El uso de la fibra de carbono en la construcción: refuerzo y fortalecimiento de las estructuras de soporte con sus propias manos

La construcción moderna, como cualquier otra industria, no presenta sin la introducción de tecnologías innovadoras, y hoy los materiales utilizados anteriormente solo en industrias de alta tecnología, como la ciencia de los cohetes, se utilizan ampliamente en la esfera de la construcción, formando la arquitectura del futuro. Una de las tareas más importantes de la construcción moderna es la prevención de problemas asociados con la resistencia de los edificios y estructuras, que está influenciada por cargas dinámicas, cambios de temperatura y otros factores climáticos agresivos. Como resultado de esto, aparecen grietas en las paredes de concreto de los edificios, se exfolia una capa protectora, lo que conduce a una disminución en las características operativas de los edificios. En este sentido, una etapa integral de construcción estaba reforzando las estructuras de soporte, diseñadas para evitar su destrucción prematura. Si antes el material popular utilizado para estos fines fue durante mucho tiempo, hoy se reemplaza gradualmente por un nuevo material de fibra de carbono demandado, sobre las características y características de las que hablaremos más.

Contenido

¿Qué es la fibra de carbono? Características del uso de material

Fibra de carbono Fibra de origen compuesto lineal de origen artificial, un elemento estructural de los cuales son roscas de carbono delgadas con un diámetro de 3 a 15 micras, que consiste en átomos de carbono. Este último, a su vez, se combinan en cristales de tamaños microscópicos, que, gracias a la nivelación, son paralelos entre sí. La alineación ayuda a aumentar la fuerza de la fibra para estirarse. Según sus características técnicas, en particular la dureza, una fibra de carbono es varias veces mayor que el metal, como resultado de las cuales se usa ampliamente en la industria de defensa, la producción aeroespacial y la esfera de la construcción. A pesar del hecho de que las características únicas de la fibra de carbono permiten que este material se considere innovador, no es una invención de nuestro siglo y se ha utilizado durante mucho tiempo en la construcción de aire y misiles, y desde finales del siglo pasado y en la construcción. Por primera vez en esta área, apareció en 1980, cuando en California todos los edificios y estructuras comenzaron a erigirse con fibra de carbono, lo que hizo posible fortalecer los edificios ubicados en territorio sísmicamente activo. Habiendo llevado esta propiedad al servicio, los constructores nacionales han encontrado el uso de este material en el proceso de reparación de eventos en edificios residenciales, y desde entonces su popularidad solo ha estado creciendo.

¡Importante! Debe recordarse que la fibra de carbono, de manera similar al concreto, es solo un material y no un producto terminado final. Es la base para la fabricación de una gran cantidad de materiales utilizados en la construcción para refuerzo con sus propias manos. Estos incluyen redes de carbono, lamellas y cintas.

Características técnicas de la fibra de carbono: ventajas principales

La fibra de carbono consiste en poliacrilnitrito, que ha sufrido tratamiento preliminar con altas temperaturas (hasta 3-5 mil grados). Debido a las características técnicas, la fibra de carbono se usa para el refuerzo externo, durante el cual está impregnado con una aglutinante (resina epoxi de dos componentes) y el fondo de pantalla está pegado a la superficie de la estructura que necesita fortalecimiento. La viabilidad de usar esta carpeta en particular se prueba en varias direcciones:

En primer lugar, la resina epoxi tiene alta adhesión al concreto reforzado;
En segundo lugar, después de entrar en una reacción química con alquitrán, la fibra de carbono se convierte en plástico duro, adquiriendo resistencia, 6-7 veces mayor que la resistencia del acero.

Hasta la fecha, la fibra de carbono se caracteriza por los más populares entre otros materiales compuestos. A pesar del hecho de que es un 30 % más ligero que el aluminio y un 75 % más ligero que el hierro, su resistencia es cuatro veces mayor que los mejores sellos de acero. Hecho sobre la base del carbono, la fibra de carbono tiene una baja gravedad específica y se expande ligeramente cuando se calienta, mientras que no está expuesto a productos químicos agresivos. Dadas las características anteriores, la fibra de carbono puede considerarse material universal adaptado para su uso en varias zonas climáticas.

El período operativo a largo plazo del material se explica por una combinación de sus siguientes ventajas:

Altas características de impermeabilización debido a la superficie brillante de la fibra de carbono, debido a las cuales el material no reacciona con el agua;
Alta adhesión a varias superficies;
Resistencia excepcional a los procesos de corrosión;
Propiedad fácil debido a la cual el sistema de refuerzo no crea cargas adicionales en la construcción. A pesar del hecho de que la fibra de carbono pesa mucho menos que el acero, tiene características de alta resistencia;
Usando fibra de carbono, tiene la oportunidad de aplicar material de refuerzo en varias capas;
En el proceso de trabajo de reparación, no puede detener el funcionamiento del edificio reforzado;
El uso de fibra de carbono para reforzar las bases con sus propias manos ayuda a reducir los costos temporales y laborales durante el trabajo;
La fibra de carbono se considera legítimamente un material universal que puede usarse para reforzar las estructuras de cualquier complejidad y configuración, incluidas las superficies redondeadas y angulares, en losas de piso acanalado, elementos de haz de estructuras de cuadros, así como vigas de puentes en taves, que se caracterizan. por un pequeño ancho de la costilla;
La fibra de carbono es ecológica y tóxicamente segura para el refuerzo;
Además, este material se distingue por resistencia refractaria y de impacto.

¿Qué requisitos deberían cumplir la tecnología de refuerzo efectiva?

Para garantizar un refuerzo efectivo del diseño, la tecnología de refuerzo debe garantizar el cumplimiento de una serie de condiciones:

La humedad natural de las estructuras no debe ser un obstáculo para la instalación de elementos de refuerzo;
Los elementos de refuerzo deben pegarse de manera confiable a cualquier material de construcción, debido a que se llevará a cabo una transmisión efectiva de los esfuerzos desde una estructura mejorada hasta elementos de refuerzo;
Todos los materiales utilizados en el proceso de refuerzo, incluido el pegamento de montaje, deben caracterizarse por propiedades estables en el tiempo, lo que aumentará la eficiencia del refuerzo;
Debido al hecho de que las estructuras de diversos materiales están sujetas a refuerzo, el módulo de elasticidad y la resistencia de los elementos de refuerzo deben estar representados por un regla bastante ancho.

Los elementos de refuerzo externo, representados por fibras de origen artificial, en particular aramida y carbono, se cumplen, este último, al tiempo que demuestra la mejor relación precio/calidad, se usan más ampliamente.

¿En qué situaciones es necesario llevar a cabo un refuerzo externo?

Hoy, la fibra de carbono se usa para reforzar las estructuras de varios materiales:

Edificios de concreto reforzado - Estos incluyen puentes, estructuras hidráulicas y monumentos arquitectónicos que deben protegerse contra la corrosión, el fortalecimiento de los elementos comprimidos y su protección contra sobrecargas. La fibra de carbono se enfrenta completamente a esta función;
Estructuras metálicasque tienen un módulo de elasticidad y fuerza cerca de la fibra de carbono;
Estructuras de piedra, en particular pilares de piedra, paredes de casas de ladrillo y pilones.

La necesidad de fortalecer los edificios a través del refuerzo externo surge en las siguientes situaciones:

En caso de daño a la estructura, que causa una disminución en su capacidad de carga, rigidez y resistencia a las grietas;
Si hay un cambio en las condiciones de funcionamiento de la construcción, que se expresa en un cambio en el tamaño y la naturaleza de las cargas;
En el proceso de diseño y construcción de estructuras para aumentar su resistencia sísmica y aumentar las intercepciones de revisión;
En el caso de la exposición prolongada al diseño de factores mecánicos o medios naturales agresivos, lo que condujo a la destrucción del concreto o la corrosión del refuerzo, es necesario eliminar las consecuencias decepcionantes y fortalecer la estructura.
Habiendo analizado un cierto conjunto de indicadores técnicos y económicos, podemos concluir que la amplificación de la fibra de carbono a menudo es apropiada para las estructuras de concreto reforzadas, sin embargo, es aplicable a los edificios y estructuras de metal, concreto e incluso de madera.

Soluciones constructivas comunes para fibra de carbono

Si prefiere la fibra de carbono y los sistemas de refuerzo externos con su uso, recuerde que al diseñar sistemas de refuerzo, es necesario guiarse por el código de las reglas de SP 164.1325800.2014 Fortalecimiento de estructuras de concreto reforzadas con materiales compuestos. Reglas de diseño.

Al abandonar el refuerzo del techo con las manos de los especialistas y hacer su fortalecimiento por su cuenta, tenga en cuenta que se lleva a cabo pegando fibra de carbono en las áreas de la carga más grande, generalmente ocurren en la parte central del tramo. y están en contacto con la línea facial inferior. Gracias a esta técnica, la capacidad de carga de los momentos de flexión aumenta significativamente. Para resolver este problema, los expertos recomiendan usar cualquiera de los tipos disponibles de materiales de carbono de láminas, cintas o redes.

¡Importante! En el proceso de fortalecimiento de las vigas, a menudo existe la necesidad de fortalecer las zonas primordiales, lo que aumentará la capacidad de carga de la estructura cuando se expone a fuerzas transversales. Para este propósito, las abrazaderas en forma de U hechas de redes o cintas de carbono están pegadas.

¡Importante! En cuanto a las características del uso de materiales de la fibra de carbono, debe tenerse en cuenta que, debido a la similitud de los métodos de instalación y las composiciones adhesivas, las cintas de carbono y las lamellas generalmente se montan, mientras que el uso de redes de carbono, debido a la instalación. del material en un método húmedo, elimina el uso de cintas y lamellas.

Como parte de la discusión de la tecnología de refuerzo de concreto con sus propias manos, es necesario hablar por separado para hablar sobre el fortalecimiento de las columnas, que se lleva a cabo pasando con rejillas de carbono o cintas que se montan en la dirección transversal. Gracias a esto, es posible lograr el efecto de la esclavitud, lo que ayuda a prevenir las deformaciones transversales del concreto.

Refuerzo de la Fundación de Diy: Paso de las instrucciones de paso

Si está buscando una respuesta a la pregunta: ¿Cómo hacer refuerzo de la base con sus propias manos?, Lea nuestras recomendaciones presentadas a continuación y aprenderá cómo reforzar la placa de la base con sus propias manos.

Preparación de la superficie: recomendaciones de especialistas

Antes de comenzar la instalación del sistema de refuerzo externo utilizando fibra de carbono, es necesario marcar la estructura, dibujando la zona en la que se ubicarán los elementos aumentados. Después de producir el tamaño, limpie la superficie de los residuos de los materiales de acabado, cement la leche con una máquina de molienda angular con una taza de diamante o una instalación de palabras de agua hasta que se expone un gran agregado de concreto. Trate de producir estas manipulaciones de manera eficiente, ya que la efectividad del sistema de fortalecimiento depende directamente de las características de la base preparada. En este sentido, en el proceso de preparación de la base, preste atención a los siguientes parámetros:

La integridad y la fuerza del material del que se hace el diseño para fortalecerse;
La suavidad de la superficie en la que se montará la fibra de carbono;
La temperatura y la humedad de la superficie en la que se pegará el material de carbono;
Falta de polvo y otra contaminación;
Además, todavía hay una serie de parámetros controlados que se pueden encontrar en mapas tecnológicos para el rendimiento de un tipo de trabajo.

Preparación de materiales de refuerzo

La fibra de carbono se vende en rollos embalados en una película de plástico. En el proceso de preparación de la superficie de trabajo, es importante asegurarse de que el polvo no caiga en el material de refuerzo, en grandes cantidades formadas en el proceso de molienda de concreto, ya que esto conducirá al hecho de que el material no está saturado con un Binder y causará matrimonio de producción.

Para evitar esto, antes de revertir el material, cubra la superficie de trabajo con polietileno y solo después de eso tome mediciones. Para recortar redes y cintas de carbono, puede usar un cuchillo de papelería o tijeras para metal, lamlas de una máquina de molienda angular equipada con un círculo de corte para metal.

Como adhesivos, se recomienda utilizar composiciones de dos componentes y, por lo tanto, la etapa integral de su preparación será mezclar dos componentes en una cierta proporción. Para no romper accidentalmente su relación, en el proceso de dosificación, es necesario usar platos o escamas medidas. Existe una regla importante para preparar los componentes de la mezcla, agregarse gradualmente entre sí y mezclar la masa resultante con un taladro equipado con una boquilla especial.

¡Importante! Los errores cometidos en el proceso de preparación de la mezcla pueden conducir a una ebullición adhesiva.

¡Importante!En el mercado de la construcción moderna, puede encontrar adhesivos entregados en el kit por I.E. En dos cubos en los que el volumen necesario de componentes ya está dosificado. Por lo tanto, trabajando con mezclas ya dosificadas, es suficiente mezclar el contenido de un cubo con el contenido del otro (para la conveniencia de trabajar, uno de los cubos se suministra con un volumen mayor y permanece medio vacío).

Para las redes de carbono, se utiliza un adhesivo de polímero, que se suministra en las bolsas y se divide en agua de acuerdo con las instrucciones antes del trabajo.

¿Cómo instalar materiales carbónicos?

La tecnología de instalación del sistema de refuerzo difiere significativamente según el tipo de material utilizado.

La instalación de cinta de carbono se puede llevar a cabo de manera seca o húmeda. En ambos casos, y en otro caso, se aplica una capa adhesiva a la superficie de la base mejorada, sin embargo, un método húmedo implica impregnar una cinta de carbono con un adhesivo con el posterior rodillo de un rodillo a la base, mientras que el método seco implica Adochar la cinta a la base y solo después de rodar con un rodillo está impregnado con una mezcla adhesiva. Por lo tanto, la secuencia de las etapas de instalación cambia de lugar. Para llevar a cabo la impregnación de la cinta de carbono, se aplica una composición adhesiva en su superficie con una capa de adhesivo y, rodando un rodillo, asegura que la capa superior de la carpeta caiga profundamente en la fibra de carbono, y la baja sale .

Las cintas de carbono se pueden pegar en varias capas, sin embargo, cuando se pegan a la superficie del techo, no se recomienda aplicar más de dos capas, lo que evitará el material bajo el peso de su propio peso.

¡Importante! Recuerde que después de que se produce la polimerización del adhesivo, su superficie se volverá perfectamente lisa e uniforme, lo que hará que su acabado sea casi imposible. En este sentido, sin esperar el endurecimiento de la carpeta, se aplica una capa de arena grande a la superficie fresca.

Durante la instalación de lamlas de carbono, se aplica una capa de aglutinante no solo a una estructura mejorada, sino también a un elemento de refuerzo montado. Al final del trabajo, la lámina se enrolla con un rodillo o una espátula.

Monte la cuadrícula de carbono, en el proceso de reforzar la base de la tira con sus propias manos, está unida a una superficie de concreto humedecida. Después de aplicar la primera capa de adhesivo de polímero manual o mecanizado, sin esperar su secado, enrolle una malla de carbono, presionándola ligeramente en la composición aplicada. Para facilitar el trabajo, los expertos recomiendan usar una espátula. Entonces es necesario esperar la configuración inicial de la composición, cuyo tiempo depende de las características de la composición seleccionada y la temperatura ambiente. Para asegurarse de que la composición comience a endurecerse, presione en su superficie con un dedo, debe empujarse con grandes esfuerzos. Después de eso, se aplica la capa final de cemento de polímero.

¡Importante!Los adhesivos basados \u200b\u200ben resinas epoxi están sujetos a fuego y destrucción bajo la influencia de los rayos ultravioleta y, por lo tanto, deben verificarse para la resistencia al fuego y proteger contra la radiación ultravioleta.

Búsqueda de sitio