O uso de fibra de carbono na construção: reforçando e fortalecendo as estruturas de suporte com suas próprias mãos

A construção moderna, como qualquer outra indústria, não faz sem a introdução de tecnologias inovadoras, e hoje os materiais usados \u200b\u200bapenas em indústrias de alta tecnologia, como a ciência do foguete, são amplamente utilizadas na esfera da construção, formando a arquitetura do futuro. Uma das tarefas mais importantes da construção moderna é a prevenção de problemas associados à força de edifícios e estruturas, que é influenciada por cargas dinâmicas, mudanças de temperatura e outros fatores climáticos agressivos. Como resultado disso, as rachaduras aparecem nas paredes de concreto dos edifícios, uma camada protetora é esfoliada, o que leva a uma diminuição nas características operacionais dos edifícios. Nesse sentido, um estágio integral de construção estava reforçando as estruturas de apoio, projetadas para impedir sua destruição prematura. Se anteriormente o material popular usado para esses propósitos foi por muito tempo que Glasshold, hoje é gradualmente substituído por um novo material exigido de fibra de carbono, sobre as características e os recursos dos quais falaremos mais.

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O que é fibra de carbono? Características do uso do material

Fibra de carbono Material-polimérico com fibra de carbono de origem artificial, cujo elemento estrutural são fios finos de carbono com um diâmetro de 3 a 15 mícrons, consistindo em átomos de carbono. Este último, por sua vez, é combinado em cristais de tamanhos microscópicos, que, graças ao nivelamento, são paralelos entre si. O alinhamento ajuda a aumentar a força da fibra para esticar. De acordo com suas características técnicas, em particular a dureza, uma fibra de carbono é várias vezes maior que o metal, como resultado da qual é amplamente utilizado na indústria de defesa, produção aeroespacial e esfera de construção. Apesar do fato de que as características únicas da fibra de carbono permitem que esse material seja considerado inovador, não é uma invenção do nosso século e há muito tempo é usado na construção aérea e de mísseis e do final do século passado e na construção. Pela primeira vez nessa área, ele apareceu em 1980, quando na Califórnia todos os edifícios e estruturas começaram a ser erguidos usando fibra de carbono, o que tornou possível fortalecer os edifícios localizados em território sismicamente ativo. Tendo levado essa propriedade em serviço, os construtores domésticos descobriram o uso desse material no processo de reparo de eventos em edifícios residenciais e, desde então, sua popularidade só está crescendo.

Importante! Deve -se lembrar que a fibra de carbono, da mesma forma que o concreto, é apenas um material, e não um produto final final. É a base para a fabricação de um grande número de materiais utilizados na construção para reforço com suas próprias mãos. Isso inclui redes de carbono, lamelas e fitas.

Características técnicas da fibra de carbono: principais vantagens

A fibra de carbono consiste em poliacrilnitrito, que passou por tratamento preliminar com altas temperaturas (até 3-5 mil graus). Devido às características técnicas, a fibra de carbono é usada para reforço externo, durante o qual é impregnado com um aglutinante (resina epóxi de dois componentes) e o papel de parede é colado à superfície da estrutura que precisa de fortalecimento. A viabilidade de usar este aglutinante em particular é comprovada em várias direções:

Em primeiro lugar, a resina epóxi tem alta adesão ao concreto armado;
Em segundo lugar, depois de entrar em uma reação química com alcatrão, a fibra de carbono se transforma em plástico rígido, adquirindo força, 6-7 vezes maior que a força do aço.

Até o momento, a fibra de carbono é caracterizada pelos mais populares, entre outros materiais compostos. Apesar do fato de ser 30 % mais leve que o alumínio e 75 % mais leve que o ferro, sua força é quatro vezes maior que os melhores selos de aço. Feito com base no carbono, a fibra de carbono tem uma baixa gravidade específica e se expande um pouco quando aquecida, enquanto não é exposta a produtos químicos agressivos. Dadas as características acima, a fibra de carbono pode ser considerada material universal adaptado para uso em várias zonas climáticas.

O período operacional de longo prazo do material é explicado por uma combinação de suas seguintes vantagens:

Altas características de impermeabilização devido à superfície brilhante da fibra de carbono, devido à qual o material não reage com a água;
Alta adesão a várias superfícies;
Resistência excepcional aos processos de corrosão;
Propriedade fácil, devido à qual o sistema de reforço não cria cargas adicionais na construção. Apesar do fato de a fibra de carbono pesar muito menos que o aço, ela possui características de alta resistência;
Usando fibra de carbono, você tem a oportunidade de aplicar material de reforço em várias camadas;
No processo de reparo, você não pode interromper a operação do edifício reforçado;
O uso de fibra de carbono para reforçar a base com suas próprias mãos ajuda a reduzir os custos temporários e de mão -de -obra durante o trabalho;
A fibra de carbono é considerada com razão um material universal que pode ser usado para reforçar estruturas de qualquer complexidade e configuração, incluindo superfícies arredondadas e angulares, lajes de piso nervoso, elementos de feixe de estruturas de estrutura, bem como feixes de ponte de ponte, que são caracterizados por uma pequena largura da costela;
A fibra de carbono é ambientalmente amigável e toxicamente segura para o reforço;
Além disso, este material é distinguido pela resistência refratária e de impacto.

Quais requisitos devem atender à tecnologia de reforço eficaz?

Para garantir um reforço eficaz do projeto, a tecnologia de reforço deve garantir o cumprimento de várias condições:

A umidade natural das estruturas não deve ser um obstáculo à instalação de elementos de reforço;
Os elementos do reforço devem ser colados de maneira confiável a quaisquer materiais de construção, devido aos quais será realizada uma transmissão efetiva de esforços de uma estrutura aprimorada para os elementos de reforço;
Todos os materiais utilizados no processo de reforço, incluindo cola de montagem, devem ser caracterizados por propriedades estáveis \u200b\u200bno tempo, o que aumentará a eficiência do reforço;
Devido ao fato de que estruturas de vários materiais estão sujeitas ao reforço, o módulo de elasticidade e a força dos elementos de reforço devem ser representados por um governante bastante amplo.

Os elementos do reforço externo, representados pelas fibras de origem artificial, em particular aramida e carbono, são atendidos, este último, enquanto demonstram a melhor relação preço/qualidade, são mais amplamente utilizados.

Em que situações é necessário realizar reforço externo?

Hoje, a fibra de carbono é usada para reforçar estruturas de vários materiais:

Edifícios de concreto reforçado - Estes incluem pontes, estruturas hidráulicas e monumentos arquitetônicos que precisam ser protegidos contra a corrosão, fortalecendo os elementos comprimidos e sua proteção contra sobrecargas. Fibra de carbono lida totalmente com essa função;
Estruturas de metalque têm um módulo de elasticidade e força próximo à fibra de carbono;
Estruturas de pedra, em particular pilares de pedra, paredes de casas de tijolos e pilões.

A necessidade de fortalecer os edifícios através do reforço externo surge nas seguintes situações:

Em caso de dano à estrutura, o que causa uma diminuição na capacidade de rolamento, rigidez e resistência às rachaduras;
Se houver uma mudança nas condições operacionais da construção, que é expressa em uma mudança no tamanho e na natureza das cargas;
No processo de projetar e construir estruturas, a fim de aumentar sua resistência sísmica e aumentar as interceptações de revisão;
No caso de exposição prolongada ao projeto de fatores mecânicos ou meios naturais agressivos, o que levou à destruição do concreto ou corrosão do reforço, torna -se necessário eliminar as consequências decepcionantes e fortalecer a estrutura.
Tendo analisado um certo conjunto de indicadores técnicos e econômicos, podemos concluir que a amplificação da fibra de carbono é mais apropriada para estruturas de concreto armado, no entanto, é aplicável a edifícios e estruturas de metal, concreto e até madeira.

Soluções construtivas comuns para fibra de carbono

Se você preferir sistemas de fibra de carbono e reforço externo com seu uso, lembre -se de que, ao projetar sistemas de reforço, é necessário ser guiado pelo código das regras de SP 164.1325800.2014 Fortalecimento de estruturas de concreto armado com materiais compostos. Regras de design.

Ao abandonar o reforço do teto com as mãos de especialistas e fortalecendo -se por conta própria, lembre -se de que ele é realizado colando fibras de carbono nas áreas da maior carga, elas geralmente ocorrem na parte central do período e estão em contato com a linha facial inferior. Graças a essa técnica, a capacidade de rolamento dos momentos de flexão aumenta significativamente. Para resolver esse problema, os especialistas recomendam o uso de qualquer um dos tipos disponíveis de materiais de carbono de lamela, fitas ou redes.

Importante! No processo de fortalecimento dos feixes, muitas vezes é necessário fortalecer as zonas primordiais, o que aumentará a capacidade de rolamento da estrutura quando exposto a forças transversais. Para esse fim, os grampos em forma de U feitos de redes de carbono ou fitas são colados.

Importante! Quanto às características do uso de materiais da fibra de carbono, deve -se notar que, devido à semelhança de métodos de instalação e composições adesivas, fitas de carbono e lamelas geralmente são montadas, enquanto o uso de redes de carbono, devido à instalação do material em um método úmido, elimina o uso de fitas e lamelas.

Como parte da discussão da tecnologia de reforço de concreto com suas próprias mãos, é necessário separadamente falar sobre o fortalecimento das colunas, que é realizado colando com grades de carbono ou fitas montadas na direção transversal. Graças a isso, é possível alcançar o efeito da escravidão, o que ajuda a evitar deformações transversais do concreto.

Reforço da Fundação DIY: Etapa -Etapa de instruções

Se você está procurando uma resposta para a pergunta: como fazer o reforço da fundação com suas próprias mãos?, Leia nossas recomendações apresentadas abaixo e aprenderá como reforçar a placa da fundação com suas próprias mãos.

Preparação de superfície: recomendações de especialistas

Antes de iniciar a instalação do sistema de reforço externo usando fibra de carbono, é necessário marcar a estrutura, desenhando a zona em que o aumento dos elementos estará localizado. Depois de produzir o tamanho, limpe a superfície dos resíduos de materiais de acabamento, cimento leite usando uma máquina de moagem angular com um copo de diamante ou uma instalação de areia de água até que um grande agregado de concreto seja exposto. Tente produzir essas manipulações com eficiência, uma vez que a eficácia do sistema de fortalecimento depende diretamente das características da base preparada. Nesse sentido, no processo de preparação da base, preste atenção aos seguintes parâmetros:

A integridade e a força do material a partir do qual o design é feito para se fortalecer;
A suavidade da superfície na qual a fibra de carbono será montada;
A temperatura e a umidade da superfície na qual o material de carbono será colado;
Falta de poeira e outra poluição;
Além disso, ainda existem vários parâmetros controlados que podem ser encontrados nos mapas tecnológicos para o desempenho de um tipo de trabalho.

Preparação de materiais de reforço

A fibra de carbono é vendida em rolos embalados em um filme de plástico. No processo de preparar a superfície de trabalho, é importante garantir que a poeira não caia no material de reforço, em grandes quantidades formadas no processo de moagem de concreto, pois isso levará ao fato de que o material não está saturado com um Binder e causará casamento na produção.

Para evitar isso, antes de reverter o material, cubra a superfície de trabalho com polietileno e somente depois disso, faça medições. Para aparar redes de carbono e fitas, você pode usar uma faca de papelaria ou tesoura para metal, lamelas de uma máquina de moagem de ângulo equipada com um círculo de corte para metal.

Como adesivos, é recomendável usar composições de dois componentes e, portanto, o estágio integral de sua preparação misturará dois componentes em uma certa proporção. Para não quebrar acidentalmente sua proporção, no processo de dosagem, é necessário usar pratos ou escamas medidas. Existe uma regra importante para a preparação dos componentes da mistura, aumentando gradualmente um ao outro e misturando a massa resultante com uma broca equipada com um bico especial.

Importante! Os erros cometidos no processo de preparação da mistura podem levar a uma ebulição adesiva.

Importante!No mercado de construção moderno, você pode encontrar adesivos entregues no kit por ou seja, Em dois baldes nos quais o volume necessário de componentes já está dosado. Assim, trabalhando com misturas já dosadas, basta misturar o conteúdo de um balde com o conteúdo do outro (para a conveniência de trabalhar, um dos baldes é fornecido com um volume maior e permanece meio vazio).

Para redes de carbono, é usado um adesivo de polímero, que é fornecido em sacos e é dividido em água de acordo com as instruções antes do trabalho.

Como instalar materiais carbônicos?

A tecnologia de instalação do sistema de reforço difere significativamente, dependendo do tipo de material usado.

A instalação da fita de carbono pode ser realizada de maneira seca ou úmida. Nos dois casos, e em outro caso, uma camada adesiva é aplicada à superfície da base aprimorada, no entanto, um método úmido envolve a fita de carbono impregnante com um adesivo com o rolamento subsequente de um rolo para a base, enquanto o método seco envolve A fixação da fita na base e somente depois de enrolá -la com um rolo é impregnada com uma mistura adesiva. Assim, a sequência de estágios de instalação muda de lugar. Para realizar a impregnação da fita de carbono, uma composição adesiva em sua superfície é aplicada com uma camada de adesivo e, rolando um rolo, garanta que a camada superior do aglutinante caia profundamente na fibra de carbono, e a parte inferior saia .

As fitas de carbono podem ser coladas em várias camadas; no entanto, quando coladas na superfície do teto, não é recomendável aplicar mais de duas camadas, o que impedirá o material sob o peso de seu próprio peso.

Importante! Lembre -se de que, após a polimerização do adesivo, sua superfície se tornará perfeitamente suave e uniforme, o que tornará quase impossível seu acabamento. Nesse sentido, sem esperar pelo endurecimento do fichário, uma camada de areia grande é aplicada à superfície fresca.

Durante a instalação de lamelas de carbono, uma camada de ligante é aplicada não apenas a uma estrutura aprimorada, mas também a um elemento de reforço montado. No final do trabalho, a lamela é enrolada com um rolo ou espátula.

A picante da grade de carbono, no processo de reforçar a base da tira com as próprias mãos, ela está presa a uma superfície de concreto umedecida. Depois de aplicar a primeira camada do adesivo de polímero -maneira manualmente ou mecanizada, sem esperar sua secagem, role uma malha de carbono, pressionando -a levemente na composição aplicada. Para facilitar o trabalho, os especialistas recomendam o uso de uma espátula. Em seguida, é necessário aguardar a configuração inicial da composição, cujo momento depende das características da composição selecionada e da temperatura ambiente. Para garantir que a composição comece a endurecer, pressione sua superfície com um dedo, ela deve ser empurrada com grandes esforços. Depois disso, a camada final de cimento polímero é aplicada.

Importante!Os adesivos baseados em resinas epóxi estão sujeitos a incêndio e destruição sob a influência dos raios ultravioleta e, portanto, devem ser verificados quanto à resistência ao fogo e proteger contra a radiação ultravioleta.

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