Примена карбонских влакана у грађевинарству: армирање и ојачавање носивих конструкција

Садржај препоруке

• Карбонска тканина: карактеристике и карактеристике
• Предности коришћења
• Примена у завршним радовима
• Коришћење угљених влакана
• Спољни ојачани системи

Двадесет и први век обилује иновацијама, а грађевинарство није изузетак. Један од најновијих и најпопуларнијих материјала – карбонска (карбонска) влакна – заузео је своје место, делимично измештајући стаклена влакна и сличне армирајуће материјале.

Карбонска тканина: карактеристике и карактеристике

Строго посматрано, угљенична влакна нису изум овог века. Дуго се користи у авионима и ракетама, али просечан човек је упознат са овим материјалом у облику шипки и кевлара од угљеничних влакана. Након што је прошла дугу фазу савладавања и унапређења технологије, индустрија је коначно постала спремна да другим индустријама обезбеди угљеничну тканину, укључујући грађевинарство.

Главна карактеристика угљених влакана је висока специфична затезна чврстоћа у односу на њихову сопствену тежину. Производи ојачани угљеничним влакнима задржавају највећу познату затезну чврстоћу, док су у погледу потрошње материјала и укупне тежине много профитабилнији од челика који је данас распрострањен..

У свом изворном облику, угљенична влакна су танка микрофибра која се може испреплетати у нити, из којих се заузврат може ткати било које платно било које величине. Због исправне оријентације молекула, њихове снажне везе, постиже се тако велика чврстоћа. Иначе, влакна једноставно обављају функцију ојачања за било коју врсту структуралног пунила, од епоксидних смола до бетона..

Једна од најизраженијих карактеристика карбонских влакана је његова висока сорпциона способност. Предност коришћења угљеника за ојачавање унутрашњих елемената облоге је да угљен не дозвољава природним нечистоћама, бојама или растварачима да уђу у ваздух куће. У исто време, процеси сорпције су апсолутно безопасни за само влакно..

Предности коришћења

Две особине угљених влакана су генерално занимљиве за изградњу. Прво, структурно вишестрано ојачање, користи се да материјалу повећа тврдоћу и чврстоћу на притисак. Структура је ојачана влакнима дебљине 5–10 µм, различитих дужина влакана. Има смисла структурно ојачати завршне површине и носећу конструкцију зграда.

Други циљ карбонских влакана у грађевинској индустрији – уграђена арматура – врши се додатним рециклираним девичким влакнима, која имају облик платна, ролања, нити, конопа и шипки ојачаних полимерним смолама. У овом случају, карбонска влакна не ојачавају само језгро у целини, већ служе као поуздана база отпорна на сузе..

Али која је корист од карбонских влакана и зашто их треба дати предност мање егзотичним материјалима? Кренимо од чињенице да је у погледу физичких и хемијских својстава најближи конкурент угљеничним влакнима стаклена влакна, која је прилично распрострањена у облику стаклопластике за унутрашње малтерисање. Међутим, стакло има много нижу отпорност на кидање и већу тежину, док угљенични полимер није само јак, већ се и много боље пријања за околни чврсти материјал због високе својствене адхезије..

Ова облога и ојачана конструкција такође показују повећану чврстоћу на смицање и торзију, што је увек представљало значајан проблем за челик, стакло и другу пластику..

Међутим, није без компликација. Конкретно, у унутрашњем уређењу зграда поставља се питање пожарне сигурности угљеничних влакана. У присуству кисеоника, он сагорева чак и на температурама од око 350–400 ° Ц, међутим, чувајући се у окружењу без ваздуха, угљеник задржава своја својства чак и када се загрева изнад 1700 ° Ц. Већа отпорност на топлоту је загарантована влакнима и њеним дериватима обложеним разним врстама карбида – то се мора узети у обзир при избору материјала за завршне радове.

Примена у завршним радовима

Широк спектар декоративних материјала захтева базу која апсолутно нема пукотине. Ово укључује акрилну боју, полимерне подне облоге, венецијански малтер и друга танка и ломљива једињења..

Ако за лажне зидове направљене од гипсане картонске плоче овај проблем није нарочито акутан, други материјали због израженије линеарне експанзије захтевају посебан приступ. На пример, узмите арматуру и изолацију спојева једнослојног облога направљеног од ОСБ. Скоро било који кит или лепак ће се распасти унутар шиве за годину или две.

Такве спојеве треба напунити јаким полимерним лепком, а затим прекрити суседне ивице за 25-30 мм танком траком од карбонских влакана и поново прекрити слојем пунила, пажљиво изравнавајући слој лопатицом.

Оваква обрада у већини случајева не захтева накнадно изравнавање површине. Облога преузима монолитну чврстоћу, а резултирајући структурни пренапони у потпуности се надокнађују својствима ОСБ.

Сличан принцип може се применити на коначно изравнавање ожбуканих зидова акрилним китом. У овом случају, угљенична влакна су неприкосновени лидер у пружању отпорности на ударе и отпорности на пуцање. Инсталација се врши аналогно стаклопластикама:

1. Прво, танки континуирани премаз површине.
2. Затим положите платно и изравнајте га.
3. Након тога можете одмах кренути до коначног поравнања.

Платно се ни на који начин не манифестује по изгледу готове површине, ни пре него што се композиција осушила ни после.

Коришћење угљених влакана

Ојачавање носивих елемената ин ситу или фабричких одливака могуће је додавањем карбонских влакана у течни састав пунила. Већ сада се угљенска влакна могу набавити у великим количинама да би се смањила дебљина зидова, стубова и других елемената бетонских конструкција који имају вертикална аксијална притисна оптерећења. Због тога се ослобађа много простора за конструкциону изолацију или топлотну изолацију конструкција..

Овај материјал ће бити посебно интересантан за љубитеље гомиларских темеља, на којима је рад од карбонске пређе у потпуности видљив. Стуб, који задржава чврстоћу притиска од 12-15 тона, узимајући у обзир све препоручене сигурносне границе, има дебљину од око 80 мм. Унутра су само два ланца полимерне арматуре, а на друге две стране положени су ланци од угљеника..

Колико угљеничних влакана је потребно за ојачавање бетона? Ни у ком случају само 0,05-0,12% масе готових бетонских производа. Концентрација може бити и већа када је реч, на пример, о хидрауличним конструкцијама или бетонским решеткама.

Спољни ојачани системи

Конструкција, ојачана угљеничним влакнима, је толико јака да се чак може користити и као ојачање за тешко оптерећене конструкције. Од високоградних кућишта до монтажних конструкција оквира, спољни ојачани појас пружа невиђен отпор оперативним преоптерећењима.

Суштина је да се језгра самог елемента, која садржи уграђену арматуру, излива као и обично, али са минималним заштитним слојем бетона са страна. Након уклањања оплате производ, било да се ради о ступу или појачавајућем појасу, омота се слојем карбонске тканине или дебелим навојем, а затим се прелива песком бетоном који садржи влакна. Овакав приступ елиминише потребу употребе тешког гранитног бетона са потпуним наследјем његових карактеристика чврстоће. Штавише, чак и најмањи слој бетона ојачаног угљеником значајно смањује корозију уграђене арматуре..

Посебан случај спољне арматуре може се назвати лепљењем спојева преклопом или траком од карбонских влакана, карбонском тканином са истодобном импрегнацијом епоксидним смолама. Таква веза показује три пута већу чврстоћу од уобичајене, што је непроцењиво за рафтер системе, а посебно за причвршћивање решетки на Мауерлат.