Použití uhlíkových vláken ve stavebnictví: Posílení a posilování podpůrných struktur vlastními rukama

Moderní výstavba, stejně jako jakékoli jiné odvětví, se bez zavedení inovativních technologií nedělá a dnes se materiály dříve používané pouze ve vysoce technologických odvětvích, jako je raketová věda, široce používají ve stavební sféře a vytvářejí architekturu budoucnosti. Jedním z nejdůležitějších úkolů moderní konstrukce je prevence problémů spojených se silou budov a struktur, které jsou ovlivněny dynamickými zatíženími, změnami teploty a dalšími agresivními klimatickými faktory. V důsledku toho se na betonových stěnách budov objevují trhliny, ochranná vrstva je odlupována, což vede ke snížení provozních charakteristik budov. V tomto ohledu integrální fázi konstrukce posilovala podpůrné struktury, jejichž cílem bylo zabránit jejich předčasnému zničení. Pokud byl dříve populární materiál použitý pro tyto účely po dlouhou dobu, sklo chloridu, dnes je postupně nahrazen nový požadovaný materiál z uhlíkových vláken, o vlastnostech a vlastnostech, o kterých budeme dále mluvit.

Obsah

Co je to uhlíkové vlákno? Rysy použití materiálu

Lineárně rezistentní kompozitní polymerní materiál z uhlíkového vlákna lineárně rezistentního umělého původu, jehož strukturálním prvkem jsou tenké uhlíkové nití s \u200b\u200bprůměrem 3 až 15 mikronů, sestávající z atomů uhlíku. Posledně jmenované jsou zase kombinovány do krystalů mikroskopických velikostí, které jsou díky zarovnání vzájemně rovnoběžné. Zarovnání pomáhá zvýšit sílu vlákna k protažení. Podle jeho technických charakteristik, zejména tvrdosti, je uhlíkové vlákno několikrát vyšší než kov, v důsledku toho se široce používá v obranném průmyslu, výrobě letectví a ve stavebnictví. Navzdory skutečnosti, že jedinečné vlastnosti uhlíkového vlákna umožňují tento materiál považovat za inovativní, není to vynález našeho století a již dlouho se používá ve vědě o vzduchu a raketách a od konce minulého století a ve výstavbě. Poprvé v této oblasti se objevil v roce 1980, kdy v Kalifornii začaly být postaveny všechny budovy a struktury pomocí uhlíkových vláken, což umožnilo posílit budovy umístěné na seismicky aktivním území. Poté, co domácí stavitelé vzali do služby, našli domácí stavitelé používání tohoto materiálu v procesu opravy událostí v obytných budovách a od té doby jeho popularita pouze roste.

Důležité! Je třeba si uvědomit, že uhlíkové vlákno, podobně jako beton, je pouze materiál a ne konečný hotový produkt. Je to základ pro výrobu velkého počtu materiálů používaných ve výstavbě pro posílení vlastními rukama. Patří mezi ně uhlíkové sítě, lamely a stuhy.

Technické charakteristiky uhlíkového vlákna: Hlavní výhody

Uhlíkové vlákno se skládá z polyakrylnitritu, který podstoupil předběžné ošetření vysokými teplotami (až 3-5 tisíc stupňů). V důsledku technických prvků se uhlíkové vlákno používá pro vnější výztuž, během kterého je impregnován pořadačem (dvoukomponentní epoxidovou pryskyřici) a podobně jako tapeta se přilepí na povrch struktury, která potřebuje posílení. Proveditelnost používání tohoto konkrétního pojiva je prokázána v několika oblastech:

Za prvé, epoxidová pryskyřice má vysokou adhezi pro vyztužený beton;
Za druhé, uhlíkové vlákno po vstupu do chemické reakce s pryskyřicí se promění v tvrdý plast a získává pevnost, 6-7krát vyšší než síla oceli.

K dnešnímu dni je uhlíkové vlákno charakterizováno nejoblíbenějšími mezi jinými kompozitními materiály. Navzdory skutečnosti, že je o 30 % lehčí než hliník a 75 % lehčí než železo, je jeho síla čtyřikrát vyšší než nejlepší známky oceli. Uhlíkové vlákno vyrobené na základě uhlíku má nízkou specifickou hmotnost a když se zahřívá mírně rozšiřuje, zatímco není vystavena agresivním chemikáliím. Vzhledem k výše uvedeným charakteristikám lze uhlíkové vlákno považovat za univerzální materiál přizpůsobený pro použití v různých klimatických zónách.

Dlouhodobé operační období materiálu je vysvětleno kombinací jeho následujících výhod:

Vysoké hydroizolační vlastnosti způsobené lesklým povrchem uhlíkových vláken, díky kterému materiál nereaguje s vodou;
Vysoká adheze na různé povrchy;
Výjimečná odolnost vůči korozním procesům;
Snadné vlastnosti, díky kterému systém výztuže nevytváří další zatížení konstrukce. Navzdory skutečnosti, že uhlíkové vlákno váží mnohem méně než ocel, má vlastnosti s vysokou pevností;
Pomocí uhlíkového vlákna získáte příležitost aplikovat zesílený materiál v několika vrstvách;
V procesu opravy nemůžete zastavit provoz vylepšené budovy;
Použití uhlíkového vlákna pro posílení nadace vlastními rukama pomáhá snížit dočasné a pracovní náklady během práce;
Uhlíkové vlákno je správně považováno za univerzální materiál, který lze použít k posílení struktur jakékoli složitosti a konfigurace, včetně zaoblených a úhlových povrchů, na žebrovaných podlahách stropů, prvků paprsků rámových struktur, jakož i tavové paprsky můstkových rozpětí, které, které se jsou charakterizovány nízkou šířkou žebra;
Uhlíkové vlákno je šetrné k životnímu prostředí a toxicky bezpečné pro posílení;
Kromě toho je tento materiál charakterizován refrakterní a nárazovou odolností.

Jaké požadavky by se měla splňovat účinná technologie posílení?

Pro zajištění účinného posílení návrhu musí technologie výztuže zaručit splnění řady podmínek:

Přirozená vlhkost struktur by neměla být překážkou instalace výztužných prvků;
Prvky posílení by měly být spolehlivě přilepeny k jakýmkoli stavebním materiálům, které budou účinné při přenosu úsilí z vylepšené struktury na posílení prvků;
Všechny materiály použité v procesu výztuže, včetně instalačního lepidla, by měly být charakterizovány vlastnostmi stabilními v čase, což zvýší účinnost vyztužení;
Vzhledem k tomu, že struktury z různých materiálů podléhají vyztužení, měl by modul elasticity a síla výztužných prvků reprezentován poměrně širokým vládcem.

Prvky vnějšího výztuže, reprezentované vlákny umělého původu, zejména Aramid a uhlík, jsou splněny, posledně jmenované, zatímco prokazují nejlepší poměr ceny/kvality, jsou nejčastěji nejčastěji.

V jakých situacích je nutné provést vnější posílení?

K dnešnímu dni se uhlíkové vlákno používá k posílení struktur z různých materiálů:

Zesílené betonové budovy - Patří mezi ně mosty, hydraulické struktury a architektonické památky, které je třeba chránit před korozí, posilovat stlačené prvky a jejich ochranu před přetížením. Uhlíkové vlákno se s touto funkcí plně vyrovná;
Kovové strukturykteří mají modul pružnosti a síly blízko uhlíkového vlákna;
Kamenné struktury, zejména kamenné sloupy, stěny cihlových domů a pylonů.

Potřeba posílit budovy prostřednictvím vnějšího posílení vzniká v následujících situacích:

V případě poškození struktury, což způsobuje snížení její únosné kapacity, tuhosti a odolnosti vůči trhlinám;
Pokud dojde ke změně provozních podmínek konstrukce, která je vyjádřena změnou velikosti a povahy zatížení;
V procesu navrhování a stavebních struktur za účelem zvýšení jejich seismické odolnosti a zvýšení zachycení generálních oprav;
V případě prodloužené expozice návrhu mechanických faktorů nebo agresivních přírodních médií, která vedla ke zničení betonu nebo koroze vyztužení, je nutné eliminovat zklamání a posílit strukturu.
Po analýze určité sady technických a ekonomických ukazatelů můžeme dojít k závěru, že zesílení z uhlíkových vláken je nejčastěji vhodné pro vyztužené betonové struktury, je však použitelná na kovové, betonové a dokonce i dřevěné budovy a struktury.

Běžná konstruktivní řešení pro uhlíkové vlákno

Pokud dáváte přednost systémům uhlíkových vláken a externích vyztužení s jeho použitím, nezapomeňte, že při navrhování systémů výztuhy je nutné se řídit kódem pravidel SP 164.1325800.2014 Posílení výztužných konstrukcí s kompozitními materiály. Pravidla návrhu.

Opuštěním posílení stropu rukama specialistů a prováděním jejich posilování na vlastní pěst, mějte na paměti, že je prováděno lepením uhlíkového vlákna v oblastech největšího zatížení, obvykle se vyskytují na centrální části rozpětí a přijďte do kontaktu s spodní částí struktury. Díky této technice se únosnost ohybových momentů výrazně zvyšuje. K vyřešení tohoto problému odborníci doporučují používat některý z dostupných typů uhlíkových materiálů lamely, pásek nebo sítí.

Důležité! V procesu posilování paprsků je často potřeba posílit prvotní zóny, které zvýší únosnost struktury, když jsou vystaveny příčným silám. Za tímto účelem se přilepí svorky ve tvaru písmene U vyrobené z uhlíkových sítí nebo stuh.

Důležité! Pokud jde o rysy používání materiálů z uhlíkových vláken, je třeba poznamenat, že kvůli podobnosti metod instalace a adhezivních složení jsou uhlíkové pásky a lamely obvykle namontovány dohromady, zatímco použití uhlíkových sítí, kvůli instalaci materiálu s mokrou metodou eliminuje použití pásek a lamelly.

V rámci diskuse o technologii vyztužení betonu je samostatně nutné hovořit o posílení sloupců, které se provádí vkládáním s uhlíkovými mřížkami nebo stuhami, které jsou namontovány v příčném směru. Díky tomu je možné dosáhnout účinku otroctví, což pomáhá zabránit příčným deformacím betonu.

Posílení nadace DIY: Krok -by -krok pokyny

Pokud hledáte odpověď na otázku: Jak si posílit nadaci vlastními rukama?, Podívejte se na naše doporučení uvedená níže a naučíte se, jak posílit základní desku svými rukama.

Příprava povrchu: Doporučení odborníků

Před zahájením instalace externího vyztuženého systému pomocí uhlíkového vlákna je nutné označit strukturu a nakreslit zónu, ve které budou umístěny zvýšené prvky. Po vytvoření rozměrů vyčistěte povrch zbytků dokončovacích materiálů, upevňujte mléko pomocí úhlového brusného stroje s diamantovým šálkem nebo vodou s průzkumu, dokud není odhalen velký betonový agregát. Pokuste se tyto manipulace efektivně vytvořit, protože účinnost posilovacího systému přímo závisí na charakteristikách připravené základny. V tomto ohledu v procesu přípravy základny věnujte pozornost následujícím parametrům:

Integrita a síla materiálu, ze kterého je provedena návrh, který má být posílen;
Hladkost povrchu, na kterém bude namontováno uhlíkové vlákno;
Teplota a vlhkost povrchu, na kterém bude uhlíkový materiál přilepený;
Nedostatek prachu a jiného znečištění;
Kromě toho stále existuje řada kontrolovaných parametrů, které lze nalézt v technologických mapách pro výkon typu práce.

Příprava výztužných materiálů

Uhlíkové vlákno se prodává v rolích zabalených v plastovém filmu. V procesu přípravy pracovní plochy je důležité zajistit, aby se prach nedostal na zesílený materiál, ve velkém množství vytvořeném v procesu broušení betonu, protože to povede ke skutečnosti, že materiál není nasycen a pořadač a způsobí výrobní manželství.

Chcete -li tomu zabránit, před obrácením materiálu zakryjte pracovní plochu polyethylenem a teprve poté měření. Pro ořezávání uhlíkových sítí a stuh můžete použít nožinu nebo nůžky na kovový stav, lamelu s úhlem brusným strojem vybaveným řezacím kruhem pro kov.

Jako lepidla se doporučuje používat dvě komponentní kompozice, a proto integrální fáze jejich přípravy bude v určitém poměru míchat dvě složky. Aby se neporušilo jejich poměr, v procesu dávkování je nutné použít naměřená jídla nebo stupnice. Existuje důležité pravidlo pro přípravu komponent směsi, postupně se k sobě přidává a míchání výsledné hmoty s vrtákem vybavenou speciální tryskou.

Důležité! Chyby provedené v procesu přípravy směsi mohou vést k varu lepidla.

Důležité!Na moderním stavebním trhu najdete lepidla doručená v soupravě I.E. Ve dvou kbelících, ve kterých je již dávkován potřebný objem komponent. Takže, práce s již dávkovanými směsimi, stačí smíchat obsah jednoho kbelíku s obsahem druhého (pro pohodlí práce je jedna z kbelíků dodávána s větším objemem a zůstává poloviční).

U uhlíkových sítí se používá lepidlo polymeru, které je dodáváno v sáčcích a je rozděleno do vody v souladu s pokyny před prací.

Jak nainstalovat karbonické materiály?

Instalační technologie výztužného systému se výrazně liší v závislosti na typu použitého materiálu.

Instalace uhlíkové pásky může být prováděna suchým nebo mokrým způsobem. V obou případech a v jiném případě se na povrch vylepšené základny aplikuje adhezivní vrstva, mokré metody však zahrnuje impregnační uhlíkovou pásku lepidlem s následným válcováním válce na základnu, zatímco suchá metoda zahrnuje Připevnění pásky na základnu a teprve po jejím válci s válcem je impregnováno adhezivní směsí. Poslouchání instalačních fází tedy mění místa. Pro provedení impregnace uhlíkové pásky se na jeho povrch aplikuje adhezivní složení s adhezivní vrstvou a válcováním válce, zajistěte, aby horní vrstva pojiva padá hluboko do uhlíkového vlákna a spodní vyjde.

Uhlíkové pásky však mohou být přilepeny v několika vrstvách, ale při nalepení na povrch stropu se nedoporučuje naneset více než dvě vrstvy, což zabrání materiálu pod hmotností vlastní hmotnosti.

Důležité! Nezapomeňte, že po polymeraci lepidla se jeho povrch stane dokonale hladkým a rovnoměrným, což bude jeho povrch téměř nemožné. V tomto ohledu, bez čekání na kalení pojiva, se na čerstvý povrch aplikuje vrstva velkého písku.

Během instalace uhlíkových lamel je vrstva pojiva aplikována nejen na zvýšenou strukturu, ale také na namontovaný vyztužený prvek. Na konci práce se lamela válí s válečkem nebo špachtlí.

Montáž uhlíkové sítě, v procesu vyztužení základny proužku, je její ruce připojena ke zvlhnutému betonovému povrchu. Po nanesení první vrstvy polymerního lepicího lepidla ručně nebo mechanizovaného způsobu, aniž by čekala na jeho vysušení, převrátí uhlíkovou síť a mírně ji zatlačte do aplikovaného složení. Pro snadnou práci odborníci doporučují používat špachtli. Pak je nutné čekat na počáteční nastavení složení, jehož doba závisí na charakteristikách vybraného složení a okolní teploty. Chcete -li se ujistit, že se složení začne ztvrdnout, stiskněte jeho povrch prstem, měl by být tlačen s velkým úsilím. Poté se aplikuje konečná vrstva polymerního cementu.

Důležité!Lepidla založená na epoxidových pryskyřicích podléhají požáru a ničení pod vlivem ultrafialových paprsků, a proto musí být zkontrolována na odolnost proti požáru a chránit před ultrafialovým zářením.

Hledání webů

Použití uhlíkových vláken ve stavebnictví: posílení a posilování podpůrných struktur vlastními rukama