Geofoam - это пенополистирол (EPS) или экструдированный полистирол (XPS), изготовленный в виде больших легких блоков. Блоки различаются по размеру, но часто составляют 2 м × 0,75 м × 0,75 м (6,6 футов × 2,5 футов × 2,5 футов). Основная функция геопены состоит в том, чтобы заполнить легкие пустоты под шоссе, подъездом к мосту, набережной или стоянкой. EPS Geofoam минимизирует осадки на подземных коммуникациях. Geofoam также используется в гораздо более широких сферах, включая легкий заполнитель , заполнение зеленой кровли , сжимаемые включения, теплоизоляцию и (при надлежащей форме) дренаж . [ необходима цитата ]
Geofoam разделяет принципы с геокомбами (ранее называвшимися сверхлегкими ячеистыми структурами), которые определялись как «любой производимый материал, созданный в процессе экструзии , в результате которого получается конечный продукт, состоящий из множества труб с открытым концом, которые склеены, склеены, сплавлены или связаны иным образом вместе." [1] Геометрия поперечного сечения отдельной трубы обычно имеет простую геометрическую форму (круг, эллипс, шестиугольник, восьмиугольник и т. Д.) И составляет порядка 25 мм (0,98 дюйма) в поперечнике. Общее сечение сборки связанных трубок напоминает соты, отсюда и название. В настоящее время в качестве материала геокомб используются только жесткие полимеры ( полипропилен и ПВХ ).
История [ править ]
Впервые EPS Geofoam был использован в Осло , Норвегия, в 1972 году. Geofoam был использован на насыпях вокруг моста Флом, чтобы уменьшить количество поселений . До установки геопены на этой территории ежегодно происходило оседание на 20–30 сантиметров, что приводило к серьезным повреждениям проезжей части дороги. [2]
Благодаря успеху проекта геопены в Осло в 1985 году в Осло, Норвегия, была проведена первая Международная конференция по геопенам, на которой инженеры могли обменяться знаниями, результатами исследований, поделиться новыми приложениями и обсудить истории болезни. С тех пор были проведены еще две конференции 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 м 3 (46 000 000 куб. Футов) геопены в 2 000 проектах. Тестирование и использование геопены в этих проектах продемонстрировали потенциальные преимущества геопены как легкого наполнителя. Например, Geofoam был размещен под взлетно-посадочными полосами в японских аэропортах, доказав, что этот материал может выдерживать сильное и повторяющееся давление. [2]
Геопену впервые использовали в США в 1989 году на шоссе 160 между Дуранго и Манкосом , штат Колорадо. Увеличение количества осадков вызвало оползень, разрушивший часть шоссе. Geofoam был использован для стабилизации бокового откоса шоссе, чтобы предотвратить любые подобные проблемы. Использование геопены по сравнению с традиционной реставрацией привело к снижению общей стоимости проекта на 84%. [4]
Самый крупный проект геопены в Соединенных Штатах проходил 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 сетей, которые необходимо будет переместить или реконструировать для проекта. Всего было использовано 3 530 000 кубических футов (100 000 м 3 ) геопены, и было сэкономлено около 450 000 долларов за счет устранения необходимости перемещать опоры электросети . [6] Geofoam также использовался в насыпях и опорах мостов для устойчивости основания. [4]Впоследствии, из-за успешного использования геопены для проекта реконструкции I-15, Управление транзита штата Юта использовало насыпь из геопены для своих линий легкорельсового транспорта (например, TRAX) и пригородных поездов (например, FrontRunner). [7]
С 2009 по 2012 год расширенная компания по производству полимеров на базе Водрёй предоставила более 625 000 м 3 (22 100 000 куб. Футов) геопены для нового сегмента шоссе 30 в провинции Квебек в районе Монреаля , что сделало его крупнейшим проектом по производству геопены в мире. Северная Америка на сегодняшний день.
С 2016 года Geofoam широко используется при строительстве новой эстакады 15 и развязки Turcot в Монреале.
Приложения [ править ]
Краткое описание приложений можно найти по адресу: [8]
Стабилизация склона [ править ]
Стабилизация склона - это использование геопены для уменьшения массы и силы тяжести в зоне, которая может быть разрушена, например, оползнем . Geofoam до 50 раз легче, чем другие традиционные наполнители с аналогичной прочностью на сжатие. Это позволяет использовать геопену максимально доступную полосу отвода на насыпи. Легкий вес и простота установки Geofoam сокращают время строительства и затраты на рабочую силу.
Набережные [ править ]
Насыпи с геопеной позволяют значительно уменьшить необходимые боковые откосы по сравнению с обычными насыпями. Уменьшение бокового уклона насыпи позволяет увеличить полезную площадь с обеих сторон. Эти насыпи также могут быть построены на почвах, подверженных дифференциальной осадке, не подвергаясь воздействию. Затраты на обслуживание насыпей из геопеной значительно ниже по сравнению с насыпями с использованием естественного грунта.
Сокращенное копание [ править ]
Некоторая слабая и мягкая почва не может выдержать вес желаемой конструкции; эстакада на фото рядом. Если бы он был построен из традиционной земляной засыпки, он был бы слишком тяжелым, деформировал бы слабый грунт под ним и повредил бы мост. Чтобы сократить расходы, не углубляясь в коренную породу, для внутренней засыпки моста используется Geofoam.
Сохраняющие конструкции [ править ]
Использование геопены для подпорных конструкций обеспечивает снижение бокового давления, а также предотвращает оседание и улучшает гидроизоляцию. Легкий вес пенополистирол будет уменьшить поперечную силу на подпорную стенку или абатмента . Важно установить дренажную систему под геопеной, чтобы предотвратить проблемы с повышенным гидростатическим давлением или плавучестью .
Защита утилит [ править ]
Защита инженерных сетей возможна за счет использования геопены для снижения вертикальных нагрузок на трубы и другие чувствительные инженерные сети. Уменьшение веса надстройки за счет использования геопены вместо обычного грунта предотвращает возможные проблемы с коммунальными службами, такие как обрушения.
Изоляция тротуара [ править ]
Изоляция дорожного покрытия - это использование геопены под дорожным покрытием, где толщина покрытия может контролироваться условиями морозного пучения . Использование геопены в качестве изоляционного элемента земляного полотна уменьшит эту разницу в толщине. Geofoam на 98% состоит из воздуха по объему, что делает его эффективным теплоизоляционным материалом. Правильная установка геопены особенно важна, поскольку зазоры между блоками геопены будут работать против изолирующих эффектов геопены.
Преимущества [ править ]
Преимущества использования геопены:
- Низкая плотность / высокая прочность : Geofoam составляет от 1% до 2% плотности почвы при равной прочности. [2]
- Предсказуемое поведение: Geofoam позволяет инженерам быть более конкретными в критериях проектирования. Это сильно отличается от других легких наполнителей, таких как грунт, состав которых может быть очень разным.
- Инертный: Geofoam не разрушается, поэтому он не распространяется на окружающие почвы. Это означает, что геопена не будет загрязнять окружающую почву. Geofoam также можно выкопать и использовать повторно.
- Ограниченные трудозатраты на строительство: Geofoam можно установить вручную с помощью простых ручных инструментов. Это исключает инвестиционные и эксплуатационные расходы на тяжелую технику.
- Сокращает время строительства: Geofoam быстро устанавливается и может быть установлен в любую погоду, днем или ночью, что сокращает время монтажа.
Недостатки [ править ]
К недостаткам использования геопены можно отнести:
- Опасность возгорания: необработанная геопена представляет собой опасность возгорания.
- Уязвимость к нефтяным растворителям: если геопена вступает в контакт с нефтяным растворителем , она немедленно превращается в вещество типа клея, что делает его неспособным выдержать любую нагрузку.
- Плавучесть: силы, развиваемые из-за плавучести, могут привести к опасной подъемной силе. Автомобили были разбиты о потолок после того, как паводковые воды подняли полистирол под полом автостоянки в Крейфорде 9 октября 2016 года [9].
- Восприимчивость к повреждению насекомыми: Geofoam можно обработать, чтобы противостоять заражению насекомыми. Когда геопена используется для изоляции зданий, где присутствует древесина, повреждение геопены можно ограничить с помощью обработки от насекомых. С другой стороны, в традиционном легком насыпи для дорожного строительства не было зарегистрировано никаких известных доказательств повреждения насекомыми. [10]
Технические характеристики [ править ]
| Физические свойства EPS Geofoam | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 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, мин., КПа при 1% | 15 | 25 | 40 | 50 | 75 |
| Прочность на сжатие мин., КПа при 5% | 35 год | 55 | 90 | 115 | 170 |
| Прочность на сжатие мин., КПа при 10% | 40 | 70 | 110 | 135 | 200 |
| Прочность на изгиб, мин., КПа | 69 | 172 | 207 | 276 | 345 |
| Кислородный индекс, не менее, об.% | 24,0 | 24,0 | 24,0 | 24,0 | 24,0 |
| Физические свойства XPS Geofoam | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 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, мин., КПа при 1% | 20 | 35 год | 75 | 105 | 160 | 280 |
| Прочность на сжатие мин., КПа при 5% | 85 | 110 | 185 | 235 | 335 | 535 |
| Прочность на сжатие мин., КПа при 10% | 104 | 104 | 173 | 276 | 414 | 690 |
| Прочность на изгиб, мин., КПа | 276 | 276 | 345 | 414 | 517 | 689 |
| Кислородный индекс, не менее, об.% | 24,0 | 24,0 | 24,0 | 24,0 | 24,0 | 24,0 |
[11] [12]
См. Также [ править ]
- Геосинтетика
- Гражданское строительство
Ссылки [ править ]
- ^ Hovath, JS (май 1995). Труды Международного геотехнического симпозиума по пенополистиролу для подземных работ . Нью-Йорк: Манхэттенский колледж.
- ^ a b c Эльраги, Ахмед Фуад. Избранные инженерные свойства и области применения пенополистирола - введение Softoria Group. 2006. Интернет. 18 ноября 2010 г.
- ^ Норвежское управление автомобильных дорог общего пользования и Tekna. 4 - я Международная конференция по пенополистирол блоков в строительных приложениях Архивировано 2011-07-26 в Wayback Machine Tekna. Норвежское управление автомобильных дорог. Интернет. 18 ноября 2010 г.
- ^ a b Исследовательский центр Geofoam Сиракузский университет Сиракузы, 2000. Web. 18 ноября 2010 г.
- ^ Бартлетт, Стивен; Лоутон, Эверт; Фарнсворт, Клифтон; Ньюман, Мари. «Проектирование и оценка насыпей из пенополистирола с геопеной для проекта реконструкции I-15, Солт-Лейк-Сити, Юта». Отсутствует или пусто
|url=( справка ) - ^ Мейер, Терри. Легкие нагрузки: Geofoam сокращает сроки строительства за счет уменьшения веса насыпи и времени осадки HubDot. HubDot, 1 апреля 2010 г. Web. 18 ноября 2010 г.
- ^ Бартлетт, Стивен. «Использование пенополистирола EPS в транспортных системах» (PDF) . www.civil.utah.edu . Консорциум EPS Geofoam.
- ^ Старк, Тимоти; Бартлетт, Стивен; Арельяно, Дэвид. «Применение пенополистирола (EPS) и технические данные» (PDF) .
- ^ Уорли, Уилл Уорли (9 октября 2016 г.). «Крейфордское наводнение: автомобили, врезавшиеся в потолок после того, как паводковые воды подняли полистироловый пол на автостоянке» . Независимый . Проверено 11 октября +2016 .
- ^ Уроки, извлеченные из сбоев, связанных с геопеной в дорожных насыпях, Отчет об исследованиях Манхэттенского колледжа № CE / GE-99-1, Джон С. Хорват, доктор философии, профессор гражданского строительства. 4.5 Случай T4: Повреждение геопены из-за заражения насекомыми
- ^ Универсальные спецификации для заполнителей из пенопласта GeoTech Systems Corporation. Корпорация GeoTech Systems, 1 января 2005 г. Интернет. 18 ноября 2010 г.
- ^ Block Geofoam - Встреча спецификаций проекта [ постоянная мертвая ссылка ] Espmolders.org. Ассоциация формовщиков EPS. Интернет. 11 ноября 2010 г.
Дальнейшее чтение [ править ]
- Хорват, Джон С. (1995). Geofoam Geosynthetic: монография (печать)
|format=требует|url=( помощи ) . Скарсдейл, штат Нью-Йорк: Horvath Engineering. - Хорват, JS (1994). «Пенопласт из пенополистирола (EPS): введение в поведение материала». Геотекстиль и геомембраны . 13 (4): 263–280. DOI : 10.1016 / 0266-1144 (94) 90048-5 .
- Геопена для транспорта Achfoam.com. ACH Foam Technologies. Интернет. 18 ноября 2010 г.
- Старк, Бартлетт и Ареллано, EPS Geofoam Приложения и технические данные EPS Industry Alliance
Внешние ссылки [ править ]
 | Викискладе есть медиафайлы по теме Geofoam . |
