Zastosowanie włókna węglowego w konstrukcji: wzmacnianie i wzmocnienie struktur podtrzymujących własnymi rękami

Współczesna konstrukcja, podobnie jak każda inna branża, nie działa bez wprowadzenia innowacyjnych technologii, a dziś materiały wcześniej wykorzystywane tylko w branżach o wysokim terenie, takim jak Rocket Science, są szeroko stosowane w sferze budowlanej, tworząc architekturę przyszłości. Jednym z najważniejszych zadań współczesnej konstrukcji jest zapobieganie problemom związanym z siłą budynków i struktur, na które wpływają obciążenia dynamiczne, zmiany temperatury i inne agresywne czynniki klimatyczne. W wyniku tego pęknięcia pojawiają się na betonowych ścianach budynków, warstwa ochronna jest złuszczona, co prowadzi do zmniejszenia charakterystyki operacyjnej budynków. W związku z tym integralnym etapem budowy wzmocniło struktury podtrzymujące, zaprojektowane w celu zapobiegania ich przedwczesnemu zniszczeniu. Jeśli wcześniej popularny materiał używany do tych celów był przez długi czas szklany, dziś jest on stopniowo zastępowany nowym wymaganym materiałem z włókna węglowego, o cechach i cechach, o których będziemy rozmawiać dalej.

Treść

Co to jest włókno węglowe? Cechy użycia materiału

Liniowo-płodowo-polimeryczny materiał o sztucznym pochodzeniu, którego element strukturalny to cienkie nici węglowe o średnicy od 3 do 15 mikronów, składających się z atomów węgla. Te ostatnie z kolei łączą się w kryształy mikroskopowych rozmiarów, które dzięki wyrównaniu są równoległe do siebie. Wyrównanie pomaga zwiększyć wytrzymałość włókien do rozciągania. Zgodnie z jego cechami technicznymi, w szczególności twardości, włókno węglowe jest kilkakrotnie wyższe niż metal, w wyniku czego jest szeroko stosowane w branży obronnej, produkcji lotniczej i sferze budowlanej. Pomimo faktu, że unikalne cechy włókna węglowego pozwalają na uznanie tego materiału, nie jest to wynalazek naszego stulecia i od dawna jest używany w budownictwie powietrza i rakiet oraz od końca ostatniego wieku i w budownictwie. Po raz pierwszy w tym obszarze pojawił się w 1980 roku, kiedy w Kalifornii wszystkie budynki i konstrukcje zaczęły być wznoszone przy użyciu włókna węglowego, co umożliwiło wzmocnienie budynków znajdujących się na terenie sejsmicznie aktywnym. Po uruchomieniu tej nieruchomości, budowniczowie krajowi znaleźli użycie tego materiału w procesie naprawy zdarzeń w budynkach mieszkalnych i od tego czasu jej popularność rośnie.

Ważny! Należy pamiętać, że włókno węglowe, podobnie jak beton, jest tylko materiałem, a nie końcowym gotowym produktem. Jest to podstawa produkcji dużej liczby materiałów używanych w budownictwie do wzmocnienia własnymi rękami. Należą do nich sieci węglowe, blaszki i wstążki.

Charakterystyka techniczna włókna węglowego: główne zalety

Włókno węglowe składa się z poliakrylnitritu, który został poddany wstępnej obróbce o wysokich temperaturach (do 3-5 tysięcy stopni). Ze względu na cechy techniczne włókno węglowe jest używane do zbrojenia zewnętrznego, podczas którego jest impregnowane spoiwa (dwukomponowa żywica epoksydowa), a tapeta jest przyklejona do powierzchni struktury wymagającej wzmocnienia. Wykonalność użycia tego konkretnego spoiwa jest udowodniona w kilku kierunkach:

Po pierwsze, żywica epoksydowa ma wysoką przyczepność do wzmocnionego betonu;
Po drugie, po wprowadzeniu reakcji chemicznej z TAR, włókno węglowe zamienia się w twardy plastik, nabierając wytrzymałość, 6-7 razy wyższą niż wytrzymałość stali.

Do tej pory błonnik węglowy charakteryzuje się najpopularniejszym wśród innych materiałów kompozytowych. Pomimo faktu, że jest o 30 % lżejszy niż aluminium i 75 % lżejszy niż żelazo, jego wytrzymałość jest czterokrotnie wyższa niż najlepsze znaczki stali. Wykonane na podstawie węgla włókno węglowe ma niską grawitację właściwą i rozszerza się nieznacznie po podgrzaniu, podczas gdy nie jest narażone na agresywne chemikalia. Biorąc pod uwagę powyższe cechy, włókno węglowe można uznać za uniwersalny materiał przystosowany do stosowania w różnych strefach klimatycznych.

Długoterminowy okres operacyjny materiału wyjaśniono kombinacją jego następujących zalet:

Wysokie charakterystyki wodoodporne ze względu na błyszczącą powierzchnię włókna węglowego, dzięki czemu materiał nie reaguje z wodą;
Wysoka przyczepność do różnych powierzchni;
Wyjątkowy odporność na procesy korozji;
Łatwa właściwość, z czego system zbrojenia nie tworzy dodatkowych obciążeń konstrukcji. Pomimo faktu, że włókno węglowe waży znacznie mniej niż stal, ma wysoką wytrzymałość;
Korzystając z włókna węglowego, masz możliwość zastosowania materiału wzmacniającego w kilku warstwach;
W trakcie pracy naprawy nie można zatrzymać działania wzmocnionego budynku;
Zastosowanie włókna węglowego do wzmocnienia fundamentu własnymi rękami pomaga obniżyć koszty tymczasowe i pracownicze podczas pracy;
Włókno węglowe jest słusznie uważane za materiał uniwersalny, którego można zastosować do wzmocnienia struktur dowolnej złożoności i konfiguracji, w tym zaokrąglonych i kątowych powierzchni, na żebrowanych płytach podłogowych, elementy wiązki struktur ramy, a także wiązki krążenia mostów, które są scharakteryzowane przez niewielką szerokość żebra;
Włókno węglowe jest przyjazne dla środowiska i toksycznie bezpieczne do wzmocnienia;
Ponadto materiał ten wyróżnia się opornością na ogniot i odporności na uderzenie.

Jakie wymagania powinny spełniać skuteczna technologia wzmocnienia?

Aby zapewnić skuteczne wzmocnienie projektu, technologia wzmocnienia musi zagwarantować spełnienie wielu warunków:

Naturalna wilgotność struktur nie powinna być przeszkodą w instalacji elementów wzmacniających;
Elementy wzmacniające muszą być niezawodnie przyklejone do dowolnych materiałów budowlanych, z czego zostanie przeprowadzone skuteczne wysiłki ze zwiększonej konstrukcji w celu wzmocnienia elementów;
Wszystkie materiały zastosowane w procesie zbrojenia, w tym klej do montażu, powinny charakteryzować się właściwościami stabilnymi w czasie, co zwiększy wydajność wzmocnienia;
Ze względu na fakt, że struktury z różnych materiałów podlegają wzmocnieniu, moduł elastyczności i wytrzymałość elementów wzmacniających powinny być reprezentowane przez dość szerokiego władcy.

Elementy zewnętrznego wzmocnienia, reprezentowane przez włókna sztucznego pochodzenia, w szczególności aramidy i węgla, są spełnione, te ostatnie, jednocześnie wykazując najlepszy stosunek ceny/jakości, są najczęściej stosowane.

W jakich sytuacjach konieczne jest przeprowadzenie zewnętrznego wzmocnienia?

Dziś włókno węglowe służy do wzmocnienia struktur z różnych materiałów:

Wzmocnione betonowe budynki - Obejmują one mosty, struktury hydrauliczne i zabytki architektoniczne, które należy chronić przed korozją, wzmacniając kompresowane elementy i ich ochronę przed przeciążeniami. Włókno węglowe w pełni radzi sobie z tą funkcją;
Metalowe konstrukcjektórzy mają moduł elastyczności i siły zbliżonej do włókna węglowego;
Struktury kamienne, w szczególności kamienne filary, ściany z cegieł i pylonów.

Potrzeba wzmocnienia budynków poprzez zbrojenie zewnętrzne pojawia się w następujących sytuacjach:

W przypadku uszkodzenia struktury, co powoduje spadek pojemności łożyska, sztywności i odporności na pęknięcia;
Jeśli nastąpi zmiana warunków pracy konstrukcji, która jest wyrażona w zmianie wielkości i charakteru obciążeń;
W trakcie projektowania i budowania struktur w celu zwiększenia odporności sejsmicznej i zwiększenia przechwytywania przeglądu;
W przypadku przedłużonego narażenia na projektowanie czynników mechanicznych lub agresywnych mediów naturalnych, które doprowadziły do \u200b\u200bzniszczenia betonu lub korozji wzmocnienia, konieczne staje się wyeliminowanie rozczarowujących konsekwencji i wzmocnienie struktury.
Po przeanalizowaniu pewnego zestawu wskaźników technicznych i ekonomicznych możemy stwierdzić, że wzmocnienie włókien węglowych jest najczęściej odpowiednie dla wzmocnionych konstrukcji betonowych, jednak ma on zastosowanie do metalu, betonu, a nawet drewnianych budynków i struktur.

Powszechne konstruktywne roztwory dla włókna węglowego

Jeśli wolisz z jego użycia z włókna węglowego i zewnętrznych wzmacniających, pamiętaj, że przy projektowaniu systemów wzmacniających należy kierować kodeksem zasad SP 164.1325800.2014 Wzmocnione struktury betonu z materiałami kompozytowymi. Zasady projektowania.

Porzucając wzmocnienie sufitu rękami specjalistów i samodzielnie wzmacniając ich wzmocnienie, pamiętaj, że jest on przeprowadzany przez przyklejenie włókna węglowego w obszarach największego obciążenia, zwykle występują w środkowej części rozpiętości i mają kontakt z dolną linią twarzy. Dzięki tej technice zdolność nośna momentów zginania znacznie wzrasta. Aby rozwiązać ten problem, eksperci zalecają użycie dowolnego z dostępnych rodzajów materiałów węglowych lamelli, taśm lub sieci.

Ważny! W trakcie wzmocnienia wiązek często istnieje potrzeba wzmocnienia stref pierwotnych, co zwiększy zdolność łożyska struktury po wystawieniu na siły poprzeczne. W tym celu przyklejane są zaciski w kształcie litery U wykonane z sieci węglowych lub wstążków.

Ważny! Jeśli chodzi o cechy stosowania materiałów z włókna węglowego, należy zauważyć, że ze względu na podobieństwo metod instalacji i kompozycji kleju, taśmy węglowe i blaszki są zwykle montowane razem, podczas gdy stosowanie sieci węglowych, z powodu instalacji materiału w mokrej metodzie eliminuje użycie taśm i blaszek.

W ramach dyskusji na temat technologii zbrojenia betonowego własnymi rękami konieczne jest osobno rozmawianie o wzmocnieniu kolumn, które są przeprowadzane przez wklejanie siatkami węglowymi lub wstążkami, które są zamontowane w kierunku poprzecznym. Dzięki temu możliwe jest osiągnięcie efektu niewoli, co pomaga zapobiegać poprzecznym deformacji betonu.

DIY Foundation Wzmocnienie: Krok -By -estp Instrukcje

Jeśli szukasz odpowiedzi na pytanie: jak wzmocnić fundację własnymi rękami?, Przeczytaj nasze zalecenia przedstawione poniżej, a nauczysz się wzmocnić płytę fundamentów własnymi rękami.

Przygotowanie powierzchni: zalecenia specjalistów

Przed rozpoczęciem instalacji zewnętrznego systemu zbrojenia za pomocą włókna węglowego konieczne jest zaznaczenie struktury, rysując strefę, w której będą znajdować się zwiększone elementy. Po wytworzeniu rozmiaru wyczyść powierzchnię reszt materiałów wykończeniowych, cementowanie mleka za pomocą kątowej maszyny do szlifowania z instalacją diamentową lub instalacją słów wodnych, aż do wystawiania dużego kruszywa betonu. Staraj się skutecznie wytwarzać te manipulacje, ponieważ skuteczność układu wzmacniającego bezpośrednio zależy od cech przygotowanej bazy. W związku z tym, w trakcie przygotowywania bazy, zwróć uwagę na następujące parametry:

Integralność i siła materiału, z którego powstaje projekt;
Gładkość powierzchni, na której zostanie zamontowane włókno węglowe;
Temperatura i wilgoć powierzchni, na której można przykleić materiał węglowy;
Brak pyłu i innych zanieczyszczeń;
Ponadto nadal istnieje wiele kontrolowanych parametrów, które można znaleźć na mapach technologicznych dla wykonania rodzaju pracy.

Przygotowanie materiałów wzmacniających

Włókno węglowe jest sprzedawane w rolkach pakowanych w plastikową folię. W trakcie przygotowywania powierzchni roboczej ważne jest, aby kurz nie wpadła do materiału zbrojeniowego, w dużych ilościach utworzonych w trakcie szlifowania betonu, ponieważ doprowadzi to do faktu, że materiał nie jest nasycony a Binder i spowoduje małżeństwo produkcyjne.

Aby temu zapobiec, przed odwróceniem materiału przykryj powierzchnię roboczą polietylenem i dopiero potem wykonaj pomiary. W przypadku przycinania sieci węglowych i wstążek możesz użyć noża papierniczego lub nożyczek do metalu, blaszki z maszyny do szlifowania kąta wyposażonego w kółko do metalu.

Jako kleje zaleca się stosowanie dwóch składników, a zatem integralnym etapem ich przygotowania będzie mieszanie dwóch składników w określonej proporcji. Aby nie przypadkowo przełamać stosunku, w trakcie dawkowania konieczne jest użycie zmierzonych potraw lub łusek. Istnieje ważna zasada przygotowywania komponentów mieszanki, stopniowo dodawania do siebie nawzajem i mieszania powstałej masy z wiertłem wyposażonym w specjalną dyszy.

Ważny! Błędy popełnione w procesie przygotowywania mieszaniny mogą prowadzić do kleju.

Ważny!Na nowoczesnym rynku budowlanym można znaleźć kleje dostarczone w zestawie przez tj. W dwóch wiadrach, w których niezbędna objętość komponentów jest już dawkowana. W ten sposób, pracując z już dawkowanymi mieszaninami, wystarczy wymieszać zawartość jednego wiadra z zawartością drugiego (dla wygody pracy, jedno z wiader jest dostarczane z większą objętością i pozostaje w połowie puste).

W przypadku sieci węglowych stosuje się klej polimerowy, który jest dostarczany w workach i jest podzielony na wodę zgodnie z instrukcjami przed pracą.

Jak zainstalować materiały węglowe?

Technologia instalacji systemu wzmacniającego różni się znacznie w zależności od rodzaju zastosowanego materiału.

Instalację taśmy węglowej można przeprowadzić w suchy lub mokry sposób. W obu przypadkach, aw innym przypadku warstwa kleju jest nakładana na powierzchnię wzmocnionej podstawy, jednak mokra metoda obejmuje impregnowanie taśmy węglowej z klejem z późniejszym przewracaniem wałka do podstawy, podczas gdy metoda sucha wiąże się Zapinanie taśmy do podstawy i dopiero po przewróceniu jej wałkiem jest impregnowane za pomocą mieszanki kleju. Zatem sekwencja etapów instalacji zmienia miejsca. Aby wykonać impregnację taśmy węglowej, kompozycję klejącą na jej powierzchni jest nakładana warstwą kleju i, tocząc wałek, upewnij się, że górna warstwa spoiwa wpadnie głęboko w błonnik węglowy, a dolna wyjdzie .

Taśmy węglowe można jednak przykleić w kilku warstwach, gdy przyklejają się na powierzchnię sufitu, nie zaleca się nakładania więcej niż dwóch warstw, co zapobiegnie materiałowi pod ciężarem własnego ciężaru.

Ważny! Pamiętaj, że po wystąpieniu polimeryzacji kleju jej powierzchnia stanie się idealnie gładka, a nawet, co sprawi, że jego wykończenie będzie prawie niemożliwe. W związku z tym, nie czekając na utwardzanie spoiwa, na świeżą powierzchnię nakłada się warstwę dużego piasku.

Podczas instalacji lamów węglowych warstwa spoiwa jest nakładana nie tylko do zwiększonej konstrukcji, ale także do zamontowanego elementu zbrojenia. Pod koniec pracy lamella jest zwinięta w rolce lub szpatułkę.

Montowanie siatki węglowej, w trakcie wzmacniania podkładu paska własnymi rękami, jest ona przymocowana do zwilżonej betonowej powierzchni. Po nałożeniu pierwszej warstwy kleju polimerowego -ręcznie lub zmechanizowanym, bez oczekiwania na suszenie, zwinąć siatkę węgla, lekko wciskając ją do zastosowanej kompozycji. Aby ułatwić pracę, eksperci zalecają użycie szpatułki. Następnie należy poczekać na początkowe ustawienie kompozycji, którego czas zależy od cech wybranego składu i temperatury otoczenia. Aby upewnić się, że kompozycja zaczyna się stwardnieć, nacisk na powierzchnię palcem należy go popchnąć z wielkim wysiłkiem. Następnie stosuje się końcową warstwę cementu polimerowego.

Ważny!Kleje oparte na żywicach epoksydowych podlegają pożarowi i zniszczeniu pod wpływem promieni ultrafioletowych, a zatem należy je sprawdzić pod kątem odporności na ogień i chronić przed promieniowaniem ultrafioletowym.

Wyszukiwanie strony