Можете собі уявити? «Космічний матеріал», який колись використовувався в корпусах ракет і лопатях вітрових турбін, тепер переписує історію армування будівель – це...сітка з вуглецевого волокна.
- Аерокосмічна генетика в 1960-х роках:
Промислове виробництво вуглецевих волокон дозволило вперше представити людству цей матеріал, який у дев'ять разів міцніший за сталь, але на три чверті легший. Спочатку його використовували лише в «елітних секторах», таких як аерокосмічна промисловість та висококласне спортивне спорядження, але він був тканий з використанням традиційних текстильних технік, але мав потенціал перевернути світ з ніг на голову.
- Поворотний момент у «війні проти сталі»:
Звичайна арматурна сітка схожа на «старого дріб’язкову» будівельного світу: вона важить як слон (близько 25 кг на квадратний метр арматурної сітки), а також боїться солі, води та часу – ерозія іонів хлориду призводить до розширення та розтріскування сталевої арматури.
Появатканина з вуглецевого волокна з сіткиповністю виходить з глухого кута: завдяки спрямованому плетінню + просоченню епоксидною смолою, товщина армуючого шару збільшується від 5 см до 1,5 см, вага становить лише 1/4 арматури, але також стійкий до кислот і лугів, морської води, а в арматурі мосту на морі немає ознак корозії протягом 20 років.
Чому інженери поспішають його використовувати? Виявлено п'ять ключових переваг
Переваги | Традиційна сталева арматура / тканина з вуглецевого волокна проти тканини з вуглецевого волокна | Аналогія з життям |
Легкий, як пір'їнка, міцний, як сталь | Арматурний шар товщиною 15 мм витримує розтягувальне зусилля 3400 МПа (еквівалентно 1 паличці для їжі, яка може утримувати трьох слонів), на 75% легший за арматуру | Якби на будівлю було носити «куленепробивну майку», але це не збільшує вагу |
Будівництво, як фарбування стіни. Так просто, як... | Без зварювання, стяжок, прямого напилення полімерного розчину, проект армування школи в Пекіні скоротив термін будівництва на 40%. | Збережіть більше, ніж просто укладання плитки, звичайні люди можуть навчитися |
Вогнестійкість до надзвичайних умов | Міцність за високої температури 400 ℃ залишається незмінною, армування торгового центру завдяки вогнестійкості, тоді як традиційний епоксидний клей розм'якшується при 200 ℃ | Еквівалентно носінню «пожежного костюма» на вході до будівлі. |
Сто років непоганий «консервант» | Вуглецеве волокно – це інертний матеріал, який використовується на хімічному заводі в сильному кислому середовищі протягом 15 років без пошкоджень, тоді як арматура давно заржавіла, перетворившись на шлак. | ніж нержавіюча сталь, вона також стійка до виробничої «будівельної вакцини» |
Двосторонній антисейсмічний «майстер бойових мистецтв» | поздовжній та поперечний напрямок можуть бути розтягувальним, після землетрусу шкільна будівля була армована ним, а потім зазнала афтершоку 6-го рівня без нових тріщин | як будівля, обладнана «амортизуючими пружинами» |
акцент:У будівництві необхідно використовувати полімерний розчин відповідного кольору! У деяких районах помилково використовувався звичайний розчин, в результаті чого армуючий шар відпадав від барабанів — так само, як і використання клею для склеювання скла, клей не є правильним, а означає марну роботу.
Від Забороненого міста до мосту через море: воно непомітно змінює світ
- «Невидима пов'язка» для культурної спадщини та стародавніх будівель:
Баєр-Бау, столітня будівля в Технічному університеті Дрездена в Німеччині, терміново потребувала підсилення через збільшення навантажень, але підпадала під обмеження, накладені охороною пам'яток. Інженери за допомогою 6-міліметрової вуглецевої сітки та тонкого шару розчину «вклеїли» в нижню частину балки шар «прозорого пластиру», що не тільки збільшило несучу здатність на 50%, але й зовсім не змінило первісний вигляд будівлі, і навіть експерти Ради спадщини похвалили це: «Було б чудово оновити стару будівлю».
- «Суперпатч» для дорожнього руху:
У Флориді, США, у 2003 році колони мосту через море були посилені сіткою з вуглецевого волокна, їхня міцність з "слабкої" моделі зросла на 420%, і тепер, через 20 років, урагани все ще стійкі, як гора на узбережжі. У внутрішньому проекті тунелю мосту Гонконг-Чжухай-Аомань також непомітно використовувався для структурного покращення, запобігання ерозії морською водою.
- «Чарівна зброя, що повертає вік» старого та занедбаного малого:
У районі 80-х років у Пекіні плити перекриття були серйозно потріскані, і спочатку планували знести їх та відбудувати. Пізніше, завдяки сітці з вуглецевого волокна та армуванню полімерним розчином, вартість квадратного метра становила лише 200 юанів, що на 80% менше, ніж реконструкція, і тепер мешканці кажуть: «Відчуваю, що будинок молодший на 30 років!».
Майбутнє вже тут: самовідновлювальні та моніторингові «розумні матеріали» вже на підході
- «Лікар-самоцілитель» у бетоні:
Вчені розробляють сітку з вуглецевого волокна, яка «самовідновлюється» — коли в конструкції виникають мікротріщини, сітку можна використовувати як арматуру. — Коли в конструкції з'являються мікротріщини, капсули в матеріалі розриваються, вивільняючи відновлювальні агенти, які автоматично заповнюють тріщини. Випробування в лабораторії у Великій Британії показали, що матеріал може продовжити термін служби бетону до 200 років.
- «Браслет здоров'я» для будівель:
вбудовує волоконно-оптичні датчики всітка з вуглецевого волокна, як «розумний годинник» для будівель: знакова будівля в Шанхаї використовує його для моніторингу осідання та тріщин у режимі реального часу, а дані передаються безпосередньо до адміністративної служби, що в 100 разів ефективніше, ніж традиційна ручна перевірка. Це в 100 разів ефективніше, ніж традиційна ручна перевірка.
Сумлінні поради інженерам та власникам
1. Матеріали, оберіть правильний, вдвічі кращий результат з половиною зусиль:розпізнавати продукти з міцністю на розрив ≥ 3400 МПа та модулем пружності ≥ 230 ГПа, і ви можете попросити виробників надати звіти про випробування.
2. Не лінуйтеся в будівництві:Основну поверхню необхідно відполірувати дочиста, а полімерний розчин змішати відповідно до пропорції.
3. Пріоритет реконструкції старих будівель:Порівняно зі знесенням та реконструкцією, армування з вуглецевого волокна може зберегти первісний вигляд будівлі, а також заощадити понад 60% вартості.
Висновок
Коли аерокосмічні матеріали «приземлилися» в будівельній галузі, ми раптом виявили: оригінальне армування не потребує великих зусиль, оригінальна стара будівля також може мати «зворотне зростання».Сітчаста тканина з вуглецевого волокнаподібний до «супергероя» в будівельній галузі, з легкими, міцними та довговічними характеристиками, завдяки чому кожна стара будівля має можливість оновити своє життя – і це може бути лише початком матеріальної революції.
Час публікації: 26 червня 2025 р.