تقریباً به یک اصل بدیهی تبدیل شده است که فصل ساخت ساختمان های مسکونی فردی شروع می شود اوایل بهارو در اواخر پاییز به پایان می رسد. متوسط ​​چرخه تولید برای ساخت فونداسیون و قاب خانه آجریاز دو تا پنج ماه متغیر است. مناطقی در روسیه وجود دارد که دوره دمای بالای صفر به سختی سه ماه طول می کشد. این سوال مطرح می شود: سنگ کاری چگونه در آنجا انجام می شود؟ خوشبختانه، صنعت ساخت و ساز دارای سیستم هایی است گرمایش زمستانیمحلول ها و مخلوط ها، افزودنی های شیمیایی مختلف به آنها، که به طور قابل توجهی مانع انجماد را کاهش می دهد.

در زمستان، ساخت و ساز در بخش مرکزی روسیه متوقف نمی شود، جایی که دمای هوا گاهی اوقات به -35 درجه سانتیگراد کاهش می یابد.

جدی ترین مشکل سنگ تراشی زمستانی پیچیدگی آن است فرآیند تکنولوژیکی. هر گونه انحراف از قوانین می تواند منجر به تخریب سازه های تمام شده شود. هنگامی که آب در یک محلول یخ می زند، حجم آن حدود 6-10٪ افزایش می یابد. یخ در سنگ تراشی به طور ناهموار ذوب می شود، در نتیجه سنگ تراشی، انقباض متفاوت، انحراف از عمودی و ایجاد ترک را نشان می دهد. اگر تکنولوژی کار رعایت نشود، استحکام سنگ تراشی زمستانی تنها 40٪ است.

ساختار تقویت شده با فیبر کربن

فیبر کربن نقش بزرگی در انجام آن دارد کار ساخت و ساز V زمان زمستان. این روش به طور قابل توجهی استحکام و مقاومت لرزه ای سازه ها را افزایش می دهد، که به ویژه در جاهایی که خاک ضعیف است، مهم است که می تواند منجر به تغییر شکل پی ساختمان شود.

فیبر کربن یک ماده قوی و سبک در مقایسه با تقویت کننده است. می تواند بارهای سنگین تا 70 تن در میلی متر مربع را تحمل کند و در هر شرایط آب و هوایی مقاومت کند. در صورت آسیب (فیبر کربن به راحتی بریده می شود)، مواد بیشتر پخش نمی شود.

دو نوع اصلی تقویت فیبر کربن وجود دارد:

- عرضی (به جز الیاف هیدروکربنی استفاده می شود مش فلزییا میله های فلزی خاص)؛
- طولی (می تواند خارجی یا داخلی باشد).

بر اساس هدف عملکردی آنها، سه نوع فیبر کربن وجود دارد:

- کارگر (هر نیرویی که تحت تأثیر بار ظاهر می شود را درک می کند)
- توزیع (حفظ یکپارچگی سازه، به قاب استحکام می بخشد)
- نصب (یک قاب قابل حمل ایجاد می کند).

اگر در بهار متوجه شدید که خانه ترک خورده است، می توان آن را با فیبر کربن تقویت کرد تا از ترک خوردن بیشتر سازه جلوگیری شود. لنگه های تخریب شده تمیز می شوند، گردگیری می شوند و در صورت لزوم ترک ها با بتونه پر می شوند. چسب اپوکسی مخلوط می شود، پارچه فیبر کربن بریده می شود اندازه مناسب. ترکیب اپوکسی روی سطح اعمال می شود. پارچه با دقت چسبانده شده است. از یک غلتک مخصوص پارچه را با چسب آغشته کنید. مرحله نهایی استفاده از ترکیب بتونه از چسب است.

درباره آهنگسازی فیلم

این ماده دارای ساختار چند لایه است. به عنوان یک قاعده از سه لایه تشکیل شده است، و آنها نیز به نوبه خود از رزوه های نازک با قطر 5 تا 15 میکرون.دو لایه بیرونی یک فیلم تثبیت شده با نور از زغال چوب یا رنگ سیاه هستند. مش تقویت کننده فیبر کربن داخلی با اندازه سلولی از 0.2 میلی متر تا 2 سانتی متر به مواد در برابر تنش و کشش مقاومت می کند.

به دلیل تثبیت کننده ها مواد پلیمریتحت تأثیر نور خورشید خراب نمی شود و می تواند تا 50 سال دوام بیاورد. این فیلم مقاوم در برابر حرارت، مقاوم در برابر یخ زدگی است و می تواند خواص عملیاتی خود را در دمای 80+ تا -40 درجه سانتی گراد حفظ کند.

مزایا

حالا در مورد پول مثلاً یک پل وجود دارد. طول بنا 15 متر سال ساخت 50 در حال ریزش است. دو گزینه وجود دارد: تقویت پروفیل فلزییا پارچه کربنی هزینه یک بار تعمیر با استفاده از پارچه کربن 40 درصد کمتر خواهد بود. نیازی به تجهیزات پیچیده یا متخصصان خاص نیست.

ساخت و ساز مدرن، مانند هر صنعت دیگری، نمی تواند بدون معرفی فناوری های نوآورانه کار کند، و امروزه موادی که قبلا فقط در صنایع پیشرفته مانند علم موشک استفاده می شد، به طور گسترده در صنعت ساخت و ساز استفاده می شود و معماری آینده را شکل می دهد. یکی از مهمترین وظایف ساخت و ساز مدرنجلوگیری از مشکلات مربوط به مقاومت ساختمان ها و سازه ها است که تحت تأثیر بارهای دینامیکی، تغییرات دما و سایر عوامل تهاجمی است. عوامل اقلیمی. در نتیجه این، در دیوارهای بتنیترک ها در ساختمان ها ظاهر می شوند، لایه محافظ پوست کنده می شود که منجر به کاهش آن می شود ویژگی های عملکردساختمان ها در این راستا، تقویت سازه های باربر که برای جلوگیری از تخریب زودرس آنها طراحی شده است، به مرحله جدایی ناپذیر ساخت تبدیل شد. اگر قبلاً یک ماده محبوب که برای این اهداف استفاده می شد برای مدت طولانی فایبرگلاس بود، امروز به تدریج با یک ماده محبوب جدید - فیبر کربن جایگزین می شود که در مورد ویژگی ها و ویژگی های آن بعداً صحبت خواهیم کرد.

فیبر کربن چیست؟ ویژگی های استفاده از مواد

فیبر کربن یک ماده پلیمری کامپوزیتی الاستیک خطی با منشاء مصنوعی است که عنصر ساختاری آن رزوه های کربنی نازک با قطر 3 تا 15 میکرون متشکل از اتم های کربن است. دومی به نوبه خود به کریستال های میکروسکوپی ترکیب می شوند که به دلیل هم ترازی به موازات یکدیگر قرار دارند. تراز به افزایش استحکام کششی الیاف کمک می کند. فیبر کربن از نظر مشخصات فنی، به ویژه سختی، چندین برابر فلز برتری دارد، در نتیجه در صنایع دفاعی، صنایع هوافضا و ساخت و ساز. علیرغم این واقعیت که ویژگی های منحصر به فرد فیبر کربن این امکان را فراهم می کند که این ماده را نوآورانه در نظر بگیریم، این ماده اختراع قرن ما نیست و از دیرباز در مهندسی هواپیما و موشک و از اواخر قرن گذشته در ساخت و ساز استفاده می شود. اولین بار در سال 1980 در این منطقه ظاهر شد، زمانی که در کالیفرنیا شروع به ساخت تمام ساختمان ها و سازه ها با استفاده از فیبر کربن کرد که امکان تقویت ساختمان های واقع در مناطق فعال لرزه ای را فراهم کرد. با استفاده از این ویژگی، سازندگان داخلی کاربرد این ماده را در روند انجام تعمیرات در داخل پیدا کرده اند ساختمان های مسکونی، و از آن زمان محبوبیت آن تنها افزایش یافته است.

مهم!باید به خاطر داشت که فیبر کربن مانند بتن فقط یک ماده است و نه یک محصول نهایی. این پایه ای برای ساخت تعداد زیادی از مواد مورد استفاده در ساخت و ساز برای تقویت توسط خودتان است. اینها شامل مش های کربنی، لاملاها و نوارها هستند.

مشخصات فنی فیبر کربن: مزایای اصلی

فیبر کربن از پلی اکریلونیتریت تشکیل شده است که از قبل در دمای بالا (تا 3-5 هزار درجه) درمان شده است. در حال اجرا ویژگی های فنی، برای تقویت خارجی از فیبر کربن استفاده می شود که در طی آن با بایندر (رزین اپوکسی دو جزئی) آغشته می شود و مشابه کاغذ دیواری به سطح سازه ای که نیاز به تقویت دارد چسبانده می شود. امکان استفاده از این چسب خاص در چندین زمینه ثابت شده است:

• در مرحله اول، رزین اپوکسی چسبندگی بالایی به بتن مسلح دارد.
• ثانیاً، پس از وارد شدن به یک واکنش شیمیایی با رزین، فیبر کربن به پلاستیک سخت تبدیل می شود و استحکامی 6-7 برابر بیشتر از استحکام فولاد به دست می آورد.

امروزه فیبر کربن در بین سایر مواد کامپوزیتی محبوب ترین است. علیرغم اینکه 30 درصد سبک تر از آلومینیوم و 75 درصد سبک تر از آهن است، چهار برابر بهترین فولاد استحکام کششی دارد. فیبر کربن ساخته شده از کربن، وزن مخصوص پایینی دارد و هنگام گرم شدن کمی منبسط می شود، در حالی که در معرض تأثیرات تهاجمی نیست. مواد شیمیایی. با در نظر گرفتن ویژگی های فوق، فیبر کربن را می توان یک ماده جهانی در نظر گرفت که برای استفاده در مناطق مختلف آب و هوایی مناسب است.

عمر طولانی این ماده با ترکیبی از مزایای زیر توضیح داده می شود:

• ویژگی های ضد آب بالا به دلیل سطح براق فیبر کربن که به دلیل آن ماده با آب واکنش نمی دهد.
• چسبندگی بالا به سطوح مختلف؛
• مقاومت استثنایی در برابر فرآیندهای خوردگی؛
• سبکی خاصیتی است که به دلیل آن سیستم آرماتور بار اضافی بر روی ساختمان ایجاد نمی کند. علیرغم این واقعیت که فیبر کربن بسیار کمتر از فولاد وزن دارد، ویژگی های استحکام بالایی دارد.
• با استفاده از فیبر کربن، این فرصت را دارید که مواد تقویت کننده را در چندین لایه اعمال کنید.
• در حال انجام است تعمیر کارمی توانید به کار ساختمان تقویت شده ادامه دهید.
• استفاده از فیبر کربن برای تقویت فونداسیون به تنهایی به کاهش زمان و هزینه نیروی کار در هنگام انجام کار کمک می کند.
• فیبر کربن به درستی یک ماده جهانی در نظر گرفته می شود که می تواند برای تقویت سازه ها با هر پیچیدگی و پیکربندی، از جمله در سطوح گرد و گوشه، روی دال های کف آجدار، عناصر تیر سازه های قاب، و همچنین تیرهای T از دهانه پل استفاده شود. با عرض دنده کوچک مشخص می شوند.
• فیبر کربن - سازگار با محیط زیست و سمی است مواد ایمنبرای تقویت؛
• علاوه بر این، این ماده در برابر آتش و ضربه مقاوم است.

یک فناوری تقویت موثر باید چه الزاماتی را برآورده کند؟

برای اطمینان از تقویت مؤثر سازه، فناوری تقویت باید انجام تعدادی از شرایط را تضمین کند:

• رطوبت طبیعی سازه ها نباید مانعی برای نصب عناصر تقویت کننده باشد.
• عناصر تقویت کننده باید به طور ایمن به هر کدام چسبانده شوند مصالح ساختمانی، به همین دلیل انتقال مؤثر نیروها از ساختار تقویت شده به عناصر تقویت کننده وجود خواهد داشت.
• تمام مواد مورد استفاده در فرآیند تقویت، از جمله چسب مونتاژ، باید دارای خواص پایدار در طول زمان باشند که باعث افزایش راندمان آرماتور می شود.
• با توجه به اینکه سازه های ساخته شده از مواد مختلفمدول الاستیک و استحکام عناصر تقویت کننده باید در محدوده نسبتاً وسیعی نمایش داده شود.

تمام الزامات ذکر شده در بالا توسط عناصر تقویت کننده خارجی که توسط الیاف با منشاء مصنوعی، به ویژه آرامید و کربن نشان داده شده اند، برآورده می شوند، در حالی که دومی، با نشان دادن بهترین نسبت قیمت به کیفیت، بسیار رایج شده است.

در چه شرایطی تقویت خارجی ضروری است؟

امروزه از فیبر کربن برای تقویت سازه های ساخته شده از مواد مختلف استفاده می شود:

• ساختمان های بتن آرمه- اینها شامل پل ها، سازه های هیدرولیک و بناهای معماری است که نیاز به محافظت در برابر خوردگی، تقویت عناصر فشرده و محافظت از آنها در برابر بار اضافی دارند. فیبر کربن به طور کامل با این عملکرد مقابله می کند.
• سازه های فلزیکه دارای مدول الاستیسیته و استحکام نزدیک به فیبر کربن هستند.
• سازه های سنگی، به ویژه ستون های سنگی، دیوارها خانه های آجریو دکل ها

نیاز به تقویت ساختمان ها از طریق تقویت خارجی در شرایط زیر ایجاد می شود:

• در صورت آسیب به سازه که باعث کاهش ظرفیت باربری، صلبیت و مقاومت در برابر ترک می شود.
• در صورت تغییر در شرایط عملیاتی ساختمان که به صورت تغییر در بزرگی و ماهیت بارها بیان می شود.
• در فرآیند طراحی و ساخت سازه ها به منظور افزایش مقاومت لرزه ای آنها و افزایش فواصل تعمیرات.
• در صورت مواجهه طولانی مدت با عوامل مکانیکی یا محیط های طبیعی تهاجمی بر سازه که منجر به تخریب بتن یا خوردگی آرماتور می شود، نیاز به رفع عواقب ناامیدکننده و مقاوم سازی سازه وجود دارد.
• پس از تجزیه و تحلیل مجموعه خاصی از شاخص های فنی و اقتصادی، می توان به این نتیجه رسید که تقویت فیبر کربن در بیشتر موارد در رابطه با سازه های بتن مسلح مناسب است، اما برای فلز، بتن و حتی قابل استفاده است. ساختمان های چوبیو سازه ها

راه حل های طراحی متداول برای فیبر کربن

اگر به فیبر کربن و سیستم‌های تقویت‌کننده خارجی با استفاده از آن ترجیح داده‌اید، به یاد داشته باشید که هنگام طراحی سیستم‌های تقویت‌کننده، باید طبق آیین‌نامه عمل SP 164.1325800.2014 "تقویت آهن" هدایت شوید. سازه های بتنیمواد کامپوزیت قوانین طراحی".

اگر از تقویت کف‌ها با دست متخصصان خودداری می‌کنید و خودتان آنها را تقویت می‌کنید، به خاطر داشته باشید که این کار با چسباندن فیبر کربن در نواحی دارای بیشترین بار انجام می‌شود - معمولاً در قسمت مرکزی دهانه و در تماس با لبه پایینی سازه به لطف این تکنیک، ظرفیت باربری سازه از نظر ممان خمشی به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. برای حل این مشکل، کارشناسان توصیه می کنند از هر یک از انواع مواد کربنی موجود - لاملا، نوار یا مش استفاده کنید.

مهم!در فرآیند مقاوم سازی تیرها اغلب نیاز به تقویت نواحی تکیه گاه وجود دارد که در صورت قرار گرفتن در معرض نیروهای جانبی باعث افزایش ظرفیت باربری سازه می شود. برای این منظور گیره های U شکل ساخته شده از توری یا نوار کربنی روی آن چسبانده می شود.

مهم!در خصوص ویژگی های استفاده از مواد فیبر کربنی باید توجه داشت که به دلیل شباهت روش های نصب و ترکیبات چسب، نوارها و لاملاهای کربنی معمولاً با هم نصب می شوند، در حالی که استفاده از توری کربنی به دلیل نصب مواد در به روش "مرطوب"، استفاده از نوارها و لاملاها را حذف می کند.

به عنوان بخشی از بحث در مورد فن آوری تقویت بتن با دستان خود، لازم است به طور جداگانه در مورد تقویت ستون ها صحبت شود، که با پوشاندن آنها با مش های کربنی یا نوارهایی که در جهت عرضی نصب می شوند، انجام می شود. به لطف این، می توان به یک اثر "پیوند" دست یافت که به جلوگیری از تغییر شکل عرضی بتن کمک می کند.

تقویت فونداسیون را خودتان انجام دهید: دستورالعمل های گام به گام

اگر به دنبال پاسخی برای این سؤال هستید: "چگونه یک فونداسیون را با دستان خود تقویت کنیم؟"، توصیه های ما را در زیر بخوانید و یاد خواهید گرفت که چگونه یک اسلب پایه را با دستان خود تقویت کنید.

قبل از شروع نصب یک سیستم تقویت کننده خارجی با استفاده از فیبر کربن، لازم است ساختار را علامت گذاری کنید و مناطقی را که عناصر تقویت کننده در آن قرار دارند مشخص کنید. پس از انجام اندازه‌گیری‌ها، سطح را از بقایای مواد تکمیلی، لایه‌های سیمان با استفاده از یک آسیاب زاویه‌ای با فنجان الماس یا دستگاه سندبلاست با آب تمیز کنید تا زمانی که سنگدانه‌های درشت بتن در معرض دید قرار گیرند. سعی کنید این دستکاری ها را به طور موثر انجام دهید، 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 ماده ای که سازه ای که قرار است تقویت شود از آن ساخته شده است.
• یکنواختی سطحی که فیبر کربن روی آن نصب می شود.
• دما و رطوبت سطحی که مواد کربنی روی آن چسبانده می شود.
• بدون گرد و غبار یا سایر آلاینده ها؛
• علاوه بر این، همچنین وجود دارد یک سری کاملپارامترهای کنترل شده، که در آن یافت می شود نقشه های تکنولوژیکیبرای انجام یک نوع کار یا دیگری.

تهیه مواد تقویت کننده

فیبر کربن به صورت رول بسته بندی شده در فیلم پلاستیکی به فروش می رسد. در فرآیند آماده سازی سطح کار، مهم است که اطمینان حاصل شود که هیچ گرد و غباری روی مواد تقویت کننده وارد نمی شود. مقادیر زیاددر هنگام سنگ زنی بتن تشکیل می شود، زیرا این امر منجر به این واقعیت می شود که مواد از چسب اشباع نشده و باعث نقص تولید می شود.

برای جلوگیری از این، مواد را قبل از برش بپوشانید. سطح کارپلی اتیلن و تنها پس از آن اندازه گیری کنید. برای برش مش ها و نوارهای کربنی، می توانید از یک چاقوی لوازم التحریر یا قیچی فلزی، لاملا - یک چرخ زاویه دار مجهز به چرخ برش فلز استفاده کنید.

توصیه می شود از ترکیبات دو جزئی به عنوان چسب استفاده شود، بنابراین، مرحله جدایی ناپذیر از آماده سازی آنها مخلوط کردن دو جزء به نسبت معین خواهد بود. برای اینکه به طور تصادفی نسبت آنها به هم نخورد، لازم است از ظروف اندازه گیری یا ترازو در فرآیند دوز کردن آنها استفاده شود. یک قانون مهم برای تهیه مخلوط وجود دارد - اجزاء مخلوط می شوند، به تدریج به یکدیگر اضافه می شوند و توده حاصل را با مته مجهز به یک چسب مخصوص مخلوط می کنند.

مهم!اشتباهاتی که در حین تهیه مخلوط انجام می شود می تواند منجر به جوشیدن چسب شود.

مهم!در بازار ساخت و ساز مدرن می توانید چسب های عرضه شده به صورت مجموعه ای را پیدا کنید - یعنی. در دو سطل که در آن حجم مورد نیاز اجزا از قبل دوز شده است. بنابراین، هنگام کار با مخلوط های از قبل دوز شده، کافی است محتویات یک سطل را با محتویات سطل دیگر مخلوط کنید (برای سهولت کار، یکی از سطل ها با حجم بیشتری عرضه می شود و نیمه خالی می ماند).

برای مش های کربنی از چسب سیمان پلیمری استفاده می شود که به صورت کیسه ای عرضه می شود و قبل از استفاده مطابق دستورالعمل با آب رقیق می شود.

چگونه مواد فیبر کربن را نصب کنیم؟

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

نصب نوار کربن را می توان به روش "خشک" یا "تر" انجام داد. در هر دو مورد، یک لایه چسب به سطح پایه تقویت شده اعمال می شود، اما روش "مرطوب" شامل خیساندن نوار کربن با چسب و سپس غلطاندن آن بر روی پایه با یک غلتک است، در حالی که روش "خشک" شامل می شود. نوار را به پایه چسبانده و فقط پس از چرخاندن آن با غلتک با مخلوط چسب آغشته می شود. بنابراین، ترتیب مراحل نصب برعکس می شود. برای آغشته کردن نوار کربن به ترکیب چسب، لایه ای از چسب را روی سطح آن بمالید و با غلتک کردن آن، اطمینان حاصل کنید که لایه بالایی چسب به عمق فیبر کربن رفته و لایه پایینی بیرون می آید.

نوارهای کربن را می توان در چندین لایه چسباند، اما هنگام چسباندن آنها به سطح سقف، استفاده از بیش از دو لایه توصیه نمی شود، که از "لغزش" مواد تحت وزن خود جلوگیری می کند.

مهم!به یاد داشته باشید که پس از پلیمریزه شدن چسب، سطح آن کاملاً صاف و یکدست می شود و پایان کار را تقریباً غیرممکن می کند. در این راستا، بدون انتظار برای سخت شدن چسب، یک لایه ماسه درشت بر روی سطح "تازه" اعمال می شود.

در حین نصب لاملاهای کربنی، یک لایه چسب نه تنها به ساختار در حال تقویت، بلکه به عنصر تقویت کننده در حال نصب نیز اعمال می شود. در پایان کار با غلتک یا کاردک لاملا رول می شود.

نصب مش کربن در طول فرآیند تقویت فونداسیون نواریبا دست خود آن را به مرطوب وصل می کنند سطح بتنی. پس از اعمال لایه اول چسب سیمان پلیمری به صورت دستی یا مکانیکی، بدون اینکه منتظر خشک شدن آن بمانید، توری کربنی را با رول باز کنید و به آرامی آن را در ترکیب اعمال شده فشار دهید. برای سهولت کار، کارشناسان استفاده از کاردک را توصیه می کنند. سپس باید منتظر تنظیم اولیه ترکیب بود که شروع آن به ویژگی های ترکیب و دمای انتخاب شده بستگی دارد. محیط زیست. برای اطمینان از اینکه ترکیب شروع به سفت شدن می کند، روی سطح آن را با انگشت خود فشار دهید - باید با تلاش زیاد فشار دهید. پس از این، یک لایه نهایی سیمان پلیمری اعمال می شود.

مهم!چسب های رزین اپوکسی در معرض آتش سوزی و خراب شدن هستند اشعه ماوراء بنفشبنابراین، آنها باید از نظر کلاس مقاومت در برابر آتش آزمایش شوند و از اشعه ماوراء بنفش محافظت شوند.

آلاچیق فیبر کربن

امروزه مواد ساخته شده از طناب، پارچه، الیاف و نوارهای ساخته شده از هیدروکربن های مدرن با محصولات ساخته شده از بتن و فولاد با موفقیت رقابت می کنند. علاوه بر این، چنین موادی سبک و نازک هستند.

حتی یک بوم با ضخامت فقط چند میلی متر، آغشته به رزین سخت شده، از یک ورق تخته سه لا 15 میلی متری و پنج برابر فولاد قوی تر است.

فیبر کربن یک ماده کامپوزیت پلیمری است که بر پایه رشته های کربنی ساخته شده است. در بین سایر پلاستیک ها و کامپوزیت ها بیشترین محبوبیت را دارد. با چهار برابر استحکام کششی بهترین فولادها، فیبر کربن بسیار سبک تر از آهن (75٪) و آلومینیوم (30٪) است.

نخ های کربنی کاملا شکننده هستند و به همین دلیل از آنها برای ایجاد پارچه الاستیک استفاده می شود. و افزودن بایندرهای پلیمری امکان تولید پلاستیک فیبر کربنی را فراهم می‌کند که در بسیاری از زمینه‌های فعالیت بشر انقلابی ایجاد کرده است.

فیبر کربن برای چه مواردی استفاده می شود؟

الیاف کربن جایگزینی برای مواد سنتی مانند فولاد، آلومینیوم، فایبرگلاس و برای ساخت خرپاهای سبک وزن و سازه های قاب. آنها بسیار بادوام، قابل اعتماد، قابل تنظیم و سبک وزن هستند.

فیبر کربن در حال حاضر تقاضای زیادی در بین سازندگان و تعمیرکاران دارد. این محبوبیت به دلیل استحکام بالای مواد است. این کیفیت هنگام چیدمان آرماتورهای خارجی آجر، بتن مسلح و سیستم های چوبی بسیار مهم است.

ساختاری که با فیبر کربن پوشانده شده است، 60٪ استحکام اضافی و تا 110٪ مقاومت فشاری دریافت می کند. اگرچه این به اندازه کافی قابل قبول به نظر نمی رسد، اما همه بررسی ها طبق SNiP و GOST این را تأیید می کنند. بنابراین، اگر قصد انجام تعمیرات را دارید یا مشغول ساخت و ساز هستید، می توانید به طور جدی به تقویت فیبر کربن فکر کنید.

افزایش استحکام سازه اجازه می دهد تا اندازه پایه کاهش یابد. فیبر کربن بارهای قابل توجهی را روی خود نگه می دارد، مهمترین چیز این است که جایی برای چسباندن آن وجود دارد. کاهش مواد مورد نیازبا توجه به استفاده از فیبر کربن مدرن، این یک رویداد مرتبط برای مناطق دور افتاده است که در آن تحویل مصالح ساختمانی سنگین دشوار است.

علاوه بر این، فیبر کربن در حال حاضر در تعمیر عناصر باربر ساخته شده از سنگ استفاده می شود. تیرها و تکیه گاه های پل های بتنی از طریق آرماتور بازسازی می شوند. به عنوان یک قاعده، کربن در صنعت استفاده می شود، اما می توان از آن در ساخت و سازهای خصوصی نیز استفاده کرد، جایی که بارها بسیار کمتر است، به این معنی که حاشیه ایمنی بسیار زیاد خواهد بود.

مزایای مواد

بسیاری از مردم از خوردگی ناشی از آرماتورهای فولادی در بتن پیش ساخته آگاه هستند. هنگام استفاده از مش فیبر کربن به جای تقویت کننده فولادی، نتایج عالی هستند.

1. بتن پانل های دیواریمی توان بسیار نازک تر ساخت
2. وزن پانل ها بسیار سبک تر می شود (تا 75٪).
3. هیچ عایق حرارتی اضافی مورد نیاز نیست زیرا فیبر کربن گرما یا سرما را هدایت نمی کند.
4. مقاومت بالایی در برابر آتش دارد.
5. این مواد جدیددر حال حاضر برای تولید ساندویچ پانل دیواری استفاده می شود.

ایرادات

فیبر کربن نیز دارای معایبی است که باید در برنامه ریزی استفاده از آن به آنها توجه کرد.

1. این ماده در مقایسه با آنالوگ ها بسیار گران است.
2. این ماده قابلیت انعکاس امواج الکتریکی را دارد که در برخی موارد می تواند یک نقطه ضعف باشد.
3. فرآیند ساخت کامپوزیت نسبت به ساخت فلز کار فشرده‌تری دارد.

فیبر کربن ماده ای متشکل از رشته های نازک با قطر 5 تا 15 میکرون است که عمدتاً توسط اتم های کربن تشکیل شده است. اتم های کربن به صورت کریستال های میکروسکوپی به موازات یکدیگر قرار گرفته اند. هم ترازی کریستال ها به فیبر استحکام کششی بیشتری می دهد.

تولید و استفاده از رشته های کربنی برای اولین بار توسط مخترع معروف آمریکایی توماس ادیسون در سال 1880 به عنوان رشته های رشته ای در لامپ های الکتریکی پیشنهاد و ثبت شد.

تولید الیاف کربن الیاف کربن معمولاً با پردازش الیاف آلی شیمیایی یا طبیعی به دست می آیند که عمدتاً اتم های کربن (99٪) در مواد الیاف باقی می ماند.

در ساخت و ساز، از فیبر کربن برای تقویت خارجی و برای تقویت سازه ها استفاده می شود - به عنوان یک پرکننده تقویت کننده که مقاومت قابل توجهی در برابر تغییر شکل و همچنین ترک های ناشی از تغییرات دمایی ناگهانی دارد.

مزایا: پانل های دیواری بتنی را می توان بسیار نازک تر ساخت. وزن پانل ها بسیار سبک تر می شود (تا 75٪). هیچ عایق حرارتی اضافی مورد نیاز نیست زیرا فیبر کربن گرما یا سرما را هدایت نمی کند. مقاومت بالایی در برابر آتش دارد. این ماده جدید در حال حاضر برای تولید پانل های دیواری ساندویچ استفاده می شود. معایب: این ماده در مقایسه با آنالوگ ها بسیار گران است. این ماده قابلیت انعکاس امواج الکتریکی را دارد که در برخی موارد می تواند یک نقطه ضعف باشد. فرآیند ساخت کامپوزیت نسبت به ساخت فلز کار فشرده‌تری دارد

ترکیب میله های کامپوزیت: -الیاف (مواد تقویت کننده) -رزین (پلیمر) سایر اجزای میله های کامپوزیت: -پرکننده ها -افزودنی ها فیبر عمدتاً مسئول استحکام مکانیکی است. رزین - برای مقاومت شیمیایی.

هدف اصلی فیبر: - تحمل بارها. - ارائه قدرت؛ - واقع در جهت بارهای اصلی. وظایف اصلی رزین: - انتقال کشش بین الیاف. - ارائه حمایت جانبی و جلوگیری از تورم؛ - محافظت از الیاف در برابر آسیب مکانیکی و تأثیر منفی عوامل خارجی.

پلاستیک‌های تقویت‌شده با فیبر کربن، مواد محکمی هستند که از رشته‌های در هم تنیده فیبر کربن ساخته شده‌اند. آنها با چگالی بالا متمایز می شوند - تا 2000 کیلوگرم بر متر مکعب، استحکام، سبکی و در تعدادی از پارامترها برتر از فولاد هستند. به همین دلیل است که تقویت فیبر کربن به عنوان یک جالب توجه است جایگزین شایستهمیله های فلزی

به روش خودم ظاهراین محصول تقریباً هیچ تفاوتی با نسل قبلی خود - اتصالات فلزی ندارد. همچنین به شکل میله های نازک یا میله هایی با قطرهای مختلف است مقطع(4 - 20 میلی متر).

هسته تقویت کامپوزیترا می توان به طور مشروط به دو بخش تقسیم کرد: هسته، که ویژگی های اصلی استحکام آرماتور را تعیین می کند، که شامل الیاف موازی است که با یک بایندر مبتنی بر رزین اپوکسی متصل شده اند. لایه بیرونی که مسئول خاصیت چسبندگی به بتن است، ماسه ای است که روی یک چسب اپوکسی اعمال می شود، که چسبندگی به بتن را افزایش می دهد، زیرا چسبندگی در تمام طول میله رخ می دهد.

آرماتور کامپوزیت برای استفاده در سازه های بتنی با آرماتورهای پیش تنیده و بدون تنش در نظر گرفته شده است. میله های کامپوزیتی مقاوم در برابر خوردگی می توانند پل ها و زیرساخت های عمرانی را از اثرات مخرب خوردگی محافظت کنند.

آرماتورهای کامپوزیت استنلس استیل دارای چندین مزیت نسبت به آرماتورهای فلزی معمولی هستند. مزایای آرماتور کامپوزیت آرماتور کامپوزیت در معرض خوردگی نیست و در برابر محیط های تهاجمی از جمله محیط قلیایی بتن مقاوم است. آرماتورهای کامپوزیت دارای مقاومت کششی 3 برابر بیشتر از فولاد هستند. در این راستا جایگزینی آرماتور با مقاومت برابر انجام می شود که در آن آرماتورهای فولادی با کاهش سطح مقطع با آرماتورهای کامپوزیت جایگزین می شوند. این به شما امکان می دهد وزن و هزینه اتصالات را کاهش دهید و ویژگی های فیزیکی و مکانیکی را حفظ کنید. آرماتور کامپوزیت در صورت تعویض با مقاومت برابر 9 برابر سبکتر از فولاد است. بدین ترتیب 1 متر خطی آرماتور فولادی با قطر 12 میلی متر وزن 0.89 کیلوگرم و 1 متر خطی آرماتور کامپوزیت با قطر 8 میلی متر برابر استحکام 0.10 کیلوگرم وزن دارد. این باعث صرفه جویی در حمل و نقل و کاهش وزن سازه می شود.

تقویت کامپوزیت به شما این امکان را می دهد که در هنگام استفاده به جای فولاد تا 50 درصد صرفه جویی کنید. علاوه بر این واقعیت که اتصالات 30-40٪ ارزان تر هستند، با بهبود لجستیک تامین، صرفه جویی قابل توجهی حاصل می شود. آرماتور کامپوزیت رسانایی حرارتی پایینی دارد. به عنوان مثال، تقویت کننده فایبرگلاس دارای رسانایی حرارتی 0.48 W/m K و تقویت کننده فولادی دارای رسانایی حرارتی 56 W/m K، یعنی 100 برابر کمتر است. تقویت کننده کامپوزیت به عنوان یک دی الکتریک، از نظر رادیویی شفاف و از نظر مغناطیسی بی اثر است. در مواجهه با دمای پایین استحکام خود را از دست نمی دهد. محدوده دمای کارکرد از -70 درجه سانتیگراد تا +100 درجه سانتیگراد.

معایب آرماتور کامپوزیت مدول الاستیسیته آرماتور کامپوزیت 3.5 برابر کمتر از فولاد است. به همین دلیل می توان از آن در فونداسیون، دال راه و ... استفاده کرد اما استفاده از آن در طبقات نیاز به محاسبات اضافی دارد. مقاومت کم مواد در برابر آتش. هنگامی که تا دمای 600 درجه سانتیگراد گرم می شود، تقویت کننده فیبر کربن به سرعت شروع به نرم شدن می کند. بنابراین، در طول ساخت و ساز لازم است اقدامات اضافیبرای عایق حرارتی در مواقع آتش سوزی تقویت کامپوزیت را نمی توان جوش داد - فقط با سیم بافندگی یا چسباندن. تولید محصولات خم شده از آرماتورهای کامپوزیت در محل نصب غیرممکن است. تولید عناصر خمیده غیر استاندارد فقط در کارخانه امکان پذیر است.

نصب با توجه به تکنولوژی تخمگذار، تقویت کامپوزیت شبیه به مواد فولادی سنتی است. در بیشتر موارد، وزن سبک میله های کامپوزیت عملاً روند نصب آرماتور را سرعت می بخشد.

خواص فیزیکی-مکانیکی و شیمیایی مواد مختلف فیبر (سیم) چگالی ρ, m³ نقطه ذوب دمای ذوب, درجه سانتی گراد استحکام کششی σB, MPa مدول کششی E, GPa آلومینیوم 2 687 660 2310 23123 بن 1 413 3 700 2 760 200 پلی آمید 1 136 249 827 2.8 پلی استر 1 385 248 689 4.1 فولاد 7 811 1 621 4 130 200

فیبر کربن - مواد مدرنکه از نازک ترین رشته ها با قطر 5-15 میکرومتر تشکیل شده است که عمدتاً توسط اتم های کربن تشکیل شده است. اتم ها به صورت کریستال های کوچکی که به موازات یکدیگر قرار گرفته اند ترکیب می شوند. به دلیل این تراز کریستالی، فیبر کربن دارای استحکام کششی قابل توجهی است.

برای اولین بار، تولید و استفاده از الیاف کربن (CF) (به طور دقیق تر، رزوه ها) توسط مخترع معروف آمریکایی - توماس ادیسون - در سال 1880 به عنوان رشته های رشته ای در لامپ های الکتریکی پیشنهاد و ثبت شد. این الیاف با تجزیه در اثر حرارت الیاف پنبه یا ابریشم مصنوعی به دست آمدند و با شکنندگی و تخلخل بالا مشخص شدند و متعاقباً با نخ های تنگستن جایگزین شدند. در طی 20 سال آینده، او همچنین پیشنهاد تولید الیاف کربن و گرافیت بر اساس الیاف طبیعی مختلف را داد.

علاقه ثانویه به الیاف کربن در اواسط قرن بیستم ظاهر شد، زمانی که جستجو برای مواد مناسب برای استفاده به عنوان اجزای کامپوزیت برای ساخت موتورهای موشک در جریان بود. از نظر خواص، CF یکی از مناسب ترین مواد تقویت کننده برای این نقش است، زیرا دارای مقاومت حرارتی بالا، خوب است. خواص عایق حرارتی، مقاومت در برابر خوردگی در برابر رسانه های گاز و مایع، استحکام و استحکام ویژه بالا.

__________________________________________________________________

رسید

فیبر کربن معمولاً با عملیات حرارتی الیاف شیمیایی یا آلی طبیعی تولید می شود که در درجه اول اتم های کربن را در مواد الیاف باقی می گذارد. درمان دما شامل چندین مرحله است. اولین آنها اکسیداسیون فیبر اصلی در هوا در دمای 250 درجه سانتیگراد به مدت 24 ساعت است. پس از اکسیداسیون، مرحله کربنیزاسیون دنبال می شود - حرارت دادن فیبر در نیتروژن یا آرگون در دمای 800 تا 1500 درجه سانتیگراد. در نتیجه کربن سازی، ساختارهای گرافیت مانند تشکیل می شود. فرآیند عملیات حرارتیبا گرافیت شدن در دمای 1600-3000 درجه سانتیگراد، که در یک محیط بی اثر نیز انجام می شود، به پایان می رسد. در نتیجه گرافیت شدن، مقدار کربن موجود در فیبر به 99 درصد افزایش می یابد.

_____________

فیبر کربن در ساخت و ساز

در ساخت و ساز، از فیبر کربن برای تقویت خارجی و برای تقویت سازه ها استفاده می شود - به عنوان یک پرکننده تقویت کننده که مقاومت قابل توجهی در برابر تغییر شکل و همچنین ترک های ناشی از تغییرات دمایی ناگهانی دارد.

از فلز و بتن نیز برای تقویت سازه ها استفاده می شود، اما فیبر کربن نسبت به آنها مزایای زیادی دارد. اصلی ترین استحکام کششی بالا است. از دیگر مزایای آن کاهش قابل توجه وزن سازه تقویت شده و اطمینان از مقاومت در برابر خوردگی آن است.

______________________________________

فیبر کربن را می توان برای تقویت سازه های ساخته شده از بتن، فولاد و چوب استفاده کرد. المان تقویت شده 120% مقاومت فشاری و تا 65% مقاومت خمشی به دست می آورد.

تقویت ستون ها و کف ها، تقویت پل ها - به نظر می رسد گزینه های استفاده از کامپوزیت های فیبر کربن در ساخت و ساز پایان ناپذیر است.

برای افزایش مقاومت دیوارهای ساختمان در مناطق لرزه خیز می توان از آرماتور خارجی استفاده کرد آجرکاریپارچه فیبر کربن

دومین زمینه اصلی کاربرد فیبر کربن در ساخت و ساز، بازسازی عناصر سنگی باربر است. تکیه گاه ها و تیرهای پل های بتنی با استفاده از آرماتور چسبی بازسازی می شوند. اینها حیاتی ترین امکانات دولتی هستند و قابلیت اطمینان آنها توسط فیبر کربن قابل اعتماد است. در ساخت و ساز خصوصی، بارها ده ها برابر کمتر است، به این معنی که تقویت فونداسیون یا گوشه های دیوار حاشیه ایمنی زیادی خواهد داشت. این یک جایگزین عالی است روش های سنتی- ریختن بتن در فونداسیون یا نصب دیوارهای مشابه.

یه چیز دیگه دارایی مفیدمواد کامپوزیت - عدم سمیت و بی ضرر بودن آن پس از پلیمریزاسیون. به شکل تمام شده دارد سطح براقو با آب واکنش نشان نمی دهد.

مزایای مواد

بسیاری از مردم از خوردگی ناشی از آرماتورهای فولادی در بتن پیش ساخته آگاه هستند. هنگام استفاده از مش فیبر کربن به جای تقویت کننده فولادی، نتایج عالی هستند.

1. پانل های دیواری بتنی را می توان بسیار نازک تر ساخت.

2. وزن پانل ها بسیار سبک تر می شود (تا 75٪).

3. عایق حرارتی اضافی مورد نیاز نیست زیرا فیبر کربن گرما یا سرما را هدایت نمی کند.

4. بسیار مقاوم در برابر آتش.

5. این ماده جدید در حال حاضر برای تولید ساندویچ پانل دیواری استفاده می شود.

ایرادات

فیبر کربن نیز دارای معایبی است که باید در برنامه ریزی استفاده از آن به آنها توجه کرد.

1. این ماده در مقایسه با آنالوگ ها بسیار گران است.

2. این ماده قابلیت انعکاس امواج الکتریکی را دارد که در برخی موارد ممکن است یک نقطه ضعف باشد.

3. فرآیند تولید کامپوزیت ها نسبت به ساخت فلزات کار فشرده تر است.

میله های ساخته شده از الیاف شیشه، بازالت یا کربن و تحت پردازش ویژه به عنوان تقویت کننده های غیر فلزی طبقه بندی می شوند. انواع مختلفی از آن وجود دارد. طبقه بندی بر اساس فیبر استفاده شده است:

§ فایبرگلاس.

§ بازالت-پلاستیک.

§ تقویت فیبر کربن.

مواد کامپوزیت ساختاری از یک عنصر تقویت کننده و یک ماتریس هستند. پایه تقویت کننده معمولاً الیافی است که ساختار پیوسته دارند. جزء ماتریس همیشه با نوعی پلیمر نشان داده می شود که میله را تشکیل می دهد. سطح بیرونی آرماتور کامپوزیت یک برجستگی آجدار داده شده است.

تکنولوژی ساخت را pultrusion یا broaching می نامند.

ماهیت روش این است که الیاف با پلیمر آغشته شده و از طریق یک ساختار تشکیل دهنده گرم کشیده می شود.

• ابتدا الیاف گرافیت به یک حمام پلیمری وارد می شود که در آن با یک پلیمر مخصوص آغشته می شود.
• از حمام، فیبر وارد دستگاه پریفرمینگ می شود.
• از آنجا، الیاف کربن به داخل قالب گرم شده هدایت می شوند. عبور از قالبی که در آن خاص است عناصر گرمایشیتا 6 منطقه با ایجاد می شود دماهای مختلف، پلیمر سخت می شود و یک محصول نهایی خنک شده ظاهر می شود.

ظاهر کاملاً شکل کلاسیک تقویت فلزی را تکرار می کند: میله ها و میله ها با قطر مقطع تا 20 میلی متر.

سطح چنین آرماتورهایی آجدار است که حداکثر چسبندگی را به ملات بتن تضمین می کند.

با تشابه بیرونی ترکیب شیمیاییتقویت کامپوزیت غیر فلزی کاملاً متفاوت است. این از الیاف کربن ساخته شده است که به یک بسته نرم افزاری با پلیمر متصل شده اند. ناپیوستگی ساختار پرکننده کربن، خواص و ویژگی های ماده را تعیین می کند و آن را به طور مطلوب در بین محصولات مشابه متمایز می کند.

تقویت فیبر کربن دارد طیف گسترده ایبرنامه های کاربردی در ساخت ساختمان های مسکونی و ساختمان های عمومی و همچنین تاسیسات صنعتیو امکانات ذخیره سازی

خرابی سازه های بتنی در اثر خوردگی آرماتورهای فولادی یکی از چالش های عمده صنعت ساختمان است.

مزیت اصلی نسبت به سایر مواد، که تعیین کننده استفاده از تقویت کننده فیبر کربن در ساخت و ساز است، مقاومت در برابر خوردگی آن در رابطه با شرایط مختلفمحیط خارجی فرقی نمی کند که محیط تهاجمی عاملی در بهره برداری از تأسیسات آینده باشد یا در طول فرآیند ساخت و ساز ایجاد شود.

آرماتورهای کامپوزیت استنلس استیل دارای چندین مزیت نسبت به آرماتورهای فلزی معمولی هستند.

مزایاتقویت فیبر کربن:

· تقویت فیبر کربن 3 برابر بیشتر از فولاد استحکام کششی دارد. در این راستا جایگزینی آرماتور با مقاومت برابر انجام می شود که در آن آرماتورهای فولادی با کاهش سطح مقطع با آرماتورهای کامپوزیت جایگزین می شوند. این به شما امکان می دهد وزن و هزینه اتصالات را کاهش دهید و ویژگی های فیزیکی و مکانیکی را حفظ کنید.

· آرماتورهای کامپوزیت در معرض خوردگی نبوده و در برابر محیط های تهاجمی از جمله محیط قلیایی بتن مقاوم است.

· آرماتور کامپوزیت در صورت تعویض با مقاومت برابر 9 برابر سبکتر از فولاد است. این باعث صرفه جویی در حمل و نقل و کاهش وزن سازه می شود.

· در مواجهه با دماهای پایین استحکام خود را از دست نمی دهد. محدوده دمای کارکرد از -70 درجه سانتیگراد تا +100 درجه سانتیگراد.

· آرماتور کامپوزیت رسانایی حرارتی پایینی دارد. رسانایی حرارتی 100 برابر کمتر از فلز است.

آرماتور کامپوزیت به دلیل دی الکتریک بودن، شفافیت رادیویی دارد و از نظر مغناطیسی بی اثر است. راه نمی دهد جریان الکتریکی. جلوگیری می کند اتصال کوتاهسیم کشی برق داخل بتن فیبر کربن برای امواج رادیویی تداخل یا اعوجاج ایجاد نمی کند.

· ماندگاری بالا. طبق گفته تمامی سازندگان آرماتور کامپوزیت، حداقل عمر مفید آن حدود 75 سال است.

· تقویت کامپوزیت به شما این امکان را می دهد که در هنگام استفاده به جای فولاد تا 50 درصد صرفه جویی کنید. علاوه بر این واقعیت که اتصالات 30-40٪ ارزان تر هستند، با بهبود لجستیک تامین، صرفه جویی قابل توجهی حاصل می شود.

ایرادات:

این اتصال دارای جنبه های مثبت بسیاری است، اما معایبی نیز دارد.

اولین مورد مدول الاستیک پایین است. با توجه به این شاخص، اتصالات 4 برابر پایین تر از فلز هستند. این خاصیت در این واقعیت آشکار می شود که ماده خم نمی شود، بلکه می شکند. به همین دلیل در ساخت فونداسیون ها، جاده ها و پل ها استفاده می شود، اما استفاده از آن در طبقات خطرات احتمالی و نیاز به محاسبات اضافی را به دنبال دارد.

در مورد تاثیر باید گفت دمای بالا. وقتی تا 600 درجه گرم شد. ج، تقویت فیبر کربن به سرعت شروع به نرم شدن می کند. بنابراین، در طول ساخت و ساز لازم است اقدامات اضافی برای عایق حرارتی در صورت آتش سوزی انجام شود.

یکی دیگر از معایب این واقعیت است که تقویت کننده کامپوزیت فقط با تقویت کننده چسبناک متصل است. در سایت های ساختمانی بزرگ، نوک های فولادی اغلب روی میله ها قرار می گیرند و تنها پس از آن جوشکاری انجام می شود.

تقویت بافندگی

اگر از گیره ها و گیره های مخصوص استفاده کنید، تقویت بافندگی از مواد کامپوزیت بسیار ساده است.

با توجه به تکنولوژی تخمگذار، تقویت کامپوزیت مشابه مواد فولادی سنتی است.

زمینه های کاربرد تقویت کامپوزیت:

· در پی های زیر سطح صفر.

· به عنوان اتصالات انعطاف پذیر برای دیوارهای سه لایه.

· برای ساخت و ساز جاده.

· در سازه هایی که تحت شرایط خوردگی تسریع شده آرماتورهای فولادی و بتن کار می کنند (اسکله ها، اسکله های خشک، حفاظ بانک).

بازار تقویت کامپوزیت به سرعت در حال رشد است. به گفته کارشناسان رشد آن 12 درصد در سال است.

در اینجا ارائه شده است ویژگی های مقایسه ایهزینه تقویت کامپوزیت و فولاد برای جایگزینی با مقاومت برابر.

اطلاعات مرتبط