Treść artykułu
- Tkanina węglowa: cechy i cechy
- Korzyści z używania
- Zastosowanie w pracach wykończeniowych
- Korzystanie z włókna węglowego
- Zewnętrzne systemy zbrojenia
XXI wiek obfituje w innowacje, a branża budowlana nie jest wyjątkiem. Jeden z najnowszych i najpopularniejszych materiałów – włókno węglowe (węglowe) – zajął należne mu miejsce, częściowo wypierając włókno szklane i podobne materiały wzmacniające.
Tkanina węglowa: cechy i cechy
Ściśle mówiąc, włókno węglowe nie jest wynalazkiem tego wieku. Od dawna jest używany w samolotach i rakietach, ale przeciętny człowiek jest zaznajomiony z tym materiałem w postaci prętów z włókna węglowego i kevlaru. Przeszedłszy przez długi etap doskonalenia i ulepszania technologii, branża w końcu jest gotowa do zaopatrywania innych gałęzi przemysłu w tkaniny węglowe, w tym konstrukcję..
Główną cechą włókien węglowych jest wysoka wytrzymałość właściwa na rozciąganie w stosunku do ich własnego ciężaru. Produkty wzmocnione włóknem węglowym zachowują najwyższą znaną wytrzymałość na rozciąganie, a pod względem zużycia materiałów i masy całkowitej są znacznie bardziej opłacalne niż szeroko rozpowszechniona stal..
W swojej pierwotnej postaci włókno węglowe to cienka mikrofibra, którą można wplecić w nici, z których z kolei można utkać płótno o dowolnym rozmiarze. Dzięki odpowiedniej orientacji cząsteczek, ich silnemu wiązaniu uzyskuje się tak dużą wytrzymałość. W przeciwnym razie włókna po prostu pełnią funkcję wzmocnienia dla każdego rodzaju wypełniacza strukturalnego, od żywic epoksydowych po beton..
Jedną z najbardziej widocznych cech włókna węglowego jest jego wysoka zdolność sorpcyjna. Zaletą stosowania węgla do wzmacniania elementów wykończenia wnętrza jest to, że węgiel nie pozwala naturalnym zanieczyszczeniom, barwnikom lub rozpuszczalnikom dostać się do powietrza w domu. Jednocześnie procesy sorpcji są całkowicie nieszkodliwe dla samego włókna..
Korzyści z używania
Ogólnie rzecz biorąc, dwie właściwości włókna węglowego są interesujące dla konstrukcji. Pierwsze, strukturalne, wielostronne zbrojenie służy do nadania materiałowi zwiększonej twardości i wytrzymałości na ściskanie. Konstrukcja jest wzmocniona włóknem o grubości 5–10 µm przy różnych długościach włókien. Sensowne jest strukturalne wzmocnienie powierzchni wykończeniowych i konstrukcji nośnej budynków.
Drugi cel włókien węglowych w budownictwie – zbrojenie osadzone – spełnia dodatkowo recyklingowane włókna pierwotne, które mają postać płótna, rowingu, nici, lin i prętów wzmocnionych żywicami polimerowymi. W tym przypadku włókno węglowe nie wzmacnia samego rdzenia jako całości, ale służy jako niezawodna, odporna na rozdarcie podstawa..
Ale jaka jest zaleta włókien węglowych i dlaczego należy je preferować w stosunku do mniej egzotycznych materiałów? Zacznijmy od tego, że pod względem właściwości fizycznych i chemicznych najbliższym konkurentem włókna węglowego jest włókno szklane, które jest dość rozpowszechnione w postaci włókna szklanego do tynkowania wewnętrznego. Jednak szkło ma znacznie mniejszą odporność na rozdzieranie i większą wagę, podczas gdy polimer węglowy jest nie tylko mocny, ale także znacznie lepiej przylega do otaczającego materiału stałego ze względu na jego wysoką naturalną przyczepność..
Okładzina i wzmocniona w ten sposób konstrukcja wykazują również zwiększoną wytrzymałość na ścinanie i skręcanie, co zawsze stanowiło istotny problem w przypadku stali, szkła i innych tworzyw sztucznych..
Nie jest to jednak pozbawione komplikacji. W szczególności przy dekoracji wnętrz budynków podnosi się kwestię bezpieczeństwa przeciwpożarowego włókna węglowego. W obecności tlenu spala się nawet w temperaturze ok. 350–400 ° C, jednak „konserwowany” w środowisku pozbawionym powietrza węgiel zachowuje swoje właściwości nawet po podgrzaniu powyżej 1700 ° C. Wyższą żaroodporność gwarantuje włókno i jego pochodne powlekane różnego rodzaju węglikami – należy to uwzględnić przy wyborze materiału do prac wykończeniowych.
Zastosowanie w pracach wykończeniowych
Szeroka gama materiałów dekoracyjnych wymaga podłoża absolutnie pozbawionego pęknięć. Obejmuje to farby akrylowe, polimerowe powłoki podłogowe, tynk wenecki i inne cienkie i delikatne związki..
Jeśli w przypadku fałszywych ścian wykonanych z płyt gipsowo-kartonowych problem ten nie jest szczególnie dotkliwy, to inne materiały ze względu na bardziej wyraźną rozszerzalność liniową wymagają specjalnego podejścia. Weźmy na przykład wzmocnienie i izolację połączeń jednowarstwowego poszycia wykonanego z płyty OSB. Prawie każdy kit lub klej rozpadnie się w szwie za rok lub dwa.
Takie spoiny należy wypełnić mocnym klejem polimerowym, a sąsiednie krawędzie na 25–30 mm pokryć cienką taśmą z włókna węglowego i ponownie pokryć warstwą szpachlówki, starannie wygładzając szpachlę..
Taka obróbka w większości przypadków nie wymaga późniejszego wyrównania powierzchni. Poszycie przyjmuje monolityczną wytrzymałość, a wynikające z tego przepięcia strukturalne są w pełni kompensowane przez właściwości płyty OSB.
Podobną zasadę można zastosować do ostatecznego wyrównania otynkowanych ścian za pomocą szpachli akrylowej. W tym przypadku włókno węglowe jest niekwestionowanym liderem pod względem odporności na uderzenia i pękanie. Instalacja odbywa się analogicznie do włókna szklanego:
- Najpierw cienka, ciągła powłoka powierzchni.
- Następnie układamy płótno i wygładzamy.
- Po czym możesz natychmiast przejść do ostatecznego wyrównania.
Płótno nie przejawia się w żaden sposób w wyglądzie wykończonej powierzchni, ani przed wyschnięciem, ani po wyschnięciu kompozycji.
Korzystanie z włókna węglowego
Wzmocnienie elementów nośnych budowli wykonanych na miejscu lub odlewanych fabrycznie jest możliwe poprzez dodanie włókna węglowego do ciekłej kompozycji wypełniacza. Już teraz włókno węglowe można kupić w dużych ilościach, aby zmniejszyć grubość ścian, słupów i innych elementów konstrukcji betonowych, które podlegają pionowym osiowym obciążeniom ściskającym. Dzięki temu uzyskuje się dużo miejsca na izolację strukturalną lub termoizolację konstrukcji..
Materiał ten będzie szczególnie interesujący dla miłośników fundamentów z rusztu palowego, gdzie praca przędzy węglowej jest całkowicie wizualna. Słupek, który zachowuje wytrzymałość na ściskanie 12-15 ton przy uwzględnieniu wszystkich zalecanych marginesów bezpieczeństwa, ma grubość około 80 mm. Wewnątrz znajdują się tylko dwa pasma wzmocnienia polimerowego, a na pozostałych dwóch stronach ułożone są pasma rowingu węglowego..
Ile włókna węglowego jest potrzebne do zbrojenia betonu? W żadnym wypadku tylko 0,05-0,12% masy gotowych wyrobów betonowych. Stężenie może być jeszcze większe, jeśli chodzi na przykład o konstrukcje hydrauliczne lub betonowe kratownice podłogowe.
Zewnętrzne systemy zbrojenia
Konstrukcja wzmocniona włóknem węglowym jest tak mocna, że może być stosowana nawet jako zbrojenie dookoła mocno obciążonych konstrukcji. Od wieżowców po prefabrykowane konstrukcje ramowe, zewnętrzny pas wzmacniający zapewnia niespotykaną dotąd odporność na przeciążenia eksploatacyjne.
Najważniejsze jest to, że rdzeń samego elementu, zawierający osadzone zbrojenie, jest odlewany jak zwykle, ale z minimalną ochronną warstwą betonu po bokach. Po usunięciu szalunku wyrób, czy to kolumna, czy taśma zbrojąca, jest owijany warstwą tkaniny węglowej lub grubą nicią, a następnie zalewany piaskiem betonowym zawierającym włókna. Takie podejście eliminuje potrzebę stosowania ciężkiego betonu granitowego, jednocześnie w pełni dziedzicząc jego właściwości wytrzymałościowe. Co więcej, nawet najmniejsza warstwa betonu zbrojonego węglem znacznie ogranicza korozję osadzonego zbrojenia..
Szczególny przypadek zbrojenia zewnętrznego można nazwać wklejaniem połączeń listwami lub taśmą z włókna węglowego, tkaniny węglowej z jednoczesną impregnacją żywicami epoksydowymi. Takie połączenie wykazuje trzykrotnie większą wytrzymałość niż zwykle, co jest nieocenione w przypadku systemów krokwiowych, aw szczególności przy mocowaniu kratownic do Mauerlat.
Bądź pierwszy, który skomentuje ten wpis