A cikk szerzője:

Dr. Horvát Ferenc ny. főiskolai tanár

Szálerősített műanyag- kompozit gyaloghidak

A szálerősített műanyag-kompozit anyagú hidak alkalmazása kb. két évtizedes múltra tekint vissza. Több előny között a kedvező szilárdság-tömeg arány, a kialakítható keresztmetszetek változatossága, a könnyű építhetőség, a korrózióállóság vasúti gyaloghidak építésénél jól hasznosítható. A cikk az oroszországi APATEK cégcsoport által gyártott, a gyaloghidak tartószerkezeti elemeinél használt SZPPSZ–240 és SZPPSZ–340 típusú anyagok fizikai-mechanikai tulajdonságaival foglalkozik. Röviden ismerteti a legfontosabb általános tervezési irányelveket is.

 

3. A szerkezeti elemek anyaga és annak vizsgálata

Az erősítő töltőanyag 2–25 μm átmérőjű, különböző vastagságú fonalból álló, folyamatos üvegszál. A kötőanyag hőre lágyuló gyanta (pl. vinilészter, epoxi-poliészter) a szükséges diszperziós töltőanyagok, pig­men­tek, katalizátorok és a kötőanyag edzési reakciója gyorsítójának hozzáadásával. A mechanikai igénybevételekkel, a környezeti hatásokkal szembeni ellenállóságot telített poliuretán bevonat biztosítja. 
Az APATEK cég SZPPSZ–240 és SZPPSZ–340 anyagtípusú termékeket gyárt. A jelölésben az egyes betűk, számok jelentése a következő:
SZ – üvegszál-erősítésű műanyag,
P – profilozott,
P – pultrúziós gyártási eljárás,
SZ – építési termék,
240, illetve 340 – húzószilárdság MPa-ban.
Az ezekre az anyagokra vonatkozó fizikai-mechanikai jellemzőket az 1. táblázat foglalja össze. A szálerősítés következtében a jellemzők értékei eltérőek a gyártási, illetve arra merőleges, keresztirányban. 


Szerződéses munka keretében módunk volt a kétféle anyagot laboratóriumi vizsgálatoknak alávetni. A próbatestek alakját, méreteit, a végrehajtás módját EN, illetve MSZ EN szabványok határozzák meg. A vizsgálatok során készült fényképek, diagramok jól mutatják a kétirányú viselkedés közötti különbséget.  
A hajlítószilárdság meghatározását az MSZ EN ISO 14125:1999 szabvány szerinti hárompontos terheléssel kell meg­állapítani. A terhelési elrendezést a 6. ábra mutatja.

6. ábra. A hajlítószilárdsági vizsgálat hárompontos terhelési elrendezése
A 6. ábrán látható méretek:
SZPPSZ–240 anyag, 4 mm vastag próbatestek L = 64 mm és ℓ = 80 mm,
SZPPSZ–240 anyag, 5 mm vastag próbatestek L = 80 mm és ℓ = 100 mm,
R1 = R2 = 5 mm.
Az SZPPSZ–340 anyagú, hossz-, illetve keresztirányban kimunkált próbatestek teher alatti keresztmetszetének tönkremenetele a 7. ábrán látható. A maximális erőértéknél klasszikus törés nem következik be. A hajlító-húzó feszültség – relatív megnyúlás diagramot a 8. ábra mutatja.

7. ábra. Tönkremenetel hárompontos terhelés alatt: a) hosszirányban, b) keresztirányban8. ábra. A hajlító terhelés diagramjai SZPPSZ–340 anyagú próbatestek esetén


A húzószilárdsági vizsgálat (MSZ EN ISO 527-1:1999 szabvány) során készült 9. ábra jól mutatja, hogy a hosszirányban kimunkált próbatestek nem egy határozott keresztmetszetben szakadnak el. Tönkremenetelükkor, azaz akkor, amikor már nagyobb húzóerőt felvenni nem tudnak, a rétegek között következik be szakadás, amely azután a próbatestek kétoldali vállrészein fut ki az alsó vagy a felső felületre.
Keresztirányban kimunkált próbatestek esetében a szakadás mindig egy keresztmetszetben következik be, valahol az állandó méretű, csökkentett szélességű szakaszon belül. 
Az SZPPSZ–340 anyagú, hossz-, illetve keresztirányban kimunkált próbatestek húzási diagramjai a 10. ábrán láthatók.

9. ábra. A hosszirányban kimunkált SZPPSZ–240 típusú próbatestek tönkremenetele húzáskor10. ábra. A húzó terhelés diagramjai SZPPSZ–340 anyagú próbatestek esetén

A cikk folytatódik, lapozás:« Előző1234Következő »
A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2016 / 5. számában.
Ha szeretne rendszeresen hozzájutni a legfrisebb számokhoz, fizessen elő a folyóiratra.
A hozzászólások megtekintéséhez vagy új hozzászólás írásához be kell jelentkeznie!
Sínek Világa A Magyar Államvasútak Zrt. pálya és hídszakmai folyóirata
http://www.sinekvilaga.hu | ©