การเสริมแรงด้วยคาร์บอนไฟเบอร์: เทคโนโลยีการเสริมแรงโครงสร้างคอนกรีตและคานไม้ พื้นและเสา

2024 ผู้เขียน: Beatrice Philips | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-09 13:47

การเสริมความแข็งแกร่งให้กับโครงสร้างเป็นหนึ่งในขั้นตอนหลัก (ถ้าไม่ใช่พื้นฐานที่สุด) ของกระบวนการก่อสร้างใดๆ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการรักษาเสถียรภาพและการเพิ่มความแข็งแรงโดยรวมของโครงสร้าง การเสริมแรงโครงสร้างด้วยคาร์บอนไฟเบอร์เป็นเทคโนโลยีที่มีอายุมากกว่า 20 ปี และถือว่าก้าวหน้าพอสมควร

ลักษณะเฉพาะ

วิธีการที่เรียบง่าย แต่มีประสิทธิภาพสูงสุดนี้มีข้อดีที่น่าประทับใจ ซึ่งอธิบายได้จากคุณสมบัติของวัสดุ ในการเสริมแรง คุณไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์พิเศษที่มีกำลังยกสูง เนื่องจากคาร์บอนไฟเบอร์มีน้ำหนักเบา งานนี้ดำเนินการเร็วกว่าเทคโนโลยีอื่นถึง 10 เท่า ในขณะเดียวกัน คาร์บอนไฟเบอร์ไม่เพียงแต่ทำให้โครงสร้างแข็งแรงขึ้น แต่ยังช่วยเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักอีกด้วย

คาร์บอนไฟเบอร์เป็นโพลีอะคริโลไนไตรล์ (ผ่านการอบชุบด้วยความร้อน) ในระหว่างการเสริมแรง เส้นใยจะถูกชุบด้วยอีพอกซีเรซินสององค์ประกอบ หลังจากนั้นจะจับจ้องไปที่พื้นผิวของวัตถุเอง อีพอกซีเรซินชนิดเดียวกันนี้แสดงให้เห็นถึงการยึดเกาะอย่างมีประสิทธิภาพกับคอนกรีตเสริมเหล็ก และเมื่อเกิดปฏิกิริยาเคมี คาร์บอนไฟเบอร์จะกลายเป็นพลาสติกที่เหนียวซึ่งมีความแข็งแรงมากกว่าเหล็กกล้าถึง 6 หรือ 7 เท่า

คาร์บอนไฟเบอร์ยังมีคุณค่าสำหรับความจริงที่ว่า ไม่กลัวการกัดกร่อนทนต่อปัจจัยแวดล้อมที่รุนแรง … โหลดมวลบนวัตถุไม่เพิ่มขึ้น และแอมพลิฟายเออร์สามารถทำงานได้ 75 ปีหรือมากกว่า

ข้อกำหนดคาร์บอนไฟเบอร์:

• เส้นใยควรขนานกัน
• เพื่อรักษาโครงสร้างขององค์ประกอบเสริมแรงใช้ตาข่ายไฟเบอร์กลาสพิเศษ
• คาร์บอนไฟเบอร์ผลิตขึ้นอย่างเคร่งครัดตามข้อกำหนดของเทคโนโลยีและเป็นไปตามมาตรฐานคุณภาพ

คุณสมบัติที่โดดเด่นอื่น ๆ ของวัสดุคือการปกป้องโครงสร้างจากความชื้น ไฟเบอร์สร้างชั้นกันน้ำที่หนาแน่นได้อย่างดีเยี่ยม เป็นวัสดุที่มีความแข็งแรงสูง ในแง่ของคุณสมบัติรับแรงดึง ค่าคาร์บอนไฟเบอร์ถึง 4900 MPa

พวกเขายังถูกดึงดูดด้วยความเรียบง่าย ความเร็วของกระบวนการติดตั้งที่สูงมาก กล่าวคือ วัตถุใด ๆ ก็สามารถเสริมความแข็งแกร่งได้ในเวลาอันสั้น โดยไม่ต้องเสียเงินค่าเช่าอุปกรณ์และโทรหาผู้เชี่ยวชาญจำนวนมาก และการประหยัดแรงงาน เวลา และเงินเหล่านี้ทำให้คาร์บอนไฟเบอร์เป็นผลิตภัณฑ์ชั้นนำในกลุ่มนี้

ควรสังเกตประสิทธิภาพของเทคโนโลยีการเสริมแรงด้วยคาร์บอนไฟเบอร์แยกต่างหาก มันจะเป็นเช่นนี้หากตรงตามเงื่อนไขหลายประการ: นี่คือความชื้นตามธรรมชาติของโครงสร้างซึ่งไม่รบกวนความเป็นไปได้ในการติดตั้งวัสดุเสริมแรงและความน่าเชื่อถือของการยึดและคุณสมบัติของทั้งไฟเบอร์และกาวที่มีความเสถียร ในแง่ของพารามิเตอร์เวลา

มันถูกนำไปใช้ที่ไหน?

ทิศทางหลักของการใช้งานคือการเสริมแรงของโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก เส้นใยวางอยู่บนส่วนต่างๆ ของโครงสร้างซึ่งมีความเครียดมากที่สุด

เหตุผลในการเสริมความแข็งแกร่งของโครงสร้างอาคารสามารถแยกแยะได้:

• อายุทางกายภาพของวัตถุ การสึกหรอที่แท้จริงของวัสดุและองค์ประกอบโครงสร้างส่วนบุคคล (แผ่นพื้น เสา ฯลฯ)
• ความเสียหายต่อโครงสร้างคอนกรีตซึ่งทำให้ความสามารถในการรับน้ำหนักลดลง
• การพัฒนาขื้นใหม่ของสถานที่ซึ่งมีการปรับเปลี่ยนหน่วยโครงสร้างแบริ่ง
• สถานการณ์เมื่อมีการร้องขอให้เพิ่มจำนวนชั้นในอาคาร
• การเสริมแรงของโครงสร้างที่กำหนดโดยเหตุฉุกเฉินและการแก้ไขอย่างเร่งด่วน
• การเคลื่อนไหวของพื้นดิน

แต่คาร์บอนไฟเบอร์เข้ากันได้ดีไม่เฉพาะกับคอนกรีตเสริมเหล็กเท่านั้น เช่นเดียวกับโครงสร้างโลหะที่มีโมดูลัสของความแข็งแรงและความยืดหยุ่นที่เกี่ยวข้องกับคาร์บอนไฟเบอร์ คุณยังสามารถทำงานกับโครงสร้างหิน เช่น เสา กำแพงอิฐของบ้านเรือน

คานพื้นไม้ยังต้องได้รับการเสริมแรงหากสภาพของระบบคานต้องมีการแทรกแซงหากความสามารถในการรับน้ำหนักลดลงอย่างเห็นได้ชัด

นั่นคือคาร์บอนไฟเบอร์เป็นวัสดุที่ยอดเยี่ยมและใช้งานได้หลากหลายสำหรับการปกป้องภายนอกของโครงสร้างที่ทำจากคอนกรีต, โลหะ, หิน, ไม้

เทคโนโลยีเสริมแรง

คำแนะนำเป็นพื้นฐานทางทฤษฎีของกระบวนการที่ไม่ยุ่งยากนัก แต่ยังต้องการความเอาใจใส่ในรายละเอียดทั้งหมด

การเตรียมฐาน

ก่อนที่จะเริ่มการเสริมแรงภายนอกด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ จำเป็นต้องทำเครื่องหมายโครงสร้าง กล่าวคือ จำเป็นต้องร่างพื้นที่ที่จะแก้ไของค์ประกอบเสริมแรง การวัดจะทำร่วมกับการทำความสะอาดพื้นผิวจากผิวเก่า จากคราบปูนซีเมนต์ ด้วยเหตุนี้จึงใช้เครื่องบดมุมพร้อมถ้วยเพชร อีกทางเลือกหนึ่งคือเครื่องพ่นทรายน้ำ และการทำความสะอาดจะเกิดขึ้นจนถึงช่วงเวลาที่พบมวลรวมคอนกรีตขนาดใหญ่

การดำเนินการทั้งหมดข้างต้นต้องการการดำเนินการที่รับผิดชอบมาก เนื่องจากระดับการเตรียมฐานสำหรับการเสริมแรงส่งผลกระทบโดยตรงต่อผลลัพธ์สุดท้าย งานเกี่ยวกับประสิทธิภาพของการขยายเสียงเริ่มต้นด้วยการเตรียมการ

สิ่งที่คุณต้องใส่ใจกับ:

• อะไรคือลักษณะของความสมบูรณ์ / ความแข็งแรงของวัสดุของวัตถุที่จะเสริมความแข็งแกร่ง
• ไม่ว่าพื้นผิวที่จะติดตั้งคาร์บอนไฟเบอร์จะเรียบหรือไม่
• ตัวบ่งชี้อุณหภูมิและความชื้นของพื้นผิวคืออะไรซึ่งวัสดุเสริมแรงได้รับการแก้ไข
• ไม่ว่าจะมีฝุ่น สิ่งสกปรกตรงจุดยึดเกาะ ทำความสะอาดเพียงพอก่อนขั้นตอนที่กำลังจะเกิดขึ้น การทำความสะอาดไม่เพียงพอจะขัดขวางการยึดเกาะของฐานและคาร์บอนไฟเบอร์หรือไม่

แน่นอนว่าการคำนวณการเสริมแรงของโครงสร้างก็ทำได้เช่นกันโดยพิจารณาจากการทำงาน ธุรกิจนี้ควรได้รับการจัดการโดยผู้เชี่ยวชาญที่มีคุณสมบัติสูงเท่านั้น แน่นอนว่าการคำนวณที่เป็นอิสระนั้นเต็มไปด้วยข้อผิดพลาดที่ให้อภัยไม่ได้ โดยปกติปัญหาดังกล่าวจะได้รับการแก้ไขโดยผู้เชี่ยวชาญขององค์กรออกแบบ

ในการคำนวณการเสริมแรงของวัตถุด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ คุณต้อง:

• ผลการตรวจสอบและการตรวจสอบวัตถุขยายเสียงด้วยตนเอง
• ภาพถ่ายพื้นผิวของวัตถุคุณภาพสูงและละเอียด
• คำอธิบายโดยละเอียด

การคำนวณมักใช้เวลา 1-5 วันทำการ ขึ้นอยู่กับความต้องการของผู้เชี่ยวชาญ การจ้างงาน ฯลฯ

การเตรียมส่วนประกอบ

คาร์บอนไฟเบอร์ขายเป็นม้วนบรรจุในโพลิเอทิลีน สิ่งสำคัญคือฝุ่นจะไม่เกาะติดวัสดุเสริมแรงระหว่างการเตรียมพื้นผิวการทำงาน และมันจะเป็น - และบ่อยที่สุดในระหว่างการบดคอนกรีต หากพื้นผิวไม่ถูกขจัดฝุ่นและไม่ได้รับการปกป้องจากการซึมผ่าน วัสดุก็จะไม่สามารถชุบด้วยสารได้ - งานจะมีข้อบกพร่อง

ดังนั้นก่อนที่จะเปิดตาข่าย / เทปพื้นผิวการทำงานจะถูกปกคลุมด้วยโพลีเอทิลีนเสมอและจากนั้นคุณสามารถเริ่มการวัดได้ ในการตัดตาข่ายและเทปไฮโดรคาร์บอน คุณต้องเตรียมกรรไกรสำหรับโลหะหรือมีดธุรการ

แต่คาร์บอนไฟเบอร์ในรูปแบบของแผ่นนั้นถูกตัดด้วยเครื่องเจียรมุมพร้อมล้อตัด

องค์ประกอบของสององค์ประกอบทำหน้าที่เป็นสารยึดติด ดังนั้น คุณจะต้องผสมส่วนประกอบเหล่านี้ด้วยตัวเองในสัดส่วนที่เหมาะสม เพื่อไม่ให้รบกวนสัดส่วนเหล่านี้ ต้องใช้ตุ้มน้ำหนักในกระบวนการตวง กฎคือเหล็ก และนี่คือ: ส่วนประกอบผสมอย่างราบรื่น ค่อย ๆ รวม มวลผสมกับสว่านกับหัวฉีดพิเศษ ข้อผิดพลาดในกระบวนการนี้อาจทำให้กาวเดือด

สำคัญ! ในตลาดการก่อสร้างทุกวันนี้ คุณสามารถหาวัสดุกาวที่จำหน่ายในถังสองถัง วัดสัดส่วนที่ต้องการของส่วนประกอบทั้งสองแล้ว แต่ต้องผสมตามคำแนะนำเท่านั้น

เครื่องมืออื่นที่ใช้ในกระบวนการเตรียมส่วนผสมคือกาวโพลีเมอร์ซีเมนต์

ขายในถุงซึ่งแตกต่างจากองค์ประกอบก่อนหน้าโดยเจือจางด้วยน้ำตามคำแนะนำ

การติดตั้งวัสดุ

เทคโนโลยีการติดตั้งขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุที่เลือก เทปคาร์บอนติดเข้ากับฐานได้สองวิธี: แบบแห้งหรือแบบเปียก เทคโนโลยีมีคุณสมบัติร่วมกัน: ชั้นกาวถูกนำไปใช้กับพื้นผิวฐาน … แต่ด้วยวิธีการแบบแห้ง เทปจะติดกับฐานและชุบด้วยกาวหลังจากกลิ้งด้วยลูกกลิ้งเท่านั้น ด้วยวิธีเปียก เทปเดียวกันจะถูกชุบด้วยสารประกอบกาวในขั้นต้น จากนั้นจึงรีดด้วยลูกกลิ้งไปที่ฐานเพื่อทำการบำบัด

สรุป: วิธีการเหล่านี้แตกต่างกันในลำดับของกระบวนการติดตั้ง

คุณสมบัติการติดตั้ง:

ในการชุบคาร์บอนไฟเบอร์ด้วยกาว ชั้นขององค์ประกอบนี้จะถูกนำไปใช้กับพื้นผิวของเส้นใย ผ่านด้วยลูกกลิ้ง เพื่อให้ได้สิ่งต่อไปนี้: ชั้นบนของกาวจะลึกเข้าไปในวัสดุ และด้านล่างจะปรากฏขึ้นด้านนอก

เทปคาร์บอนยังติดกาวในหลายชั้น แต่คุณไม่ควรทำมากกว่าสองชั้น นี้เต็มไปด้วยความจริงที่ว่าเมื่อยึดติดกับพื้นผิวเพดานวัสดุก็จะเลื่อนไปตามน้ำหนักของมันเอง

เมื่อกาวแห้งตัว ก็จะเนียนเรียบอย่างสมบูรณ์ ซึ่งหมายความว่าการตกแต่งแทบไม่มีในอนาคต

ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องรอให้แห้ง แต่ต้องใช้ชั้นทรายกับพื้นผิวที่เคลือบใหม่

เมื่อติดตั้งแผ่นคาร์บอน สารยึดเกาะจะไม่เพียงใช้กับวัตถุที่จะเสริมความแข็งแรงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงองค์ประกอบที่จะติดตั้งด้วย หลังจากยึดแล้วแผ่นจะต้องรีดด้วยไม้พาย / ลูกกลิ้ง

ตาข่ายคาร์บอนติดกับคอนกรีต ฐานเปียกในขั้นต้น ทันทีที่ติดกาว (ด้วยตนเองหรือด้วยกลไก) ให้ม้วนตาข่ายออกทันทีโดยไม่ต้องรอให้องค์ประกอบการยึดเกาะแห้ง ตาข่ายควรกดเล็กน้อยในกาว ผู้เชี่ยวชาญต้องการใช้ไม้พายในขั้นตอนนี้

หลังจากนั้นคุณต้องรอจนกว่าองค์ประกอบจะเริ่มต้นขึ้น และคุณสามารถเข้าใจสิ่งนี้ได้ด้วยการกด - มันไม่ง่ายเลย หากกดนิ้วด้วยความพยายามอย่างยิ่งยวดแสดงว่ามีการยึดวัสดุไว้

และนี่ก็เป็นสัญญาณว่าถึงเวลาต้องทาพอลิเมอร์ซีเมนต์เคลือบชั้นสุดท้ายแล้ว

สารเคลือบป้องกัน

กาวอีพอกซีเรซินติดไฟได้ ภายใต้แสงอัลตราไวโอเลต ก็เสี่ยงที่จะเปราะบางมาก ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้องค์ประกอบดังกล่าวพร้อมกับการป้องกันอัคคีภัยของวัตถุที่จะเสริมความแข็งแกร่ง

โดยทั่วไป การเสริมความแข็งแกร่งของโครงสร้างด้วยคาร์บอนไฟเบอร์นั้นเป็นความก้าวหน้า จากหลายมุมมอง ซึ่งเป็นวิธีที่ประหยัดในการเสริมความแข็งแกร่งให้กับโครงสร้างและองค์ประกอบต่างๆ … คอมโพสิตที่ใช้สำหรับการเสริมแรงจะเบากว่าและบางกว่าวัสดุทั่วไปมาก นอกจากนี้การเสริมแรงภายนอกยังเป็นเทคนิคสมัยใหม่ที่หลากหลาย ใช้ทั้งในขั้นตอนการก่อสร้างอาคารและระหว่างการซ่อมแซมในระหว่างการบูรณะนั่นคือเพื่อเสริมความแข็งแกร่งของโครงสร้างในหลาย ๆ กรณีไม่จำเป็นต้องระงับการดำเนินการ

คาร์บอนไฟเบอร์ช่วยเสริมองค์ประกอบของอาคารที่อยู่อาศัยและอุตสาหกรรม โครงสร้างทางสถาปัตยกรรม สิ่งอำนวยความสะดวกด้านการขนส่งและไฮดรอลิก หรือแม้แต่โรงงานนิวเคลียร์

แต่บรรดาผู้ที่เชื่อว่าการใช้วัสดุและเทคโนโลยีใหม่ๆ มักจะมีราคาแพงกว่าโซลูชันแบบเดิมๆ อยู่เสมอ มักจะเข้าใจผิดในการคำนวณก่อน ความแข็งแรงของโครงสร้างเพิ่มขึ้นอย่างมาก อาคารไม่หยุดใช้งานระหว่างการซ่อมแซม (และอาจทำให้สูญเสียทางการเงินในขนาดที่ร้ายแรงกว่า) การซ่อมแซมดังกล่าวทำได้รวดเร็วมาก

ผู้เชี่ยวชาญคาดการณ์ว่าการประหยัดต้นทุนจะอยู่ที่ประมาณ 20%