlar 29 1,45 80 2800 55 1930 3,5 moderate Aramid fiber Kevlar 49 130 89 2,5 Basalt fiber 2,67 87 3600 33 1340

Rowing Tkaniny Tkaniny Z przeplotem Prosty Splątany Plecione Szyte Rodzaje włókien Rowing Z przeplotem Prosty Splątany Tkaniny Tkaniny Plecione Szyte Cięte

Tensile Strength [MPa] Żywica - właściwości Material Density [g/cm3] Tensile modulus [GPa] Tensile Strength [MPa] Cost Epoxy 1,1 - 1,2 2,5 – 5 50 - 110 high Phenolic 1,2 - 1,3 2,7 – 4,1 35 – 60 moderate Vinylester 2,9 - 3,6 85 – 95 Polyester 1,1 - 1,4 1,6 – 4,1 35 – 95 low

Pianki – właściwości

Balsa - właściwości

Materiały rdzeniowe - właściwości Material Cell diameter [mm] Density [g/cm3] Compressive strength [MPa] Aluminum 5052 3,18 0,13 10,1 Aluminum 3003 6,35 0,08 4,3 Polycarbonate 0,12 4,8 Aramid 13,1 Glass - phenolic 4,76 0,09 6,5

Pianka Balsa Plaster miodu Wytrzymałość na ściskanie [MPa] 6,8MPa Materiały rdzeniowe Wytrzymałość na ściskanie [MPa] 6,8MPa Moduł przy ściskaniu [MPa] 10 20 100 200 400MPa Gęstpość [kg/m3] Pianka Balsa Plaster miodu

Właściwości kompozytów Material/ Properties UD glass – epoxy UD carbon – epoxy UD aramid - epoxy 0/90 glass – epoxy BXE glass – epoxy 0/90 carbon - epoxy 0/90 –aramid - epoxy Vf [%] 53 57 60 33 50 Tensile Strenght [MPa] (0°) 1200 2040 1400 360 185 625 520 [MPa] (90°) 73 90 30 Tensile Modules [GPa] (0°) 39 134 76 17 10 70 31 Tensile Modules [GPa] (90°) 15 11 5 Shear modulus [GPa] 4 2 8 Density [g/cm3] 1,92 1,47 1,28 1,59 1,43 1,25

Infuzja 1(4) Infuzja

Infuzja 2(4)

Infuzja 3(4)

Infuzja 4(4)

Pultruzja Pultruzja