استخدام ألياف الكربون في البناء: تعزيز وتعزيز الهياكل الداعمة بيديك

لا يستخدم البناء الحديث ، مثله مثل أي صناعة أخرى ، بدون إدخال تقنيات مبتكرة ، والمواد اليوم المستخدمة سابقًا في الصناعات التقنية العالية ، مثل علوم الصواريخ ، تستخدم على نطاق واسع في مجال البناء ، وتشكل بنية المستقبل. واحدة من أهم مهام البناء الحديثة هي الوقاية من المشكلات المرتبطة بقوة المباني والهياكل ، والتي تتأثر بالأحمال الديناميكية والتغيرات في درجة الحرارة والعوامل المناخية العدوانية الأخرى. نتيجة لذلك ، تظهر الشقوق على الجدران الخرسانية للمباني ، يتم تقشير طبقة واقية ، مما يؤدي إلى انخفاض في الخصائص التشغيلية للمباني. في هذا الصدد ، كانت المرحلة المتكاملة من البناء تعزز الهياكل الداعمة ، المصممة لمنع تدميرها المبكر. إذا كانت المادة الشائعة المستخدمة في هذه الأغراض في وقت سابق لفترة طويلة ، كلوريد الزجاج ، يتم استبدالها اليوم تدريجياً بمواد جديدة مطلوبة من ألياف الكربون ، حول خصائص وميزات سنتحدث أكثر.

محتوى

ما هو ألياف الكربون؟ ميزات استخدام المواد

مادة مركبة مركبة مقاومة للألياف الكربونية ذات الأصل الاصطناعي ، والعنصر الهيكلي هو خيوط الكربون الرفيعة التي يبلغ قطرها من 3 إلى 15 ميكرون ، تتكون من ذرات الكربون. يتم دمج هذا الأخير ، بدوره ، في بلورات ذات أحجام مجهرية ، والتي ، بفضل المحاذاة ، موازية لبعضها البعض. تساعد المحاذاة على زيادة قوة الألياف في التمدد. وفقًا لخصائصها التقنية ، لا سيما صلابة ، تكون ألياف الكربون أعلى عدة مرات من المعدن ، ونتيجة لذلك يستخدم على نطاق واسع في صناعة الدفاع وإنتاج الفضاء الجوي ومجال البناء. على الرغم من حقيقة أن الخصائص الفريدة لألياف الكربون تسمح بأن تعتبر هذه المادة مبتكرة ، إلا أنها ليست اختراع قرننا وقد استخدمت منذ فترة طويلة في علوم الهواء والصواريخ ، ومن نهاية القرن الماضي وفي البناء. لأول مرة في هذا المجال ، ظهر في عام 1980 ، عندما بدأت جميع المباني والهياكل في كاليفورنيا باستخدام ألياف الكربون ، مما جعل من الممكن تقوية المباني الموجودة في الأراضي النشطة زلازل. بعد أن أخذوا هذا العقار في الخدمة ، وجد البناة المحليون استخدام هذه المادة في عملية إصلاح الأحداث في المباني السكنية ، ومنذ ذلك الحين كانت شعبيتها تنمو فقط.

مهم! يجب أن نتذكر أن ألياف الكربون ، على غرار الخرسانة ، ليست سوى مادة ، وليس منتجًا نهائيًا نهائيًا. هذا هو الأساس لتصنيع عدد كبير من المواد المستخدمة في البناء للتعزيز مع يديك. وتشمل هذه شبكات الكربون ، اللاميلاس والشرائط.

الخصائص الفنية لألياف الكربون: المزايا الرئيسية

يتكون ألياف الكربون من polyacrylnitrite ، والتي خضعت لعلاج أولي مع درجات حرارة عالية (تصل إلى 3-5 آلاف درجة). بسبب الميزات التقنية ، يتم استخدام ألياف الكربون في التعزيز الخارجي ، الذي يتم خلاله تشريبه بموثق (راتنج إيبوكسي مكونان) وبالمثل يتم لصقه على سطح الهيكل الذي يحتاج إلى تعزيز. تم إثبات جدوى استخدام هذا الموثق المعين في عدة مجالات:

أولاً ، يتمتع راتنج الايبوكسي بتصاق عالي للخرسانة المسلحة ؛
ثانياً ، بعد الدخول في تفاعل كيميائي مع الراتنج ، تتحول ألياف الكربون إلى بلاستيك صلب ، واكتساب قوة ، 6-7 مرات أعلى من قوة الصلب.

حتى الآن ، تتميز ألياف الكربون بالمواد المركبة الأكثر شعبية. على الرغم من حقيقة أنه أخف بنسبة 30 ٪ من الألمنيوم وأخف وزنا بنسبة 75 ٪ من الحديد ، فإن قوتها أعلى بأربعة أضعاف من أفضل طوابع الصلب. على أساس الكربون ، فإن ألياف الكربون لديها ثقل منخفض محدد وعندما يتم تسخينها قليلاً ، في حين أنها لا تتعرض للمواد الكيميائية العدوانية. بالنظر إلى الخصائص المذكورة أعلاه ، يمكن اعتبار ألياف الكربون مادة عالمية متكيفة للاستخدام في المناطق المناخية المختلفة.

يتم شرح الفترة التشغيلية طويلة المدى للمادة من خلال مزيج من مزاياها التالية:

خصائص عزل عالية للماء بسبب السطح اللامع لألياف الكربون ، بسبب عدم تتفاعل المادة بالماء ؛
ارتفاع التصاق لأسطح مختلفة.
مقاومة استثنائية لعمليات التآكل ؛
خاصية سهلة بسبب نظام التعزيز لا ينشئ أحمالًا إضافية على البناء. على الرغم من حقيقة أن ألياف الكربون تزن أقل بكثير من الصلب ، إلا أنها تتمتع بخصائص عالية القوة ؛
باستخدام ألياف الكربون ، يمكنك الحصول على فرصة لتطبيق مواد التعزيز في عدة طبقات ؛
في عملية الإصلاح ، لا يمكنك إيقاف تشغيل المبنى المحسن ؛
يساعد استخدام ألياف الكربون لتعزيز الأساس بأيديك على تقليل التكاليف المؤقتة وتكاليف العمالة أثناء العمل ؛
تعتبر ألياف الكربون بحق مادة عالمية يمكن استخدامها لتعزيز هياكل أي تعقيد وتكوين ، بما في ذلك على الأسطح المستديرة والزاوية ، على الأرضيات المضلعة من الأسقف ، وعناصر شعاع هياكل الإطارات ، وكذلك الحزم التافورية لاندفات الجسر ، والتي تتميز بعرض منخفض للضلع.
ألياف الكربون صديقة للبيئة وآمنة من أجل التعزيز ؛
بالإضافة إلى ذلك ، تتميز هذه المادة بمقاومة مقاومة للحرارة.

ما هي المتطلبات التي يجب أن تلبي تكنولوجيا التعزيز الفعالة؟

لضمان التعزيز الفعال للتصميم ، يجب أن تضمن تكنولوجيا التعزيز الوفاء بعدد من الشروط:

يجب ألا تكون الرطوبة الطبيعية للهياكل عقبة أمام تركيب عناصر التعزيز ؛
يجب لصق عناصر التعزيز بشكل موثوق على أي مواد بناء ، والتي ستكون فعالة في نقل الجهود من هيكل محسن إلى عناصر التعزيز ؛
يجب أن تتميز جميع المواد المستخدمة في عملية التعزيز ، بما في ذلك غراء التثبيت ، بخصائص مستقرة في الوقت المناسب ، مما سيزيد من كفاءة التعزيز ؛
نظرًا لحقيقة أن الهياكل من مواد مختلفة تخضع لتعزيز ، ينبغي تمثيل وحدة المرونة وقوة عناصر التعزيز بواسطة حاكم واسع إلى حد ما.

يتم استيفاء عناصر التعزيز الخارجي ، الممثلة بألياف الأصل الاصطناعي ، وخاصة أرامد والكربون ، ، وذلك مع إظهار أفضل نسبة السعر/الجودة ، الأكثر شيوعًا على نطاق واسع.

في أي حالات من الضروري تنفيذ التعزيز الخارجي؟

حتى الآن ، يتم استخدام ألياف الكربون لتعزيز الهياكل من مواد مختلفة:

المباني الخرسانية المسلحة - وتشمل هذه الجسور والهياكل الهيدروليكية والمعالم المعمارية التي تحتاج إلى حماية من التآكل ، وتعزيز العناصر المضغوطة وحمايتها ضد الأحمال الزائدة. تتكيف ألياف الكربون بالكامل مع هذه الوظيفة ؛
الهياكل المعدنيةالذين لديهم وحدة من المرونة والقوة بالقرب من ألياف الكربون ؛
الهياكل الحجرية، على وجه الخصوص الأعمدة الحجرية ، وجدران من منازل الطوب والأعمدة.

تنشأ الحاجة إلى تعزيز المباني من خلال التعزيز الخارجي في الحالات التالية:

في حالة حدوث أضرار للهيكل ، الذي يسبب انخفاض في قدرته على التحمل وتصلبه ومقاومة الشقوق ؛
إذا كان هناك تغيير في ظروف التشغيل للبناء ، والذي يتم التعبير عنه في تغيير في حجم وطبيعة الأحمال ؛
في عملية تصميم وبناء الهياكل من أجل زيادة مقاومتها الزلزالية وزيادة اعتراضات الإصلاح ؛
في حالة التعرض المطول لتصميم العوامل الميكانيكية أو الوسائط الطبيعية العدوانية ، مما أدى إلى تدمير الخرسانة أو تآكل التعزيز ، يصبح من الضروري القضاء على العواقب المخيبة للآمال وتعزيز الهيكل.
بعد تحليل مجموعة معينة من المؤشرات التقنية والاقتصادية ، يمكننا أن نستنتج أن تضخيم ألياف الكربون مناسب في أغلب الأحيان للهياكل الخرسانية المعززة ، ومع ذلك ، فإنه ينطبق على المعادن والخرسانة وحتى المباني والهياكل الخشبية.

حلول بناءة شائعة لألياف الكربون

إذا كنت تفضل أنظمة الألياف الكربونية وأنظمة التعزيز الخارجي باستخدامها ، تذكر أنه عند تصميم أنظمة التعزيز ، من الضروري أن تسترشد بقواعد القواعد SP 164.1325800.2014 تعزيز الهياكل الخرسانية المسلحة مع مواد مركبة. قواعد التصميم.

من خلال التخلي عن تعزيز السقف بأيدي المتخصصين وأداء تعزيزهم بمفردك ، ضع في اعتبارك أنه يتم تنفيذه عن طريق لصق ألياف الكربون في مناطق أكبر حمولة ، وعادة ما تحدث في الجزء المركزي من الفترة وتتواصل مع الخط السفلي من الهيكل. بفضل هذه التقنية ، تزداد قدرة تحمل لحظات الانحناء بشكل كبير. لحل هذه المشكلة ، يوصي الخبراء باستخدام أي من الأنواع المتاحة من مواد الكربون من أشرطة أو أشرطة أو شباك.

مهم! في عملية تقوية الحزم ، غالبًا ما تكون هناك حاجة إلى تعزيز المناطق البدائية ، مما سيزيد من قدرة تحمل الهيكل عند تعرضها للقوى المستعرضة. لهذا الغرض ، يتم لصق المشابك على شكل حرف U المصنوع من شبكات الكربون أو الأشرطة.

مهم! أما بالنسبة لميزات استخدام المواد من ألياف الكربون ، تجدر الإشارة إلى أنه بسبب تشابه طرق التثبيت والتراكيب اللاصقة ، عادة ما يتم تثبيت أشرطة الكربون واللاميلات معًا ، في حين أن استخدام شبكات الكربون ، بسبب التثبيت. من المواد ذات الأسلوب الرطب ، يلغي استخدام الأشرطة واللاميليز.

كجزء من مناقشة تكنولوجيا التعزيز الخرسانية ، من الضروري بشكل منفصل التحدث عن تعزيز الأعمدة ، والتي يتم تنفيذها من خلال لصقها مع شبكات الكربون أو الأشرطة التي يتم تركيبها في الاتجاه العرضي. بفضل هذا ، من الممكن تحقيق تأثير العبودية ، مما يساعد على منع التشوهات العرضية للخرسانة.

تعزيز مؤسسة DIY: تعليمات خطوة -خطوة

إذا كنت تبحث عن إجابة على السؤال: كيف تصنع تعزيز الأساس بيديك؟ ، تحقق من توصياتنا الواردة أدناه ، وسوف تتعلم كيفية تعزيز لوحة الأساس بيديك.

إعداد السطح: توصيات المتخصصين

قبل بدء تركيب نظام التعزيز الخارجي باستخدام ألياف الكربون ، من الضروري وضع علامة على الهيكل ، ورسم المنطقة التي سيتم فيها تحديد العناصر المتزايدة. بعد إنتاج أبعاد ، قم بتنظيف سطح بقايا المواد التشطيب ، حليب الأسمنت باستخدام آلة الطحن الزاوي مع كوب من الماس أو نبات مائي على مستوى الوصلات حتى يتم تعريض مجموعة كبيرة من الخرسانة. حاول إنتاج هذه التلاعب بكفاءة ، لأن فعالية نظام التعزيز تعتمد بشكل مباشر على خصائص القاعدة المعدة. في هذا الصدد ، في عملية إعداد القاعدة ، انتبه إلى المعلمات التالية:

سلامة وقوة المادة التي يتم تعزيز التصميم منها ؛
نعومة السطح التي سيتم تركيب ألياف الكربون عليها ؛
درجة حرارة ورطوبة السطح التي سيتم لصقها المادة الكربونية ؛
نقص الغبار والتلوث الآخر ؛
بالإضافة إلى ذلك ، لا يزال هناك عدد من المعلمات الخاضعة للرقابة التي يمكن العثور عليها في الخرائط التكنولوجية لأداء نوع من العمل.

إعداد المواد المعززة

يتم بيع ألياف الكربون في لفات معبأة في فيلم بلاستيكي. في عملية إعداد سطح العمل ، من المهم التأكد من أن الغبار لا يحصل على مادة التعزيز ، بكميات كبيرة تشكلت في عملية طحن الخرسانة ، لأن هذا سيؤدي إلى حقيقة أن المادة غير مشبعة بـ الموثق وسوف يسبب زواج الإنتاج.

لمنع ذلك ، قبل عكس المادة ، قم بتغطية سطح العمل بالبولي إيثيلين وفقط بعد ذلك يأخذ قياسات. لتشذيب شبكات الكربون والشرائط ، يمكنك استخدام سكين قرطاسية أو مقص للمعادن ، لماشية مع آلة طحن الزاوية مزودة بدائرة القطع للمعادن.

كمواد لاصقة ، يوصى باستخدام ترسيخين مكونين ، وبالتالي ، فإن المرحلة المتكاملة لإعدادها سوف تمزج عنصرين في نسبة معينة. من أجل عدم كسر نسبةها عن طريق الخطأ ، في عملية الجرعات ، من الضروري استخدام الأطباق أو المقاييس المقاسة. هناك قاعدة مهمة لإعداد مكونات الخليط ، وتضيف تدريجياً إلى بعضها البعض وخلط الكتلة الناتجة مع تمرين مزود بفوهة خاصة.

مهم! يمكن أن تؤدي الأخطاء التي ارتكبت في عملية إعداد الخليط إلى لاصق غليان.

مهم!في سوق البناء الحديث ، يمكنك العثور على مواد لاصقة يتم تسليمها في المجموعة بواسطة في دلاء ، حيث يتم بالفعل جرع الحجم اللازم للمكونات. وبالتالي ، من خلال العمل مع خلطات جرعة بالفعل ، يكفي مزج محتويات دلو واحد مع محتويات الأخرى (من أجل راحة العمل ، يتم تزويد أحد الدلاء بحجم أكبر ويظل نصف فارغ).

بالنسبة لشبكات الكربون ، يتم استخدام المادة اللاصقة للبوليمر ، والتي يتم توفيرها في أكياس ويتم تقسيمها إلى ماء وفقًا للتعليمات قبل العمل.

كيفية تثبيت المواد الكربونية؟

تختلف تقنية التثبيت لنظام التعزيز بشكل كبير اعتمادًا على نوع المواد المستخدمة.

يمكن تنفيذ تركيب شريط الكربون بطريقة جافة أو رطبة. في كلتا الحالتين ، وفي حالة أخرى ، يتم تطبيق طبقة لاصقة على سطح القاعدة المحسّنة ، ومع ذلك ، فإن الطريقة الرطبة تنطوي على تشريب شريط الكربون مع مادة لاصقة مع المتداول اللاحق للقاعدة إلى القاعدة ، في حين أن الطريقة الجافة تنطوي تثبيت الشريط إلى القاعدة وفقط بعد لفه مع الأسطوانة يتم تشريبها بمزيج لاصق. وبالتالي ، فإن تسلسل مراحل التثبيت يغير الأماكن. لتنفيذ التشريب في شريط الكربون ، يتم تطبيق تركيبة لاصقة على سطحها بطبقة لاصقة ، وترحيل الأسطوانة ، تأكد من أن الطبقة العليا من الموثق تقع في عمق ألياف الكربون ، وتخرج واحدة السفلى.

ومع ذلك ، يمكن لصق أشرطة الكربون في عدة طبقات ، عندما يتم لصقها على سطح السقف ، لا ينصح بتطبيق أكثر من طبقتين ، مما يمنع المادة تحت وزن وزنها.

مهم! تذكر أنه بعد حدوث بلمرة المادة اللاصقة ، سيصبح سطحه ناعمًا تمامًا وحتى ، مما يجعل النهاء مستحيلًا تقريبًا. في هذا الصدد ، دون انتظار تصلب الموثق ، يتم تطبيق طبقة من الرمال الكبيرة على السطح الطازج.

أثناء تركيب اللاميلات الكربونية ، يتم تطبيق طبقة من الموثق ليس فقط على بنية محسّنة ، ولكن أيضًا على عنصر التعزيز المثبت. في نهاية العمل ، يتم تدحرج الصفيحة باستخدام بكرة أو ملعقة.

تحكم شبكة الكربون ، في عملية تعزيز الأساس الشريط ، يربط يديها بسطح خرساني مبلل. بعد تطبيق الطبقة الأولى من المادة اللاصقة للبوليمر يدويًا أو ميكانيكيًا ، دون انتظار تجفيفها ، قم بلف شبكة كربونية ، واضغطها قليلاً في التركيب المطبقة. لسهولة العمل ، يوصي الخبراء باستخدام ملعقة. ثم من الضروري انتظار الإعداد الأولي للتكوين ، حيث يعتمد الوقت على خصائص التكوين المحدد ودرجة الحرارة المحيطة. للتأكد من أن التكوين يبدأ في التصلب ، اضغط على سطحه بإصبعه ، يجب دفعه بجهود كبيرة. بعد ذلك ، يتم تطبيق الطبقة النهائية من الأسمنت البوليمر.

مهم!تخضع المواد اللاصقة المستندة إلى راتنجات الإيبوكسي للنار والدمار تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية ، وبالتالي ، يجب فحصها لمقاومة الحريق والحماية من الأشعة فوق البنفسجية.

بحث الموقع