ВОЗМОЖНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ В КОНСТРУКЦИИ СНЕГОЗАДЕРЖИВАЮЩИХ УСТРОЙСТВ

​THE POSSIBILITY OF USING POLYMER MATERIALS IN THE CONSTRUCTION OF SNOW-RETAINING DEVICES

Dmitry Morozov

student, Department of Construction Production, Construction Institute, Tyumen Industrial University,

Russia, Tyumen

Varvara Mantulikova

master's student, Basic Department of PJSC Gazprom Neft, Construction Institute, Tyumen Industrial University,

Russia, Tyumen

Kirill Cherepanov

student, Department of Building Structures, Construction Institute, Tyumen Industrial University,

Russia, Tyumen

Nadezhda Molokitina

scientific supervisor, candidate Sciences of Technical, Tyumen Industrial University,

Russia, Tyumen

АННОТАЦИЯ

В статье рассматриваются существующие способы борьбы со снегонакоплением путем применения снегозадерживающих устройств. Одним из распространенных видов устройств являются снегозадерживающие заборы. В рамках проделанной работы рассмотрена возможность использования современных полимерных материалов для конструирования снегозадерживающих заборов. На основании проделанной работы приведен анализ производимых на территории РФ полимерных материалов, определён перечень материалов, которые обладают необходимыми и достаточными прочностными характеристиками для использования в качестве снегозадерживающего устройства и которые не теряют свои свойства при отрицательной температуре.

ABSTRACT

The article discusses the existing methods of combating snow accumulation through the use of snow-retaining devices. One of the most common types of devices are snow-retaining fences. In the framework of the work done, the possibility of using modern polymer materials for the construction of snow-retaining fences is considered. Based on the work done, an analysis of polymer materials produced in the territory of the Russian Federation is given, a list of materials that have the necessary and sufficient strength characteristics for use as a snow-retaining device and which do not lose their properties at negative temperatures is determined.

Ключевые слова: снегонакопление; снегозадерживающие устройства; промышленные объекты; полимерные материалы; заборы; прочность; морозостойкость.

Keywords: snow accumulation; snow retarders; industrial facilities; polymeric materials; fence; strength; frost resistance.

Снегонакопление представляет серьезную проблему для промышленных объектов и транспортной инфраструктуры. Большое количество накопленного снега может привести к таким последствиям, как затрудненный доступ к производственным площадкам, задержки в производственном процессе, аварийные ситуации и финансовые потери на уборку снега и ликвидация последствий таяния снега. Поэтому для компаний, ведущих производственную и добывающую деятельность в регионах с суровым климатом, этот вопрос остается актуальным.

Известные способы борьбы со снегонакоплением:

1. Снегозадерживающие заборы. Этот метод являются наиболее распространенным. Заборы предназначены для задерживания снега на тех участках, где он создает препятствия для транспортной инфраструктуры. Изготавливаются заборы из разных материалов, имеют небольшой вес, легко транспортируются наземным транспортом и характеризуются невысокой стоимостью.
2. Снегозащитные лесополосы. Этот способ является экономичным и долговечным. Однако применяется локально на протяженных участках. Метод не применим для районов Крайнего Севера. Для использования данного способа применяется определенный вид породы деревьев (хвойные или лиственные).
3. Система снеготаяния и анти-обледенения. Такая система предназначена для предотвращения наледи и растапливания снега на открытых площадках. При использовании данного способа уменьшается количество времени и ресурсов на уборку снега, но необходим постоянный контроль и мониторинг системы, а также есть ограничения по использованию системы в условия низкой температуры и недостаточного электропитания. Является дорогим, в следствие чего применяется крайне локально.

Несмотря на то, что имеются различные методы борьбы со снегонакоплением, не все они универсальны. В рамках данной работы рассматривалась возможность использования снегозадерживающих устройств в виде заборов на промышленных объектах, и рассматривался ряд материалов, применимых для изготовления этих конструкций.

Одним из наиболее распространенных снегозадерживающих устройств в настоящее время являются заборы, располагаемые вдоль линейно протяженных объектов (ж/д, автодороги). Такие заборы чаще всего выполняют из дерева (рисунок 1), однако в рамках данной работы мы рассмотрим возможность выполнения снегозадерживающих заборов из полимерных сетчатых материалов (рисунок 2).

Рисунок 1. Деревянный снегозадерживающий забор (1 – прогон; 2 – доска обшивки; 3 – полосовое железо; 4 – подкос; 5 – подкладка)

Рисунок 2. 3D модель полимерного забора (1 – опора металлическая опора-свая; 2 – полимерный материал)

Преимуществом полимерных материалов является в том, что они легкие и практичные, просты в эксплуатации. Изготавливается из полипропилена и могут быть разного исполнения. Так, например, размер ячеек сети может варьироваться от нескольких миллиметров, до нескольких сантиметров. Для повышения разрывных нагрузок, основу материала — полипропилен ориентируют в одном или двух направлениях. При отсутствии возможности самостоятельно получить материал со складов компаний или ее партнеров, можно воспользоваться услугами доставки до объекта строительства. Чтобы избежать повреждений при погрузочно-разгрузочных работах и во время транспортировки, весь материал подлежит тщательной упаковке перед доставкой. Способ доставки полимерных материалов, использующихся в снегозадерживающих заборах не сложный, потому что данный материал эластичный, скручивается в рулоны и компактно упаковывается в транспорт. Пример упаковки рулонного полимерного материала представлен на рисунке 3. Для доставки на объекты используют несколько способов транспортировки данного материала (рисунок 4).

Рисунок 3. Укладка рулонов

Рисунок 4. Способы доставки материалов

Материалы, которые могут быть использованы для конструирования снегозадерживающих устройств представлены в Таблице 1.

Таблица 1

Сравнительная характеристика полимерных материалов

Следует отметить, что при эксплуатации снегозадерживающих устройств в регионах с суровым климатом используемые материалы должны быть устойчивы к низким температурам. Таким образом при выборе материалов необходимо выбирать те испытания которых проводились при низких температурах. Еще одной важной характеристикой материалов, используемых в снегозадерживающих конструкциях является прочность, позволяющая использовать устройства при сильных ветрах.

На основании данных, приведенных в таблице 1, можно сделать вывод, что материалы 3 и 6 облают характеристиками, которые в большей мере подходят для использования в регионах с холодным климатом, потому что обладают высокой прочностью и морозостойкостью, что установлено на основании проведенных испытаний. Для того чтобы удостовериться, что материал отвечает условию необходимости и достаточности прочностных характеристик и устойчив к низким температурам, он должен обязательно проходить испытания при условиях максимально приближенным к тем, в которых будет эксплуатироваться. Так же с технологической точки зрения важно отработать методику крепления полимерного сетчатого материала к опорам и определить ширину и высоту пролетов экспериментально в полевых условиях. Кроме того, с точки зрения бесперебойной работы компаний необходимо понимать, что поставщики готовы предоставить необходимый материал в заданном количестве и в отведенные сроки.

Список литературы:

1. Бартенев Г. М., Френкель С. Я. Физика полимеров / Под ред. д-ра физ.-мат. наук Ельяшевича А. М. // Л.: Химия, 1990, 432 с.
2. Егоров А. О. Повышение эффективности работы снегозадерживающих устройств в регионах с переменными ветрами : дис. … канд. технич. наук – М., 2008. – С.17 – 20.
3. Инфопедия: композитный, полимерный снегозадерживающий забор [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://infopedia.su/8x1201a.html (дата обращения: 03.11.2024).
4. Корнев В. А., Рыбаков Ю. Н. Композиционные полимерные материалы для технических средств нефтепродуктообеспечения // European Research, 2015, № 8 (9), с. 28-30.
5. Патент РФ RU 60088 U1, 28.08.2006.
6. Патент РФ RU 2756148 C1, 28.09.2021.