Използването на въглеродни влакна в строителството: подсилване и укрепване на поддържащите структури със собствените си ръце

Съвременната конструкция, както всяка друга индустрия, не прави без въвеждането на иновативни технологии и днес материали, използвани преди това само в индустрии с висока технологии, като ракетна наука, се използват широко в строителната сфера, образувайки архитектурата на бъдещето. Една от най -важните задачи на съвременното строителство е предотвратяването на проблеми, свързани със силата на сградите и конструкциите, което се влияе от динамичните натоварвания, температурните промени и други агресивни климатични фактори. В резултат на това се появяват пукнатини по бетонните стени на сградите, защитен слой се ексфолира, което води до намаляване на оперативните характеристики на сградите. В тази връзка, интегрален етап на строителство подсилва поддържащите конструкции, предназначени да предотвратят тяхното преждевременно унищожаване. Ако по -рано популярният материал, използван за тези цели, беше дълго време стъклен, днес той постепенно се заменя с нов поискан материал от въглеродни влакна, за характеристиките и характеристиките, от които ще говорим по -нататък.

Съдържание

Какво е въглеродни влакна? Характеристики на използването на материал

Композитно-полимерният материал с въглеродни влакна с изкуствен произход, структурен елемент от които са тънки въглеродни нишки с диаметър 3 до 15 микрона, състоящ се от въглеродни атоми. Последните от своя страна се комбинират в кристали с микроскопични размери, които благодарение на изравняването са успоредни един на друг. Подравняването помага за увеличаване на силата на влакното да се разтяга. Според техническите му характеристики, по -специално твърдостта, въглеродните влакна са няколко пъти по -високи от метала, в резултат на което се използва широко в отбранителната индустрия, производството на аерокосмическото пространство и строителната сфера. Въпреки факта, че уникалните характеристики на въглеродните влакна позволяват този материал да се счита за иновативен, той не е изобретение на нашия век и отдавна се използва при изграждане на въздух и ракети и от края на миналия век и в строителството. За първи път в този район той се появява през 1980 г., когато в Калифорния всички сгради и конструкции започнаха да се издигат с помощта на въглеродни влакна, което направи възможно укрепването на сградите, разположени в сеизмично активна територия. След като взеха този имот в експлоатация, домашните строители са открили използването на този материал в процеса на ремонт на събития в жилищни сгради и оттогава неговата популярност само нараства.

Важно! Трябва да се помни, че въглеродните влакна, подобно на бетона, са само материал, а не краен завършен продукт. Това е основата за производството на голям брой материали, използвани в строителството за армировка със собствени ръце. Те включват въглеродни мрежи, ламели и панделки.

Технически характеристики на въглеродните влакна: Основни предимства

Въглеродните влакна се състоят от полиакрилнитрит, който е претърпял предварително третиране с високи температури (до 3-5 хиляди градуса). Поради техническите характеристики, въглеродните влакна се използват за външна армировка, по време на което са импрегнирани с свързващо вещество (двукомпонентна епоксидна смола) и тапетът е залепен към повърхността на структурата, нуждаеща се от укрепване. Възможността за използване на това конкретно свързващо вещество се доказва в няколко посоки:

Първо, епоксидната смола има висока адхезия към стоманобетон;
Второ, след като вляза в химическа реакция с катран, въглеродните влакна се превръщат в твърда пластмаса, придобивайки якост, 6-7 пъти по-висока от силата на стоманата.

Към днешна дата въглеродните влакна се характеризират с най -популярните сред другите композитни материали. Въпреки факта, че е с 30 % по -лек от алуминия и 75 % по -лек от желязото, якостта му е четири пъти по -висока от най -добрите печати на стоманата. Изработени въз основа на въглерод, въглеродните влакна имат ниска специфична гравитация и леко се разширяват при нагряване, докато не е изложено на агресивни химикали. Като се имат предвид горните характеристики, въглеродните влакна могат да се считат за универсален материал, адаптиран за използване в различни климатични зони.

Дългосрочният оперативен период на материала се обяснява с комбинация от следващите му предимства:

Високи хидроизолационни характеристики поради лъскавата повърхност на въглеродните влакна, поради които материалът не реагира с вода;
Висока адхезия към различни повърхности;
Изключителна устойчивост на корозионни процеси;
Лесно свойство, поради което системата за армировка не създава допълнителни товари на конструкцията. Въпреки факта, че въглеродните влакна тежат много по -малко от стоманата, то има характеристики с висока якост;
Използвайки въглеродни влакна, получавате възможността да нанесете подсилващ материал в няколко слоя;
В процеса на ремонтни работи не можете да спрете работата на подсилената сграда;
Използването на въглеродни влакна за засилване на основата със собствените ви ръце помага да се намалят временните и трудовите разходи по време на работа;
Въглеродните влакна с право се считат за универсален материал, който може да се използва за подсилване на структурите с всякаква сложност и конфигурация, включително заоблени и ъглови повърхности, върху оребрени плочи на пода, елементи на лъча на рамковите конструкции, както и таворични греди на мостовите обхвати, които се характеризират от малка ширина на реброто;
Въглеродните влакна са екологични и токсично безопасни за подсилване;
В допълнение, този материал се отличава с рефрактерна и устойчивост на удара.

Какви изисквания трябва да отговаря на ефективната технология за подсилване?

За да осигури ефективно подсилване на дизайна, технологията за подсилване трябва да гарантира изпълнението на редица условия:

Естествената влажност на структурите не трябва да бъде пречка за инсталирането на подсилващи елементи;
Елементите на армировката трябва да бъдат надеждно залепени за всякакви строителни материали, поради които ще се извърши ефективно предаване на усилията от подобрена структура на подсилващи елементи;
Всички материали, използвани в процеса на подсилване, включително монтажното лепило, трябва да се характеризират със свойства, стабилни във времето, което ще повиши ефективността на армировката;
Поради факта, че структурите от различни материали подлежат на подсилване, модулът за еластичност и силата на подсилващите елементи трябва да бъдат представени от доста широк владетел.

Елементите на външната армировка, представени от влакна от изкуствен произход, по -специално арамид и въглерод, са изпълнени, като най -широко демонстрират най -доброто съотношение цена/качество, се използват най -широко.

В какви ситуации е необходимо да се извърши външна армировка?

Днес въглеродните влакна се използват за подсилване на конструкциите от различни материали:

Подсилени бетонни сгради - Те включват мостове, хидравлични структури и архитектурни паметници, които трябва да бъдат защитени от корозия, укрепване на компресирани елементи и тяхната защита срещу претоварвания. Въглеродните влакна напълно се справят с тази функция;
Метални конструкциикоито имат модул за еластичност и якост, близки до въглеродните влакна;
Каменни конструкции, по -специално каменни стълбове, стени от тухлени къщи и пилони.

Необходимостта от укрепване на сградите чрез външна армировка възниква в следните ситуации:

В случай на увреждане на конструкцията, което причинява намаляване на неговия капацитет, твърдост и устойчивост на пукнатини;
Ако има промяна в работните условия на конструкцията, която се изразява в промяна в размера и естеството на натоварванията;
В процеса на проектиране и строителство с цел увеличаване на тяхната сеизмична съпротива и увеличаване на прихващанията за основен ремонт;
В случай на продължително излагане на проектирането на механични фактори или агресивни природни носители, довели до унищожаването на бетон или корозия на армировката, става необходимо да се премахне разочароващите последици и да се засили структурата.
След като анализираме определен набор от технически и икономически показатели, можем да заключим, че усилването на въглеродни влакна е най -често подходящо за подсилените бетонни конструкции, но е приложимо за метални, бетонни и дори дървени сгради и конструкции.

Общи конструктивни решения за въглеродни влакна

Ако предпочитате въглеродни влакна и външни армировъчни системи с неговата употреба, не забравяйте, че при проектирането на системи за армировка е необходимо да се ръководи от кода на правилата на SP 164.1325800.2014 Укрепване на подсилените бетонни конструкции с композитни материали. Правила за проектиране.

Като изоставяте подсилването на тавана с ръцете на специалистите и правите тяхното укрепване сами, имайте предвид, че той се извършва чрез залепване на въглеродни влакна в районите на най -голямото натоварване, те обикновено се срещат в централната част на педя и са в контакт с долната линия на лицето. Благодарение на тази техника капацитетът на лагера на моментите на огъване се увеличава значително. За да решат този проблем, експертите препоръчват да се използва някой от наличните видове въглеродни материали от ламела, ленти или мрежи.

Важно! В процеса на укрепване на гредите често има нужда от укрепване на първичните зони, което ще увеличи капацитета на лагера на структурата, когато е изложена на напречни сили. За тази цел са залепени U-образни скоби, изработени от въглеродни мрежи или панделки.

Важно! Що се отнася до характеристиките на използването на материали от въглеродни влакна, трябва да се отбележи, че поради сходството на методите за инсталиране и лепилните състави, въглеродните ленти и ламелите обикновено се монтират заедно, докато използването на въглеродни мрежи, поради инсталацията на материала по мокър метод елиминира използването на ленти и ламели.

Като част от обсъждането на технологията на бетонната армировка със собствените си ръце е отделно необходимо да се говори за укрепване на колоните, което се извършва чрез поставяне с въглеродни решетки или панделки, които са монтирани в напречна посока. Благодарение на това е възможно да се постигне ефектът от робството, което помага да се предотвратят напречните деформации на бетона.

Укрепване на Фондация „Направи си сам“: Стъпка -By -Step Инструкции

Ако търсите отговор на въпроса: как да направите подсилване на фондацията със собствените си ръце?, Прочетете нашите препоръки, представени по -долу, и ще научите как да подсилите основата на плочата със собствените си ръце.

Подготовка на повърхността: Препоръки на специалисти

Преди да се започне инсталирането на външната система за армировка с помощта на въглеродни влакна, е необходимо да се маркира конструкцията, като се нарисува зоната, в която ще бъдат разположени увеличените елементи. След като произведете размера, почистете повърхността на остатъците от довършителни материали, циментово мляко с помощта на ъглова шлифовъчна машина с диамантена чаша или монтаж на вода-пясък, докато не бъде изложена голям агрегат от бетон. Опитайте се да произведете тези манипулации ефективно, тъй като ефективността на системата за укрепване директно зависи от характеристиките на подготвената основа. В тази връзка, в процеса на подготовка на базата, обърнете внимание на следните параметри:

Целостта и силата на материала, от който дизайнът е направен за укрепване;
Гладкостта на повърхността, върху която ще се монтира въглеродните влакна;
Температурата и влагата на повърхността, върху която ще се залепи въглероден материал;
Липса на прах и друго замърсяване;
В допълнение, все още има редица контролирани параметри, които могат да бъдат намерени в технологичните карти за изпълнение на тип работа.

Подготовка на подсилващи материали

Въглеродните влакна се продават в ролки, опаковани в пластмасов филм. В процеса на приготвяне на работната повърхност е важно да се гарантира, че прахът не попада в армиращия материал, в големи количества, образувани в процеса на смилане на бетон, тъй като това ще доведе до факта, че материалът не е наситен с a свързващо вещество и ще причини производствен брак.

За да предотвратите това, преди да обърнете материала, покрийте работната повърхност с полиетилен и само след това направете измервания. За подрязване на въглеродни мрежи и панделки можете да използвате нож за канцеларски материали или ножици за метал, ламели на ъглова шлифовъчна машина, оборудвана с режещ кръг за метал.

Като лепила се препоръчва да се използват два съставни състави и следователно интегралният етап на тяхната подготовка ще бъде смесване на два компонента в определена пропорция. За да не се нарушават случайно съотношението им, в процеса на дозиране е необходимо да се използват измерени ястия или везни. Съществува важно правило за приготвяне на компонентите на сместа, постепенно добавяне един към друг и смесване на получената маса с тренировка, оборудвана със специална дюза.

Важно! Грешките, направени в процеса на подготовка на сместа, могат да доведат до лепило кипене.

Важно!На съвременния строителен пазар можете да намерите лепила, доставени в комплекта от т.е. В две кофи, в които вече е дозиран обемът на компонентите. По този начин, работейки с вече дозирани смеси, е достатъчно да се смесват съдържанието на едната кофа със съдържанието на другата (за удобството на работата, една от кофите се снабдява с по -голям обем и остава наполовина --пратична).

За въглеродните мрежи се използва полимерно лепило, което се доставя в торбички и се разделя на вода в съответствие с инструкциите преди работа.

Как да инсталирам въглеродни материали?

Технологията за инсталиране на усилващата система се различава значително в зависимост от вида на използвания материал.

Инсталирането на въглеродна лента може да се извърши по сух или мокър начин. И в двата случая и в друг случай се прилага адхезивен слой върху повърхността на подобрената основа, но мокър метод включва импрегниране на въглеродна лента с лепило с последващото търкаляне на ролка към основата, докато методът на сухата включва методът на суха Закрепването на лентата към основата и само след навиването й с валяк се импрегнира с лепилна смес. По този начин последователността на етапите на инсталиране променя местата. За да се извърши импрегнирането на въглеродната лента, лепилен състав върху повърхността му се прилага със слой лепило и, като се търкаля валяк, уверете .

Въглеродните ленти могат да бъдат залепени в няколко слоя, но когато се залепи за повърхността на тавана, не се препоръчва да се прилагат повече от два слоя, което ще предотврати материала под теглото на собственото му тегло.

Важно! Не забравяйте, че след настъпване на полимеризация на лепилото, повърхността му ще стане напълно гладка и равномерна, което ще направи завършението му почти невъзможно. В тази връзка, без да се чака втвърдяването на свързващото вещество, върху прясната повърхност се нанася слой от голям пясък.

По време на инсталирането на въглеродни ламели се прилага слой свързващо вещество не само върху подобрена структура, но и върху монтиран армировствен елемент. В края на работата ламелата се търкаля с валяк или шпатула.

Пременявайки въглеродната мрежа, в процеса на подсилване на фондацията на лентата със собствените си ръце, тя е прикрепена към навлажнена бетонна повърхност. След прилагане на първия слой от полимерно лепило ръчно или механизиран начин, без да чакате неговото изсушаване, навийте въглеродна мрежа, леко го натискате в приложения състав. За лесна работа експертите препоръчват да използвате шпатула. Тогава е необходимо да изчакате първоначалната настройка на състава, времето на която зависи от характеристиките на избрания състав и температурата на околната среда. За да сте сигурни, че композицията започва да се втвърдява, натиснете на повърхността си с пръст, той трябва да бъде изтласкан с големи усилия. След това се прилага крайният слой на полимерния цимент.

Важно!Лепилата, базирани на епоксидни смоли, подлежат на огън и унищожаване под въздействието на ултравиолетови лъчи и следователно те трябва да бъдат проверени за пожароустойчивост и да се предпазват от ултравиолетова радиация.

Търсене на сайта