Si lahko predstavljate? »Vesoljski material«, ki so ga nekoč uporabljali v ohišjih raket in lopaticah vetrnih turbin, zdaj prepisuje zgodovino ojačitve stavb – to je ...mreža iz ogljikovih vlaken.
- Aeronavtična genetika v šestdesetih letih prejšnjega stoletja:
Industrijska proizvodnja ogljikovih vlaken je omogočila, da je bil ta material, ki je devetkrat močnejši od jekla, a tri četrtine lažji, prvič predstavljen človeštvu. Sprva je bil rezerviran za "elitne sektorje", kot sta vesoljska industrija in vrhunska športna oprema, tkan je bil s tradicionalnimi tekstilnimi tehnikami, vendar je imel potencial, da obrne svet na glavo.
- Prelomnica v "vojni proti jeklu":
Konvencionalna armaturna mreža je kot "stara čarovnica" gradbenega sveta: tehta toliko kot slon (približno 25 kg na kvadratni meter armaturne mreže) in se poleg tega boji soli, vode in časa – erozija zaradi kloridnih ionov povzroči raztezanje in razpokanje jeklene armature.
Pojavmrežasta tkanina iz ogljikovih vlakenpopolnoma odpravlja zastoj: z usmerjenim tkanjem + impregnacijo z epoksidno smolo debelina ojačitvene plasti znaša od 5 cm do 1,5 cm, teža je le 1/4 armature, hkrati pa je odporna na kisline in alkalije, morsko vodo, v armaturi mostu na morju pa že 20 let ni znakov korozije.
Zakaj inženirji hitijo z njegovo uporabo? Razkritih je bilo pet ključnih prednosti.
| Prednosti | Tradicionalna jeklena ojačitev / tkanina iz ogljikovih vlaken v primerjavi z mrežasto tkanino iz ogljikovih vlaken | Analogija življenja |
| Lahek kot pero, močan kot jeklo | 15 mm debela plast armature lahko prenese natezno silo 3400 MPa (kar ustreza eni palčki za tri slone), 75 % lažja od armaturne palice | Rad bi nosil "neprebojno majico" v stavbi, vendar to ne poveča teže |
| Gradnja kot barvanje stene Tako preprosto kot | Brez varjenja, vezanja, z neposrednim brizganjem polimerne malte, projekt ojačitve šole v Pekingu s tem skrajša čas gradnje za 40 % | Prihranite več kot le polaganje ploščic, se lahko naučite navadni ljudje |
| Požarna odpornost za gradnjo do nezaslišanih meja | Visokotemperaturna trdnost pri 400 ℃ ostane nespremenjena, ojačitev nakupovalnega središča pa je odporna proti ognju, medtem ko se tradicionalno epoksidno lepilo zmehča pri 200 ℃. | Enakovredno nošenju "gasilske obleke" v stavbi. |
| Sto let ni slab "konzervans" | Ogljikova vlakna so inertni material, ki se v kemični tovarni uporablja v močno kislem okolju 15 let brez poškodb, medtem ko je armatura že zdavnaj zarjavela v žlindro. | kot nerjaveče jeklo je tudi odporno na proizvodno "gradbeno cepivo" |
| Dvosmerni protipotresni "mojster borilnih veščin" | vzdolžna in prečna smer sta lahko natezna, po potresu je bila šolska stavba ojačana z njo, nato pa je naletela na popotresni sunek stopnje 6 brez novih razpok | kot stavba, opremljena z "vzmetmi, ki blažijo udarce" |
poudarek:Pri gradnji je treba uporabiti ustrezno polimerno malto! V nekaterih soseskah je bila pomotoma uporabljena navadna malta, zaradi česar je ojačitvena plast bobnov odpadla – tako kot pri uporabi lepila za lepljenje stekla, lepilo ni pravo, kar pomeni izgubo dela.
Od Prepovedanega mesta do mostu čez morje: Tiho spreminja svet
- »Nevidni povoj« za kulturno dediščino in starodavne stavbe:
Beyer Bau, stoletje stara stavba na Tehnični univerzi v Dresdnu v Nemčiji, je zaradi povečanih obremenitev nujno potrebovala ojačitev, vendar je bila podvržena omejitvam, ki jih je naložilo spomeniško varstvo. Inženirji so s 6 mm debelo mrežo iz ogljikovih vlaken in tanko plastjo malte na spodnji del nosilca "prilepili" plast "prozornega obliža", s čimer so ne le povečali nosilnost za 50 %, ampak tudi stavbi niso niti najmanj spremenili prvotnega videza, kar so pohvalili celo strokovnjaki odbora za dediščino: "Rad bi stari stavbi naredili prenovo brez brazgotin."
- Prometno inženirski "super popravek":
Na Floridi v Združenih državah Amerike so leta 2003 stebri mostu čez morje ojačani z mrežasto tkanino iz ogljikovih vlaken, njihova trdnost pa se je iz "šibkega" stanja povečala za 420 %, zdaj pa so 20 let pozneje orkani še vedno stabilni kot gora na obali. Domači projekt mostu Hong Kong-Zhuhai-Macao med otoki je ta most tiho uporabil tudi za strukturno izboljšanje, da bi preprečil erozijo zaradi morske vode.
- "Čarobno orožje za obračanje staranja" stare in dotrajane majhne stvari:
V soseski iz 80. let v Pekingu so bile talne plošče močno razpokane, prvotni načrt pa je bil, da jih porušijo in obnovijo. Kasneje so z ojačitvijo iz ogljikovih vlaken in polimerne malte stroški na kvadratni meter znašali le 200 juanov, kar je 80 % manj, kot bi prihranili pri obnovi, in zdaj stanovalci pravijo: "Hiša se zdi 30 let mlajša!"
Prihodnost je tu: Samozdravljenje in spremljanje "pametnih materialov" je na poti
- "Samozdravilni zdravnik" v betonu:
Znanstveniki razvijajo mrežo iz ogljikovih vlaken, ki se »sama zaceli« – ko se v strukturi pojavijo mikrorazpoke, se mreža lahko uporabi kot ojačitev. – Ko se v strukturi pojavijo mikrorazpoke, kapsule v materialu počijo in sprostijo popravljalna sredstva, ki samodejno zapolnijo razpoke. Testi v laboratoriju v Združenem kraljestvu so pokazali, da bi material lahko podaljšal življenjsko dobo betona za do 200 let.
- »Zapestnica za zdravje« za stavbe:
vgrajuje optične senzorje vmreža iz ogljikovih vlaken, kot »pametna ura« za stavbe: znamenitost stavbe v Šanghaju jo uporablja za spremljanje posedanja in razpok v realnem času, podatki pa se posredujejo neposredno v zaledno pisarno uprave, kar je 100-krat učinkovitejše od tradicionalnega ročnega pregleda. Je 100-krat učinkovitejši od tradicionalnega ročnega pregleda.
Vestni nasveti inženirjem in lastnikom
1. Izberite prave materiale, dvakrat boljši rezultat s polovico manj truda:prepoznate izdelke z natezno trdnostjo ≥ 3400 MPa in modulom elastičnosti ≥ 230 GPa, od proizvajalcev pa lahko zahtevate poročila o preskusih.
2. Pri gradnji ne bodite leni:Osnovna površina mora biti polirana do čistega, polimerno malto pa je treba zmešati v skladu z razmerjem.
3. Prednostna naloga pri prenovi starih stavb:V primerjavi z rušenjem in rekonstrukcijo lahko ojačitev iz ogljikovih vlaken ohrani prvotni videz stavbe, hkrati pa prihrani več kot 60 % stroškov.
Zaključek
Ko so se letalski materiali "spustili na zemljo" v gradbeništvu, smo nenadoma ugotovili: originalna ojačitev ne potrebuje velikih naporov, originalna stara stavba pa lahko "raste v obratni smeri".Mrežasta tkanina iz ogljikovih vlakenje kot »superjunak« v gradbeni industriji, z lahkimi, močnimi in vzdržljivimi lastnostmi, tako da ima vsaka stara stavba priložnost, da obnovi svoje življenje – in to je morda le začetek materialne revolucije.
Čas objave: 26. junij 2025
