Použitie uhlíkových vlákien v stavebníctve: Posilnenie a posilňovanie podporných štruktúr vlastnými rukami

Moderná konštrukcia, rovnako ako akékoľvek iné odvetvie, sa nerobí bez zavedenia inovatívnych technológií a materiály, ktoré sa predtým používali iba vo vysoko -technologických odvetviach, ako je raketová veda, sa široko používajú v stavebnej sfére a vytvárajú architektúru budúcnosti. Jednou z najdôležitejších úloh modernej konštrukcie je prevencia problémov spojených so silou budov a štruktúr, ktoré sú ovplyvňované dynamickými zaťažením, zmenami teploty a ďalšími agresívnymi klimatickými faktormi. V dôsledku toho sa na betónových stenách budov objavujú praskliny, odlupuje sa ochranná vrstva, čo vedie k zníženiu prevádzkových charakteristík budov. V tomto ohľade integrálna fáza výstavby posilňovala podporné štruktúry určené na zabránenie ich predčasnej deštrukcii. Ak bol populárny materiál používaný na tieto účely na dlhý čas Glasshold, dnes sa postupne nahradí nový požadovaný materiál z uhlíkových vlákien, o charakteristikách a vlastnostiach, o ktorých budeme hovoriť ďalej.

Spokojnosť

1. Čo je to uhlíkové vlákna? Vlastnosti používania materiálu
2. Technické charakteristiky uhlíkových vlákien: Hlavné výhody
3. Aké požiadavky by mali splniť efektívna technológia posilňovania?
4. V akých situáciách je potrebné vykonať vonkajšie posilnenie?
5. Bežné konštruktívne roztoky pre uhlíkové vlákna
6. Posilnenie nadácie pre domácich majstrov: Krok -By -rýchlosť pokynov
   •   Príprava povrchu: Odporúčania odborníkov
   •   Príprava posilňovacích materiálov
   •   Ako nainštalovať karbonické materiály?

Čo je to uhlíkové vlákna? Vlastnosti používania materiálu

Lineárne poháňané kompozitné-polymérne materiály s umelým pôvodom z uhlíkových vlákien, ktorého štrukturálny prvok sú tenké uhlíkové nite s priemerom 3 až 15 mikrónov, ktoré pozostávajú z atómov uhlíka. Posledne uvedené sa zase kombinujú do kryštálov mikroskopických veľkostí, ktoré sú vďaka vyrovnaniu navzájom rovnobežné. Zarovnanie pomáha zvyšovať pevnosť vlákna na roztiahnutie. Podľa svojich technických charakteristík je v konkrétnej tvrdosti uhlíkové vlákno niekoľkokrát vyššie ako kov, v dôsledku čoho sa široko používa v obrannom priemysle, výrobe letectva a stavebnej sfére. Napriek tomu, že jedinečné charakteristiky uhlíkových vlákien umožňujú, aby sa tento materiál považoval za inovatívny, nejde o vynález nášho storočia a už sa už dlho používa vo vzduchu a raketách a od konca minulého storočia a vo výstavbe. Prvýkrát v tejto oblasti sa objavil v roku 1980, keď v Kalifornii sa všetky budovy a štruktúry začali stavať pomocou uhlíkových vlákien, čo umožnilo posilniť budovy umiestnené na seizmicky aktívnom území. Po prijatí tejto nehnuteľnosti do prevádzky domáci stavitelia našli použitie tohto materiálu v procese opravy podujatí v rezidenčných budovách a odvtedy jej popularita len rastie.

Dôležité! Malo by sa pamätať na to, že uhlíkové vlákna, podobne ako betón, je iba materiál a nie konečný hotový produkt. Je to základ pre výrobu veľkého počtu materiálov používaných pri výstavbe na posilnenie vlastnými rukami. Patria sem uhlíkové siete, lamely a stuhy.

Technické charakteristiky uhlíkových vlákien: Hlavné výhody

Uhlíkové vlákniny sa skladajú z polyakrylnitritu, ktorý prešiel predbežnou liečbou s vysokými teplotami (až 3 až 5 tisíc stupňov). Vďaka technickým vlastnostiam sa uhlíkové vlákna používa na vonkajšie posilnenie, počas ktorého je impregnovaná spojivo (dvojplošná epoxidová živica) a tapeta je prilepená na povrch štruktúry, ktorá potrebuje posilnenie. Uskutočniteľnosť použitia tohto konkrétneho spojiva je dokázaná niekoľkými smermi:

• Po prvé, epoxidová živica má vysokú adhéziu na zosilnený betón;
• Po druhé, po vstupe do chemickej reakcie s dechtom sa uhlíkové vlákna zmení na tvrdý plast, ktorý získal pevnosť, 6-7-krát vyššiu ako pevnosť ocele.

K dnešnému dňu sa uhlíkové vlákna vyznačujú najobľúbenejšími medzi inými kompozitnými materiálmi. Napriek tomu, že je o 30 % ľahší ako hliník a 75 % ľahší ako železo, jeho sila je štyrikrát vyššia ako tie najlepšie známky ocele. Uhlíkové vlákna, vyrobené na základe uhlíka, má nízku špecifickú hmotnosť a pri zahrievaní sa mierne rozširuje, zatiaľ čo nie je vystavená agresívnym chemikáliám. Vzhľadom na vyššie uvedené vlastnosti sa uhlíkové vlákna môžu považovať za univerzálny materiál prispôsobený na použitie v rôznych klimatických zónach.

Dlhodobé prevádzkové obdobie materiálu sa vysvetľuje kombináciou jeho nasledujúcich výhod:

• Vysoké hydroizolačné vlastnosti v dôsledku lesklého povrchu uhlíkových vlákien, vďaka čomu materiál nereaguje s vodou;
• Vysoká adhézia na rôzne povrchy;
• Výnimočný odpor voči procesom korózie;
• Ľahká vlastnosť, vďaka ktorej zosilňovací systém nevytvára ďalšie zaťaženie konštrukcie. Napriek tomu, že uhlíkové vlákniny vážia oveľa menej ako oceľ, má vysoké vlastnosti;
• Pomocou uhlíkových vlákien máte príležitosť aplikovať posilňovací materiál v niekoľkých vrstvách;
• V procese opravných prác nemôžete zastaviť prevádzku zosilnenej budovy;
• Použitie uhlíkových vlákien na posilnenie nadácie vlastnými rukami pomáha znižovať dočasné a pracovné náklady počas práce;
• Uhlíkové vlákniny sa oprávnene považujú za univerzálny materiál, ktorý sa môže použiť na posilnenie štruktúr akejkoľvek zložitosti a konfigurácie, vrátane zaoblených a uhlových povrchov, na rebrovaných podlahových doskách, prvkov lúča rámcových štruktúr, ako aj tavorových trámov mostíka, ktoré sú charakterizované malá šírka rebra;
• Uhlíkové vlákna je pre environmentálne šetrné k životnému prostrediu a toxicky bezpečné pre posilnenie;
• Okrem toho sa tento materiál vyznačuje refraktérnou a nárazovou odolnosťou.

Aké požiadavky by mali splniť efektívna technológia posilňovania?

Aby sa zabezpečilo účinné posilnenie dizajnu, technológia posilňovania musí zaručiť splnenie mnohých podmienok:

• Prirodzená vlhkosť štruktúr by nemala byť prekážkou inštalácie posilňovacích prvkov;
• Prvky posilnenia musia byť spoľahlivo prilepené na akékoľvek stavebné materiály, vďaka čomu sa uskutoční efektívny prenos úsilia zo zvýšenej štruktúry na posilňovacie prvky;
• Všetky materiály použité v procese posilňovania vrátane montážneho lepidla by sa mali charakterizovať vlastnosťami stabilnými v čase, čo zvýši účinnosť zosilnenia;
• Vzhľadom na to, že štruktúry z rôznych materiálov sú predmetom posilnenia, modul pružnosti a sila posilňujúcich prvkov by mal byť reprezentovaný pomerne širokým vládcom.

Najčastejšie sa používajú prvky vonkajšieho zosilnenia, ktoré predstavujú vlákna umelého pôvodu, najmä aramid a uhlík, a zároveň demonštrujú najlepší pomer cien/kvality.

V akých situáciách je potrebné vykonať vonkajšie posilnenie?

Dnes sa uhlíkové vlákna používa na posilnenie štruktúr z rôznych materiálov:

• Zosilnené betónové budovy - Patria sem mosty, hydraulické štruktúry a architektonické pamiatky, ktoré je potrebné chrániť pred koróziou, posilnenie stlačených prvkov a ich ochranu pred preťažením. S touto funkciou sa plne vyrovnáva uhlíkové vlákna;
• Kovové štruktúryktorí majú modul elasticity a sily blízko uhlíkových vlákien;
• Kamenné konštrukcie, najmä kamenné stĺpy, steny tehlových domov a stoličiek.

Potreba posilnenia budov cez vonkajšie posilnenie vzniká v týchto situáciách:

• V prípade poškodenia štruktúry, ktorá spôsobuje zníženie jej nosnej kapacity, tuhosti a odolnosti voči trhlinám;
• Ak dôjde k zmene prevádzkových podmienok konštrukcie, ktorá je vyjadrená v zmene veľkosti a povahy záťaže;
• V procese navrhovania a stavebných štruktúr s cieľom zvýšiť ich seizmický odpor a zvýšiť odpočúvanie prepracovania;
• V prípade predĺženého vystavenia návrhu mechanických faktorov alebo agresívnych prírodných médií, ktoré viedli k zničeniu betónu alebo korózii výstuže, je potrebné odstrániť sklamanie a posilniť štruktúru.
• Po analýze určitého súboru technických a ekonomických ukazovateľov môžeme dospieť k záveru, že zosilnenie z uhlíkových vlákien je najčastejšie vhodný na zosilnenie betónových štruktúr, ale je to aplikovateľné na kovové, betónové a dokonca aj drevené budovy a štruktúry.

Bežné konštruktívne roztoky pre uhlíkové vlákna

Ak dávate prednosť svojim použitím uhlíkových vlákien a externých systémov posilnenia, nezabudnite, že pri navrhovaní systémov posilňovania je potrebné riadiť sa kódexom pravidiel SP 164.1325800.2014 Posilnenie vystužených betónových štruktúr s kompozitnými materiálmi. Pravidlá dizajnu.

Opustením posilňovania stropu rukami odborníkov a ich posilňovaním sami nezabudnite, že sa vykonáva lepením uhlíkových vlákien v oblastiach najväčšieho zaťaženia, zvyčajne sa vyskytujú na strednej časti rozpätia a sú v kontakte s dolnou líniou tváre. Vďaka tejto technike sa výrazne zvyšuje kapacita ložiska ohybových momentov. Na vyriešenie tohto problému odborníci odporúčajú použiť akýkoľvek z dostupných typov uhlíkových materiálov lamiel, pásky alebo sietí.

Dôležité! V procese posilňovania lúčov je často potrebné posilniť prvotné zóny, ktoré pri vystavení priečnemu silám zvýšia ložiskovú kapacitu štruktúry. Na tento účel sú svorky v tvare U vyrobené z uhlíkových sietí alebo stužiek prilepené.

Dôležité! Pokiaľ ide o vlastnosti používania materiálov z uhlíkových vlákien, treba poznamenať, že z dôvodu podobnosti inštalačných metód a lepidla, uhlíkové pásky a lamely sa zvyčajne namontujú spolu, zatiaľ čo používanie uhlíkových sietí v dôsledku inštalácie materiálu v mokrej metóde eliminuje použitie pásky a lamely.

V rámci diskusie o technológii betónového zosilnenia vlastnými rukami je nevyhnutne potrebné hovoriť o posilňovaní stĺpcov, ktoré sa vykonávajú vkladaním uhlíkovými mriežkami alebo stuhami, ktoré sú namontované v priečnom smere. Vďaka tomu je možné dosiahnuť účinok otroctva, ktoré pomáha predchádzať priečne deformácie betónu.

Posilnenie nadácie pre domácich majstrov: Krok -By -rýchlosť pokynov

Ak hľadáte odpoveď na otázku: Ako urobiť posilnenie nadácie svojimi vlastnými rukami?

Príprava povrchu: Odporúčania odborníkov

Pred začatím inštalácie externého systému výstuže pomocou uhlíkových vlákien je potrebné označiť štruktúru a nakresliť zónu, v ktorej sa budú umiestniť zvýšené prvky. Po vytvorení veľkosti vyčistite povrch zvyškov dokončovacích materiálov cementové mlieko pomocou uhlového mletia stroja s diamantovou šálkou alebo inštaláciou vodného piesku, až kým sa neodhaľuje veľký agregát betónu. Pokúste sa tieto manipulácie efektívne produkovať, pretože účinnosť posilňovacieho systému priamo závisí od charakteristík pripravenej základne. V tomto ohľade, v procese prípravy základne, venujte pozornosť týmto parametrom:

• Integrita a sila materiálu, z ktorého je návrh vyrobený na posilnenie;
• Hladkosť povrchu, na ktorom bude namontované uhlíkové vlákno;
• Teplota a vlhkosť povrchu, na ktorom bude uhlíkový materiál prilepený;
• Nedostatok prachu a iné znečistenie;
• Okrem toho stále existuje niekoľko kontrolovaných parametrov, ktoré sa nachádzajú v technologických mapách pre výkonnosť typu práce.

Príprava posilňovacích materiálov

Uhlíkové vlákno sa predáva v rolkách zabalených v plastovom filme. V procese prípravy pracovnej plochy je dôležité zabezpečiť, aby prach nespadol do posilňovacieho materiálu, vo veľkých množstvách tvorených v procese brúsenia betónu, pretože to povedie k skutočnosti, že materiál nie je nasýtený Binder a spôsobí výrobné manželstvo.

Aby ste tomu zabránili, pred zvrátením materiálu zakryte pracovný povrch polyetylénom a až potom vykonajte merania. Na orezávanie uhlíkových sietí a stužiek môžete použiť nôž alebo nožnice na kancelárske potreby na kov, lamely uhlového mletia stroja vybaveného rezným kruhom pre kov.

Ako lepidlá sa odporúča používať dve kompozície zloženia, a preto integrálna fáza ich prípravy bude v určitom podiele zmiešať dve zložky. Aby sa náhodou nezlomil svoj pomer, v procese dávkovania je potrebné použiť namerané riady alebo váhy. Existuje dôležité pravidlo na prípravu komponentov zmesi, postupne sa k sebe pridáva a miešanie výslednej hmoty s vŕtačkou vybavenou špeciálnou dýzou.

Dôležité! Chyby urobené v procese prípravy zmesi môžu viesť k lepidlu.

Dôležité!Na modernom trhu s konštrukciou nájdete lepidlá dodávané v súprave od t. J. V dvoch vedrách, v ktorých je potrebný objem komponentov už dávkovaný. Práca s už dávkovanými zmesami stačí premiešať obsah jedného vedra s obsahom druhého (pre pohodlie práce je jednou z vedier dodávané s väčším objemom a zostáva polovične prázdne).

V prípade uhlíkových sietí sa používa polymérne lepidlo, ktoré sa dodáva vo vreckách a sú rozdelené do vody v súlade s pokynmi pred prácou.

Ako nainštalovať karbonické materiály?

Inštalačná technológia výstužného systému sa výrazne líši v závislosti od typu použitého materiálu.

Inštalácia uhlíkovej pásky sa môže vykonávať suchým alebo vlhkým spôsobom. V obidvoch prípadoch a v inom prípade sa na povrch vylepšenej základne aplikuje lepiacová vrstva, avšak mokrá metóda zahŕňa impregnáciu uhlíkovej pásky s lepidlom s následným valcovaním valca do základne, zatiaľ čo suchá metóda zahŕňa Upevnenie pásky na základňu a až po jej valcovaní valčekom je impregnované lepiacou zmesou. Sekvencia fáz inštalácie teda mení miesta. Na vykonanie impregnácie uhlíkovej pásky sa priľnavé zloženie na jej povrch .

Uhlíkové pásky môžu byť prilepené v niekoľkých vrstvách, keď sa prilepujú na povrch stropu, neodporúča sa aplikovať viac ako dve vrstvy, ktoré zabránia materiálu pri hmotnosti svojej vlastnej hmotnosti.

Dôležité! Pamätajte, že po polymerizácii lepidla sa jeho povrch stane dokonale hladký a rovnomerne, čo znemožní jeho dokončenie. V tomto ohľade sa na čerstvý povrch nanáša vrstva veľkého piesku bez čakania na tvrdenie spojiva.

Počas inštalácie uhlíkových lamel sa vrstva spojiva aplikuje nielen na vylepšenú štruktúru, ale aj na namontovaný výstužný prvok. Na konci práce sa lamela valí s valčekom alebo špachtľou.

Spojenie uhlíkovej mriežky v procese posilňovania prúžkovej základy vlastnými rukami je pripevnené k zvlhčeniu betónovej plochy. Po manuálnom použití prvej vrstvy lepidla polyméru alebo mechanizovaného spôsobu bez toho, aby ste čakali na jeho sušenie, hodte uhlíkovú sieťovinu a mierne stlačte do aplikovanej kompozície. Pre ľahkú prácu odborníci odporúčajú používať špachtľu. Potom je potrebné čakať na počiatočné nastavenie zloženia, ktorého čas závisí od charakteristík vybraného zloženia a okolitej teploty. Aby ste sa uistili, že kompozícia začína stvrdnúť, stlačte na jeho povrch prstom, malo by byť tlačené s veľkým úsilím. Potom sa aplikuje konečná vrstva polymérneho cementu.

Dôležité!Lepidlá založené na epoxidových živici podliehajú ohňu a deštrukcii pod vplyvom ultrafialových lúčov, a preto sa musia skontrolovať, či nie sú odolnosť proti požiaru a chránia pred ultrafialovým žiarením.