Primjena ugljičnih vlakana u gradnji: armiranje i ojačavanje nosivih konstrukcija

Sadržaj članka

• Karbonska tkanina: karakteristike i značajke
• Prednosti upotrebe
• Primjena u završnim radovima
• Korištenje ugljičnih vlakana
• Vanjski sustavi za pojačanje

Dvadeset i prvo stoljeće obiluje inovacijama, a građevinarstvo nije iznimka. Jedan od najnovijih i najpopularnijih materijala – karbonska (karbonska) vlakna – zauzeo je svoje dostojno mjesto, djelomično pomičući stakloplastike i slične armirajući materijali.

Karbonska tkanina: karakteristike i značajke

Strogo govoreći, ugljična vlakna nisu izum ovog stoljeća. Dugo se koristi u zrakoplovima i raketama, ali prosječan čovjek je upoznat s ovim materijalom u obliku šipki i kevlara od ugljičnih vlakana. Prolazeći kroz dugu fazu ovladavanja i poboljšanja tehnologije, industrija je napokon postala spremna pružiti drugim industrijama ugljičnu tkaninu, uključujući građevinarstvo..

Glavna značajka ugljičnih vlakana je visoka specifična vlačna čvrstoća u odnosu na njihovu vlastitu težinu. Proizvodi ojačani ugljičnim vlaknima zadržavaju najveću poznatu vlačnu čvrstoću, dok su u pogledu potrošnje materijala i ukupne težine mnogo profitabilniji od čelika koji je danas rasprostranjen..

U svom izvornom obliku, ugljično vlakno je tanka mikrofibra koja se može ispreplesti u niti, iz kojih se zauzvrat može tkati bilo koja veličina. Zbog ispravne orijentacije molekula, njihove snažne veze, postiže se tako velika čvrstoća. Inače, vlakna jednostavno obavljaju funkciju armature za bilo koju vrstu strukturalnog punila, od epoksidnih smola do betona..

Jedna od najistaknutijih karakteristika ugljičnih vlakana je njegova visoka sposobnost sorpcije. Prednost korištenja ugljika za pojačanje unutarnjih elemenata obloge je ta što ugljik ne dopušta prirodnim nečistoćama, bojama ili otapalima da uđu u zrak kuće. Istodobno, procesi sorpcije apsolutno su bezopasni za samo vlakno..

Prednosti upotrebe

Općenito, dva svojstva ugljičnih vlakana zanimljiva su za izgradnju. Prvo, strukturno višestrano ojačanje, koristi se materijalu kako bi se povećala tvrdoća i tlačna čvrstoća. Struktura je ojačana vlaknima debljine 5-10 mm, različitih vlakana duljine. Ima smisla strukturno ojačati završne površine i potpornu konstrukciju zgrada.

Drugi cilj ugljičnih vlakana u građevinskoj industriji – ugrađena armatura – ostvaruje se dodatnim recikliranim djevičanskim vlaknima, koja imaju oblik platna, vesla, niti, užadi i šipki ojačanih polimernim smolama. U ovom slučaju, ugljično vlakno ne ojačava samu jezgru u cjelini, već služi kao pouzdana baza otporna na suze..

Ali koja je korist od ugljičnih vlakana i zašto ih treba preferirati nad manje egzotičnim materijalima? Započnimo s činjenicom da je u pogledu fizičkih i kemijskih svojstava najbliži konkurent ugljičnim vlaknima staklena vlakna, koja je prilično rasprostranjena u obliku stakloplastike za unutarnje žbukanje. Međutim, staklo ima puno nižu otpornost na puknuće i veću težinu, dok ugljični polimer nije samo jak, već se i puno bolje prianja uz okolni čvrsti materijal zbog visoke svojstvene adhezije..

Na taj način ojačana obloga i struktura također pokazuju povećanu čvrstoću na smicanje i torziju, što je oduvijek bio značajan problem za čelik, staklo i drugu plastiku..

Međutim, nije bez komplikacija. Posebno se u unutarnjem uređenju zgrada postavlja pitanje požarne sigurnosti ugljičnih vlakana. U prisutnosti kisika, izgara čak i na temperaturama od oko 350–400 ° C, međutim, čuvajući se u bezračnom okruženju, ugljik zadržava svoja svojstva čak i kada se zagrijava iznad 1700 ° C. Veća otpornost na toplinu zajamčena je vlaknima i njenim derivatima obloženim raznim vrstama karbida – to se mora uzeti u obzir pri odabiru materijala za završne radove.

Primjena u završnim radovima

Širok raspon ukrasnih materijala zahtijeva podlogu koja apsolutno nema pukotine. To uključuje akrilnu boju, polimerne podne obloge, venecijansku žbuku i druge tanke i krhke spojeve..

Ako za lažne zidove izrađene od gipsane gipsane ploče ovaj problem nije osobito akutan, onda drugi materijali zbog izraženije linearne ekspanzije zahtijevaju poseban pristup. Na primjer, uzmi ojačanje i izolaciju spojeva jednoslojnog obloga napravljenog od OSB. Gotovo svaki kit ili ljepilo će se srušiti točno unutar šava za godinu ili dvije.

Takve spojeve treba napuniti jakim polimernim ljepilom, zatim prekriti susjedne rubove za 25-30 mm tankom trakom od karbonskih vlakana i ponovo prekriti slojem punila, pažljivo izravnavajući sloj lopaticom.

Takva obrada u većini slučajeva ne zahtijeva naknadno izravnavanje površine. Obloga preuzima monolitnu čvrstoću, a rezultirajući strukturni prenaponi u potpunosti se nadoknađuju svojstvima OSB.

Sličan princip može se primijeniti na konačno izravnavanje ožbukanih zidova akrilnim kitom. U ovom slučaju, ugljična vlakna su neprikosnoveni lider u pružanju otpornosti na udarce i otpornosti na pucanje. Ugradnja se vrši analogno stakloplastikama:

1. Prvo, tanki kontinuirani premaz površine.
2. Zatim položite platno i izravnajte ga.
3. Tada možete odmah nastaviti s konačnim poravnanjem..

Platno se ni na koji način ne manifestira izgledom gotove površine, prije nego što se sastav osušio ili nakon njega.

Korištenje ugljičnih vlakana

Ojačavanje nosivih elemenata građevina in situ ili tvorničkih lijeva moguće je dodavanjem ugljičnih vlakana u sastav tekućeg punila. Već sada se ugljična vlakna mogu kupiti u velikim količinama kako bi se smanjila debljina zidova, stupova i drugih elemenata betonskih konstrukcija koji imaju vertikalno aksijalno tlačno opterećenje. Zbog toga se oslobađa puno prostora za konstrukcijsku izolaciju ili toplinsku izolaciju građevina..

Ovaj će materijal biti posebno zanimljiv za ljubitelje gomoljastih temelja, na kojima je rad od karbonske pređe u potpunosti vizualni. Stup, koji zadržava tlačnu čvrstoću od 12-15 tona, uzimajući u obzir sve preporučene sigurnosne granice, ima debljinu od oko 80 mm. Unutar nje su samo dva lanca polimerne armature, a na druge dvije strane položeni su lanci od karbonskog rovanja..

Koliko je ugljičnih vlakana potrebno za armiranje betona? Ni na koji način, samo 0,05-0,12% mase gotovih betonskih proizvoda. Koncentracija može biti čak i veća ako je riječ, na primjer, o hidrauličnim konstrukcijama ili betonskim potkonstrukcijama.

Vanjski sustavi za pojačanje

Konstrukcija, ojačana ugljičnim vlaknima, toliko je snažna da se može koristiti čak i kao ojačanje za teško opterećene konstrukcije. Od visokogradnih kućišta do montažnih konstrukcija okvira, vanjski pojačani pojas pruža neviđen otpor operativnim preopterećenjima.

Dno crta je da se jezgra samog elementa, koja sadrži ugrađenu armaturu, lijeva kao i obično, ali sa minimalnim zaštitnim slojem betona sa strana. Nakon uklanjanja oplate proizvod, bilo da se radi o stupu ili pojačavajućem pojasu, omota se slojem karbonske tkanine ili debelim navojem, a zatim se prelije pijeskom betona koji sadrži vlakna. Ovakav pristup eliminira potrebu za korištenjem teškog granitnog betona, istovremeno potpuno nasljeđujući njegove karakteristike čvrstoće. Štoviše, čak i najmanji sloj betona ojačanog ugljikom značajno smanjuje koroziju ugrađene armature..

Poseban slučaj vanjskog ojačanja može se nazvati lijepljenjem spojeva preklopom ili trakom od karbonskih vlakana, karbonskom tkaninom s istodobnom impregnacijom epoksidnim smolama. Takva veza pokazuje tri puta veću čvrstoću od uobičajene, što je neprocjenjivo za rafter sustave, a posebno za pričvršćivanje rešetki na Mauerlat.

Povezani unosi:

1. Drvo života: originalna kuća s prirodnim elementima nosivih konstrukcija Čitaj više  Valovita škriljevca na krovu: kako položiti krov 50 godina...
2. Primjena metalnih konstrukcija u proizvodnji ulja Oglašavanje Ulje je jedan od najvažnijih minerala za čovječanstvo. Danas on zauzima vodeće mjesto u svjetskoj ekonomiji goriva i energije. Udio nafte u ukupnoj potrošnji energije stalno raste. Proizvodnja nafte prešla...
3. Spušteni stropovi od mineralnih vlakana Stropne ploče od mineralnih vlakana sastoje se od: mineralnih vlakana, perlita, gline, veziva – skrob, lateks, otpadni papir i gips.. Spušteni stropovi izrađeni od ploča od mineralnih vlakana mogu biti ne...
4. Listovi gipsanih vlakana ili gips kartona: razlike između gips kartona i gipsane gips ploče Lim od gipsanih vlakana uključuje naravno štukaturu, pahuljicu celuloze i određena pomagala za obradu. Otprilike 80% sastava čini upravo gips, 20% celuloza. Glavna vanjska razlika između gipsane gipsane ploče i gipsane...

Čitaj više  Sve o masivnoj ploči u pitanjima i odgovorima