Композитные материалы плотно закрепились на рынке строительных материалов и заняли свою нишу в инженерных системах, в том числе в системах водоснабжения и канализации. Чтобы понять причину востребованности композитных материалов, рассмотрим их структуру и характеристики.
Композитный материал – это неоднородный сплошной материал, искусственно созданный из двух или большего числа компонентов, разделенных между собой четкой границей. Конструктивно композитный материал состоит из армирующего вещества и матрицы. Форма изделия задается материалом матрицы, который обволакивает и фиксирует армирующий материал, механические и физические свойства которого усиливают свойства матрицы.
Применение в одном изделии разнородных веществ с разными свойствами позволяет получить материал со свойствами, отличающимися от свойств каждого из его составляющих. Благодаря такой технологии композитные материалы обладают более высокими характеристиками, чем традиционные материалы и сплавы, и в тоже время позволяют уменьшить размеры и массу конструкций, которые из них изготавливаются.
Композитные материалы классифицируются по структуре армирующего вещества на: волокнистые, наполненные, скелетные и слоистые. Примером слоистых композитных материалов является стеклопластик – пластический материал, в состав которого входят стекловолокнистый наполнитель (стеклянное волокно) и связующее вещество (термопластичный полимер). Благодаря такой структуре стеклопластики обладают высокой прочностью, малым удельным весом и стойкостью к воздействию влаги.
Стеклопластик применяется во многих сферах деятельности человека, в частности в инженерных системах, где ранее применялись традиционные материалы. Конструктивные элементы инженерных систем ранее часто выполнялись из металлов или пластика, однако эти материалы обладают рядом существенных недостатков: металлические изделия тяжелые и подвержены коррозии, а изделия из пластика не обладают необходимой степенью прочности и долговечности. Поэтому в инженерных системах их быстро заменили изделия из стеклопластика.
В системах водоснабжения и канализации из стеклопластика изготавливаются трубы для транспортировки жидкости и различные резервуары для ее хранения. Стеклопластик также применяется при производстве станций пожаротушения, очистных и канализационных насосных станций (КНС).
Современные кнс представляют собой бочку, изготовленную из стеклопластика, в которую помещены погружные насосы, опускные устройства, клапаны, защитные сетки и приборы контроля. Благодаря свойствам стеклопластика такие кнс обладают сроком службы до 50 лет и способны выдерживать натиск земных пород и постоянное воздействие влаги.
До появления стеклопластика кнс возводили из бетонных колец или кирпича, срок службы которых был намного меньше, а капитальные расходы на строительство и обслуживание – намного больше. К тому же кнс, выполненные из кирпича или бетонных колец были подвержены воздействию влаги, что сказывалось на работе погружных насосов и другого оборудования, расположенного внутри кнс, и приводило к увеличению расходов на ремонт и обслуживание этого оборудования.
Применение стеклопластика в современных инженерных системах, в частности при создании кнс, позволяет существенно снизить капитальные затраты при строительстве и последующие расходы на обслуживание таких инженерных систем, а также увеличить срок их службы. В условиях рыночной экономики, где каждый рубль на счету, применение композитных материалов позволяет повысить эффективность эксплуатации таких систем и снизить срок их окупаемости.
