Využití uhlíkových vláken ve stavebnictví: vyztužení a vyztužení nosných konstrukcí

Obsah článku



Dvacáté první století je plné inovací a stavebnictví není výjimkou. Jeden z nejnovějších a nejoblíbenějších materiálů – uhlíkové (uhlíkové) vlákno – zaujal své správné místo, částečně vytlačoval skleněná vlákna a podobné výztužné materiály.

Využití uhlíkových vláken ve stavebnictví: vyztužení a vyztužení nosných konstrukcí

Uhlíková tkanina: vlastnosti a vlastnosti

Přesně řečeno, uhlíkové vlákno není vynálezem tohoto století. Dlouho se používá v letadle a v raketě, ale průměrný člověk je s tímto materiálem obeznámen ve formě tyčinek z uhlíkových vláken a kevlaru. Poté, co prošel dlouhou fází zvládnutí a zdokonalení technologie, se průmysl konečně připravil poskytnout ostatním odvětvím uhlíkovou tkaninu, včetně stavebnictví.

Využití uhlíkových vláken ve stavebnictví: vyztužení a vyztužení nosných konstrukcí

Hlavním znakem uhlíkových vláken je vysoká měrná pevnost v tahu ve vztahu k jejich vlastní hmotnosti. Výrobky vyztužené uhlíkovými vlákny si zachovávají nejvyšší známou pevnost v tahu, zatímco z hlediska spotřeby materiálu a celkové hmotnosti jsou mnohem výhodnější než ocel, která je dnes rozšířená..

Ve své původní podobě je uhlíkové vlákno tenké mikrovlákno, které může být tkané do nití, ze kterých lze zase tkané plátno jakékoli velikosti. Správnou orientací molekul, jejich silnou vazbou, je dosaženo takové vysoké pevnosti. V opačném případě vlákna jednoduše plní funkci výztuže pro jakýkoli typ strukturálního plniva, od epoxidových pryskyřic po beton..

Využití uhlíkových vláken ve stavebnictví: vyztužení a vyztužení nosných konstrukcí

Jednou z nejvýraznějších vlastností uhlíkových vláken je vysoká sorpční kapacita. Výhodou použití uhlíku k posílení prvků obložení interiéru je to, že uhlík neumožňuje přirozeným nečistotám, barvivům nebo rozpouštědlům vniknout do vzduchu v domácnosti. Současně jsou sorpční procesy naprosto neškodné samotnému vláknu..

Využití uhlíkových vláken ve stavebnictví: vyztužení a vyztužení nosných konstrukcí

Výhody použití

Obecně jsou pro konstrukci zajímavé dvě vlastnosti uhlíkových vláken. První, strukturální mnohostranná výztuž, se používá k tomu, aby materiálu poskytla zvýšenou tvrdost a pevnost v tlaku. Struktura je vyztužena 5–10 µm silným vláknem v různých délkách vlákna. Má smysl strukturálně posílit povrchové úpravy a nosnou strukturu budov.

Druhým cílem uhlíkových vláken ve stavebnictví – zapuštěné vyztužení – je dodatečně recyklované panenské vlákno, které má podobu plátna, pramence, nití, lan a prutů vyztužených polymerními pryskyřicemi. V tomto případě uhlíkové vlákno nezesiluje samotné jádro jako celek, ale slouží jako spolehlivá základna odolná proti roztržení..

Využití uhlíkových vláken ve stavebnictví: vyztužení a vyztužení nosných konstrukcí

Jaká je však výhoda uhlíkových vláken a proč by měla být preferována před méně exotickými materiály? Začněme tím, že z hlediska fyzikálních a chemických vlastností je nejbližším konkurentem uhlíkových vláken skelné vlákno, které je poměrně rozšířené ve formě skleněných vláken pro vnitřní omítky. Sklo má však mnohem nižší odolnost proti roztržení a vyšší hmotnost, zatímco uhlíkový polymer je nejen silný, ale také díky lepivosti přilne k okolnímu pevnému materiálu mnohem lépe..

Využití uhlíkových vláken ve stavebnictví: vyztužení a vyztužení nosných konstrukcí

Takto vyztužené opláštění a struktura také vykazují zvýšenou smykovou a torzní pevnost, což byl vždy významný problém pro ocel, sklo a další plasty..

Využití uhlíkových vláken ve stavebnictví: vyztužení a vyztužení nosných konstrukcí

Není to však bez komplikací. Zejména v interiérových dekoracích budov se objevuje otázka požární bezpečnosti uhlíkových vláken. V přítomnosti kyslíku hoří i při teplotách asi 350–400 ° C, avšak při „konzervování“ v bezvzduchovém prostředí si uhlík zachovává své vlastnosti i při zahřátí nad 1700 ° C. Vyšší tepelná odolnost je zaručena vláknem a jeho deriváty potaženými různými druhy karbidů – to je třeba vzít v úvahu při výběru materiálu pro dokončovací práce.

Aplikace při dokončovacích pracích

Široká škála dekorativních materiálů vyžaduje základnu, která je naprosto bez trhlin. Patří sem akrylová barva, polymerní podlahové nátěry, benátská omítka a další tenké a křehké sloučeniny..

Využití uhlíkových vláken ve stavebnictví: vyztužení a vyztužení nosných konstrukcí

Pokud u falešných stěn ze sádrokartonu není tento problém nijak zvlášť akutní, vyžadují jiné materiály kvůli výraznější lineární expanzi zvláštní přístup. Vezměte například vyztužení a izolaci spojů jednovrstvého opláštění z OSB. Téměř jakýkoli tmel nebo lepidlo se rozpadne přímo uvnitř švu za rok nebo dva.

Takové spáry by měly být vyplněny silným polymerním lepidlem, poté přilehlé okraje zakryjte tenkou páskou z uhlíkových vláken o 25–30 mm a znovu zakryjte vrstvou výplně, opatrně vyhlaďte výplň špachtlí.

Takové zpracování ve většině případů nevyžaduje následné vyrovnání povrchu. Opláštění předpokládá monolitickou sílu a výsledné strukturální přepětí je plně kompenzováno vlastnostmi OSB.

Využití uhlíkových vláken ve stavebnictví: vyztužení a vyztužení nosných konstrukcí

Podobný princip lze aplikovat i na konečné vyrovnání omítnutých stěn akrylovým tmelem. V tomto případě je uhlíkové vlákno nesporným lídrem v udělování nárazové odolnosti a odolnosti proti praskání. Instalace se provádí analogicky s laminátem:

  1. Nejprve tenký souvislý povlak povrchu.
  2. Poté položte plátno a vyhlaďte jej.
  3. Poté můžete okamžitě pokračovat s konečným zarovnáním..

Plátno se žádným způsobem neprojevuje na vzhledu konečného povrchu, a to ani před vyschnutím kompozice ani po ní.

Použití uhlíkových vláken

Posílení nosných prvků in-situ nebo továrních litých budov je možné přidáním uhlíkových vláken do kapalného plniva. Již nyní lze uhlíkové vlákno nakupovat ve velkém množství, aby se snížila tloušťka stěn, sloupů a dalších prvků betonových konstrukcí, u kterých dochází ke svislému axiálnímu tlakovému zatížení. Díky tomu je uvolněno mnoho prostoru pro strukturální izolaci nebo tepelnou izolaci konstrukcí..

Tento materiál bude obzvláště zajímavý pro milovníky vlasových základů, kde je práce uhlíkové příze zcela vizuální. Sloup, který si zachovává pevnost v tlaku 12 až 15 tun, při zohlednění všech doporučených bezpečnostních rezerv, má tloušťku asi 80 mm. Uvnitř jsou pouze dva prameny polymerní výztuže a na dalších dvou stranách jsou položeny prameny uhlíkových pramenů..

Kolik uhlíkových vláken je potřeba k vyztužení betonu? V žádném případě pouze 0,05-0,12% hmotnosti hotových betonových výrobků. Koncentrace může být ještě vyšší, pokud jde například o hydraulické konstrukce nebo betonové nosníky.

Vnější výztužné systémy

Struktura vyztužená uhlíkovými vlákny je tak silná, že ji lze dokonce použít jako ochranný obal pro silně zatížené konstrukce. Od výškové konstrukce pouzdra po prefabrikované rámové konstrukce poskytuje vnější výztužný pás nebývalou odolnost proti provoznímu přetížení.

Využití uhlíkových vláken ve stavebnictví: vyztužení a vyztužení nosných konstrukcí

Spodní linie spočívá v tom, že jádro samotného prvku, které obsahuje vloženou výztuž, je odléváno obvyklým způsobem, avšak s minimální ochrannou vrstvou betonu po stranách. Po odstranění bednění se produkt, ať už jde o sloup nebo výztužný pás, obalí vrstvou uhlíkové tkaniny nebo silnou nití a poté se nalije do písku obsahujícího vlákno. Tento přístup vylučuje potřebu použití těžkého žulového betonu při plném zdědění jeho pevnostních charakteristik. Navíc i nejmenší vrstva uhlíkem vyztuženého betonu výrazně snižuje korozi vložené výztuže..

Využití uhlíkových vláken ve stavebnictví: vyztužení a vyztužení nosných konstrukcí

Konkrétní případ vnějšího vyztužení lze nazvat lepením spár pomocí klapek nebo páskou z uhlíkových vláken, uhlíkovou tkaninou se souběžnou impregnací epoxidovými pryskyřicemi. Takovéto spojení prokazuje třikrát vyšší pevnost než obvykle, což je neocenitelné pro krokvové systémy a zejména pro připevnění vazníků na Mauerlat.

Ohodnoťte tento článek
( Zatím žádné hodnocení )
Přidejte komentáře

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Využití uhlíkových vláken ve stavebnictví: vyztužení a vyztužení nosných konstrukcí
Vpiska – co to znamená na slangu mládeže