استفاده از فیبر کربن در ساخت و ساز: تقویت و تقویت سازه های پشتیبانی با دست خود

ساخت و سازهای مدرن ، مانند هر صنعت دیگر ، بدون معرفی فن آوری های نوآورانه انجام نمی شود ، و امروزه موادی که قبلاً فقط در صنایع با فناوری بالا مانند علوم موشک استفاده می شدند ، به طور گسترده ای در حوزه ساخت و ساز استفاده می شوند و معماری آینده را تشکیل می دهند. یکی از مهمترین وظایف ساخت و ساز مدرن ، جلوگیری از مشکلات مرتبط با قدرت ساختمانها و سازه ها است که تحت تأثیر بارهای پویا ، تغییرات دما و سایر عوامل آب و هوایی تهاجمی است. در نتیجه این ، ترک ها بر روی دیوارهای بتونی ساختمانها ظاهر می شوند ، یک لایه محافظ لایه برداری می شود که منجر به کاهش ویژگی های عملیاتی ساختمانها می شود. در این راستا ، یک مرحله جدایی ناپذیر از ساخت و ساز در حال تقویت ساختارهای پشتیبانی بود که برای جلوگیری از تخریب زودرس آنها طراحی شده است. اگر قبلاً مطالب محبوب مورد استفاده برای این اهداف برای مدت طولانی ، کلرید شیشه ای بود ، امروز به تدریج توسط یک ماده فیبر کربن مورد نیاز جدید جایگزین می شود ، در مورد ویژگی ها و ویژگی های آنها بیشتر صحبت خواهیم کرد.

محتوا

فیبر کربن چیست؟ ویژگی های استفاده از مواد

فیبر کربن ماده کامپوزیت پلیمری مقاوم به خطی با منشاء مصنوعی ، که عنصر ساختاری آن نخ های کربن نازک با قطر 3 تا 15 میکرون ، متشکل از اتم های کربن است. دومی ، به نوبه خود ، در بلورهای اندازه میکروسکوپی ترکیب می شوند که به لطف تراز ، موازی با یکدیگر هستند. تراز به افزایش استحکام فیبر در کشش کمک می کند. با توجه به ویژگی های فنی آن ، به ویژه سختی ، یک فیبر کربن چندین برابر بیشتر از فلز است که در نتیجه از آن به طور گسترده در صنعت دفاع ، تولید هوافضا و حوزه ساخت و ساز استفاده می شود. علیرغم این واقعیت که ویژگی های منحصر به فرد فیبر کربن اجازه می دهد این ماده نوآورانه تلقی شود ، این اختراع قرن ما نیست و مدتهاست که در علم هوا و موشک و از پایان قرن گذشته و ساخت و ساز استفاده می شود. برای اولین بار در این منطقه ، وی در سال 1980 ظاهر شد ، هنگامی که در کالیفرنیا تمام ساختمانها و سازه ها با استفاده از فیبر کربن ساخته شدند و همین امر باعث می شود ساختمانهای واقع در قلمرو فعال لرزه ای تقویت شود. با استفاده از این ملک ، سازندگان داخلی استفاده از این ماده را در فرآیند تعمیر رویدادها در ساختمانهای مسکونی پیدا کرده اند و از آن زمان تاکنون محبوبیت آن در حال رشد است.

مهم! لازم به یادآوری است که فیبر کربن ، به طور مشابه با بتن ، فقط یک ماده است و یک محصول نهایی نهایی نیست. این پایه و اساس تولید تعداد زیادی از مواد مورد استفاده در ساخت و ساز برای تقویت با دست خود شما است. اینها شامل شبکه های کربن ، لامپ ها و روبان ها است.

ویژگی های فنی فیبر کربن: مزایای اصلی

فیبر کربن از پلی آکریلنیتریت تشکیل شده است ، که تحت درمان اولیه با دمای بالا (حداکثر 3-5 هزار درجه) قرار گرفته است. با توجه به ویژگی های فنی ، از فیبر کربن برای تقویت خارجی استفاده می شود ، که در طی آن با یک اتصال دهنده (رزین اپوکسی دو جزء) آغشته می شود و به طور مشابه با کاغذ دیواری به سطح ساختار نیاز به تقویت چسبیده می شود. امکان استفاده از این اتصال خاص در چندین زمینه اثبات شده است:

در مرحله اول ، رزین اپوکسی چسبندگی زیادی به بتن مسلح دارد.
ثانیا ، پس از ورود به یک واکنش شیمیایی با رزین ، فیبر کربن به پلاستیک سخت تبدیل می شود و استحکام آن را 6-7 برابر بیشتر از استحکام فولاد می کند.

تا به امروز ، فیبر کربن با محبوب ترین در بین سایر مواد کامپوزیت مشخص می شود. با وجود این واقعیت که 30 ٪ سبک تر از آلومینیوم و 75 ٪ سبک تر از آهن است ، استحکام آن چهار برابر بیشتر از بهترین تمبرهای فولاد است. ساخته شده بر اساس کربن ، فیبر کربن دارای وزن مخصوصی است و در صورت گرم شدن کمی گسترش می یابد ، در حالی که در معرض مواد شیمیایی تهاجمی قرار نمی گیرد. با توجه به ویژگی های فوق ، فیبر کربن را می توان مواد جهانی در نظر گرفته شده برای استفاده در مناطق مختلف آب و هوایی در نظر گرفت.

دوره عملیاتی طولانی مدت مواد با ترکیبی از مزایای زیر توضیح داده شده است:

خصوصیات ضد آب زیاد به دلیل سطح براق فیبر کربن ، به همین دلیل مواد با آب واکنش نشان نمی دهند.
چسبندگی زیاد به سطوح مختلف.
مقاومت استثنایی در برابر فرآیندهای خوردگی.
خاصیت آسان که سیستم تقویت آن بارهای اضافی در ساخت و ساز ایجاد نمی کند. با وجود این واقعیت که فیبر کربن بسیار کمتر از فولاد وزن دارد ، از ویژگی های قدرت بالایی برخوردار است.
با استفاده از فیبر کربن ، شما می توانید مواد تقویت کننده را در چندین لایه اعمال کنید.
در فرآیند کار تعمیر ، شما نمی توانید عملکرد ساختمان پیشرفته را متوقف کنید.
استفاده از فیبر کربن برای تقویت بنیاد با دست خود به کاهش هزینه های موقت و نیروی کار در طول کار کمک می کند.
فیبر کربن به درستی یک ماده جهانی در نظر گرفته می شود که می تواند برای تقویت ساختارهای هرگونه پیچیدگی و پیکربندی ، از جمله روی سطوح گرد و زاویه ای ، در طبقه های روبان سقف ، عناصر پرتو سازه های قاب و همچنین پرتوهای تابنده از دهانه های پل ، که می توان از آنها استفاده کرد ، استفاده کرد. با عرض کم دنده مشخص می شوند.
فیبر کربن از نظر محیط زیست سازگار با محیط زیست و از نظر سمی برای تقویت است.
علاوه بر این ، این ماده با مقاومت نسوز و ضربه مشخص می شود.

فناوری تقویت مؤثر چه الزاماتی باید برآورده کند؟

برای اطمینان از تقویت مؤثر در طراحی ، فناوری تقویت باید تحقق تعدادی از شرایط را تضمین کند:

رطوبت طبیعی سازه ها نباید مانعی برای نصب عناصر تقویت کننده باشد.
عناصر تقویت باید با اطمینان به هر مصالح ساختمانی چسبیده باشند ، که برای انتقال تلاش از یک ساختار پیشرفته به تقویت عناصر مؤثر خواهد بود.
تمام مواد مورد استفاده در فرآیند تقویت ، از جمله چسب نصب ، باید با ویژگی های پایدار در زمان مشخص شوند که باعث افزایش کارایی تقویت می شود.
با توجه به این واقعیت که ساختارهای مواد مختلف در معرض تقویت هستند ، ماژول خاصیت ارتجاعی و قدرت عناصر تقویت کننده باید توسط یک حاکم نسبتاً گسترده نشان داده شود.

عناصر تقویت خارجی ، که توسط الیاف منشأ مصنوعی ، به ویژه آرامید و کربن نشان داده شده است ، برآورده می شود ، دومی ، در حالی که بهترین قیمت/کیفیت را نشان می دهد ، بسیار رایج است.

در چه شرایطی انجام تقویت خارجی ضروری است؟

تا به امروز ، از فیبر کربن برای تقویت ساختارها از مواد مختلف استفاده می شود:

ساختمانهای بتونی مسلح - اینها شامل پل ها ، ساختارهای هیدرولیک و بناهای معماری است که باید در برابر خوردگی ، تقویت عناصر فشرده شده و محافظت از آنها در برابر اضافه بار محافظت شوند. فیبر کربن با این عملکرد کاملاً مقابله می کند.
سازه های فلزیکه یک ماژول ارتجاعی و قدرت نزدیک به فیبر کربن دارند.
سازه های سنگی، به ویژه ستون های سنگی ، دیوارهای خانه های آجری و تخته سنگ.

نیاز به تقویت ساختمان ها از طریق تقویت خارجی در شرایط زیر بوجود می آید:

در صورت آسیب به ساختار ، که باعث کاهش ظرفیت تحمل آن ، سفتی و مقاومت در برابر ترک ها می شود.
در صورت تغییر در شرایط عملیاتی ساخت و ساز ، که در تغییر در اندازه و ماهیت بارها بیان شده است.
در فرآیند طراحی و ساختارهای ساختمانی به منظور افزایش مقاومت لرزه ای آنها و افزایش رهگیری های تعمیرات اساسی.
در صورت قرار گرفتن در معرض طولانی مدت در طراحی عوامل مکانیکی یا رسانه های طبیعی تهاجمی ، که منجر به تخریب بتن یا خوردگی تقویت شده شد ، برای از بین بردن پیامدهای ناامیدکننده و تقویت ساختار ضروری است.
با تجزیه و تحلیل مجموعه مشخصی از شاخص های فنی و اقتصادی ، می توان نتیجه گرفت که تقویت فیبر کربن اغلب برای ساختارهای بتونی مسلح مناسب است ، با این حال ، برای ساختمانها و ساختارهای فلزی ، بتونی و حتی چوبی کاربرد دارد.

راه حل های سازنده مشترک برای فیبر کربن

اگر سیستم های تقویت کننده فیبر کربن و خارجی را با استفاده از آن ترجیح می دهید ، به یاد داشته باشید که هنگام طراحی سیستم های تقویت کننده ، لازم است طبق قانون قوانین SP 164.1325800.2014 تقویت سازه های بتونی مسلح با مواد کامپوزیت هدایت شود. قوانین طراحی.

با رها کردن تقویت سقف با دست متخصصان و انجام تقویت آنها به تنهایی ، به خاطر داشته باشید که با چسباندن فیبر کربن در مناطقی از بزرگترین بار ، آنها معمولاً در قسمت مرکزی دهانه اتفاق می افتد و با خط پایین ساختار در تماس باشید. با تشکر از این تکنیک ، ظرفیت تحمل لحظات خمشی به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. برای حل این مشکل ، کارشناسان توصیه می کنند از هر یک از انواع موجود در مواد کربن لاملا ، نوارها یا شبکه ها استفاده کنند.

مهم! در فرآیند تقویت تیرها ، اغلب نیاز به تقویت مناطق اولیه وجود دارد که باعث افزایش ظرفیت تحمل سازه در هنگام قرار گرفتن در معرض نیروهای عرضی می شود. برای این منظور ، گیره های U شکل ساخته شده از شبکه های کربن یا روبان چسبانده می شوند.

مهم! در مورد ویژگی های استفاده از مواد از فیبر کربن ، لازم به ذکر است که به دلیل شباهت روش های نصب و ترکیبات چسب ، نوارهای کربن و لامپ ها معمولاً در حالی که استفاده از شبکه های کربن به دلیل نصب ، در کنار هم نصب می شوند. از مواد با یک روش مرطوب ، استفاده از نوارها و لاملاها را از بین می برد.

به عنوان بخشی از بحث در مورد فناوری تقویت بتن ، به طور جداگانه لازم است در مورد تقویت ستون ها صحبت کنیم ، که با چسباندن با شبکه های کربن یا روبان هایی که در جهت عرضی نصب شده اند ، انجام می شود. به لطف این امر ، می توان به اثر اسارت دست یافت ، که به جلوگیری از تغییر شکل عرضی بتن کمک می کند.

تقویت بنیاد DIY: دستورالعمل های مرحله -مرحله

اگر به دنبال پاسخی برای این سؤال هستید: چگونه می توانید بنیاد را با دست خود تقویت کنید؟ ، توصیه های ما را که در زیر ارائه شده است ، بررسی کنید ، و یاد خواهید گرفت که چگونه صفحه پایه را با دست خود تقویت کنید.

آماده سازی سطح: توصیه های متخصصان

قبل از شروع نصب سیستم تقویت خارجی با استفاده از فیبر کربن ، لازم است که ساختار را علامت گذاری کنید و منطقه ای را که در آن عناصر افزایش یافته قرار دارند ، ترسیم کنید. پس از تولید ابعاد ، سطح باقیمانده مواد تمام شده ، شیر سیمان را با استفاده از یک دستگاه سنگ زنی زاویه ای با یک فنجان الماس یا گیاه در سراسر آب تمیز کنید تا یک مصالح بتونی بزرگ در معرض قرار گیرد. سعی کنید این دستکاری ها را به طور کارآمد تولید کنید ، زیرا اثربخشی سیستم تقویت مستقیماً به ویژگی های پایه آماده شده بستگی دارد. در این راستا ، در فرآیند تهیه پایه ، به پارامترهای زیر توجه کنید:

یکپارچگی و استحکام مطالبی که از آن برای تقویت طراحی ساخته شده است.
صافی سطحی که بر روی آن الیاف کربن سوار می شود.
دما و رطوبت سطحی که بر روی آن مواد کربن چسبانده می شود.
کمبود گرد و غبار و سایر آلودگی ها.
علاوه بر این ، هنوز تعدادی از پارامترهای کنترل شده وجود دارد که می توان در نقشه های فناوری برای عملکرد یک نوع کار یافت.

تهیه مواد تقویت کننده

فیبر کربن در رول های بسته بندی شده در یک فیلم پلاستیکی فروخته می شود. در فرآیند آماده سازی سطح کار ، مهم است که اطمینان حاصل شود که گرد و غبار روی مواد تقویت کننده قرار نمی گیرد ، در مقادیر زیادی که در فرآیند سنگ زنی بتن شکل می گیرد ، زیرا این امر منجر به این واقعیت می شود که مواد با a اشباع نشده اند چسب و باعث ازدواج تولید خواهد شد.

برای جلوگیری از این کار ، قبل از معکوس کردن مواد ، سطح کار را با پلی اتیلن بپوشانید و فقط پس از آن اندازه گیری کنید. برای پیرایش شبکه های کربن و روبان ، می توانید از یک چاقوی لوازم التحریر یا قیچی برای فلز استفاده کنید ، لاملا با یک دستگاه سنگ زنی زاویه مجهز به دایره برش برای فلز.

به عنوان چسب ، توصیه می شود از دو ترکیب مؤلفه استفاده کنید ، بنابراین ، مرحله جدایی ناپذیر آماده سازی آنها مخلوط کردن دو مؤلفه به نسبت خاصی خواهد بود. برای اینکه به طور تصادفی نسبت آنها را بشکنیم ، در فرآیند دوز ، استفاده از ظروف یا مقیاس های اندازه گیری شده لازم است. یک قانون مهم برای تهیه اجزای مخلوط وجود دارد ، به تدریج به یکدیگر اضافه می شود و توده حاصل را با یک مته مجهز به نازل خاص مخلوط می کند.

مهم! خطاهای ایجاد شده در فرآیند تهیه مخلوط می تواند منجر به چسب در جوش شود.

مهم!در بازار ساخت و ساز مدرن ، می توانید چسب هایی را که در کیت تحویل داده شده اند ، پیدا کنید. در دو سطل ، که در آن حجم لازم از اجزای در حال حاضر دوخته شده است. بنابراین ، با کار با مخلوط های دوز قبلاً ، کافی است که محتویات یک سطل را با محتوای دیگری مخلوط کنید (برای راحتی کار ، یکی از سطل ها با حجم بیشتری تهیه می شود و نیمی از آن باقی می ماند).

برای شبکه های کربن ، از چسب پلیمری استفاده می شود که در کیسه ها تهیه می شود و مطابق دستورالعمل قبل از کار به آب تقسیم می شود.

چگونه مواد کربنیک را نصب کنیم؟

فناوری نصب سیستم تقویت کننده بسته به نوع ماده مورد استفاده متفاوت است.

نصب نوار کربن را می توان به روشی خشک یا مرطوب انجام داد. در هر دو مورد ، و در مورد دیگر ، یک لایه چسب به سطح پایه پیشرفته اعمال می شود ، با این حال ، یک روش مرطوب شامل آغشته کردن نوار کربن با چسب با نورد متعاقب یک غلتک به پایه است ، در حالی که روش خشک شامل آن است چسباندن نوار به پایه و تنها پس از چرخاندن آن با غلتک با مخلوط چسب آغشته می شود. بنابراین ، توالی مراحل نصب مکان ها را تغییر می دهد. برای انجام اشباع نوار کربن ، یک ترکیب چسب با یک لایه چسب به سطح آن اعمال می شود و با چرخاندن غلتک ، اطمینان حاصل می شود که لایه فوقانی چسب در عمق فیبر کربن قرار می گیرد و پایین آن بیرون می آید.

نوارهای کربن را می توان در چندین لایه چسباند ، با این حال ، هنگامی که به سطح سقف چسبانده می شود ، توصیه نمی شود بیش از دو لایه اعمال شود ، که از این که مواد زیر وزن خود را از آن جلوگیری می کند ، توصیه نمی شود.

مهم! به یاد داشته باشید که پس از وقوع پلیمریزاسیون چسب ، سطح آن کاملاً صاف و یکنواخت خواهد شد ، که باعث می شود پایان آن تقریباً غیرممکن باشد. در این راستا ، بدون انتظار برای سخت شدن چسب ، لایه ای از ماسه بزرگ به سطح تازه اعمال می شود.

در حین نصب لایه های کربن ، یک لایه از چسب نه تنها در یک ساختار پیشرفته بلکه به یک عنصر تقویت شده نصب شده نیز اعمال می شود. در پایان کار ، لاملا با یک غلتک یا اسپاتول چرخانده می شود.

با استفاده از مش کربن ، در فرآیند تقویت پایه نوار آن با دست خود به یک سطح بتونی مرطوب شده وصل می شود. پس از استفاده از لایه اول چسب پلیمر به صورت دستی یا مکانیزه ، بدون اینکه منتظر خشک شدن آن باشید ، یک مش کربن را بچرخانید ، کمی آن را به ترکیب کاربردی فشار دهید. برای سهولت در کار ، کارشناسان توصیه می کنند از اسپاتول استفاده کنند. سپس لازم است منتظر تنظیم اولیه ترکیب باشید ، که زمان آن به ویژگی های ترکیب انتخاب شده و دمای محیط بستگی دارد. برای اطمینان از اینکه ترکیب شروع به سخت شدن می کند ، با انگشت باید روی سطح آن فشار دهید. پس از آن ، لایه نهایی سیمان پلیمر اعمال می شود.

مهم!چسب های مبتنی بر رزین های اپوکسی تحت تأثیر پرتوهای ماوراء بنفش در معرض آتش سوزی و تخریب قرار می گیرند ، بنابراین ، آنها باید برای مقاومت در برابر آتش بررسی شوند و در برابر اشعه ماوراء بنفش محافظت کنند.

جستجو در سایت