Можаце сабе ўявіць? «Касмічны матэрыял», які калісьці выкарыстоўваўся ў корпусах ракет і лапацях ветраных турбін, цяпер перапісвае гісторыю армавання будынкаў — гэта...сетка з вугляроднага валакна.
- Аэракасмічная генетыка ў 1960-х гадах:
Прамысловая вытворчасць вугляродных валакністых нітак дазволіла ўпершыню прадставіць чалавецтву гэты матэрыял, які ў дзевяць разоў мацнейшы за сталь, але на тры чвэрці лягчэйшы. Першапачаткова ён быў прызначаны толькі для «элітных сектараў», такіх як аэракасмічная прамысловасць і высакаякаснае спартыўнае абсталяванне, але потым яго ткалі з выкарыстаннем традыцыйных тэкстыльных тэхналогій, але ён меў патэнцыял перавярнуць свет з ног на галаву.
- Паваротны момант у «вайне са сталлю»:
Звычайная арматурная сетка падобная да «старой казыркі» будаўнічага свету: яна важыць як слон (каля 25 кг на квадратны метр арматурнай сеткі), а таксама баіцца солі, вады і часу — эрозія іонаў хларыду прыводзіць да пашырэння і расколін сталёвай арматуры.
З'яўленнесеткаватая тканіна з вугляроднага валакнацалкам вырашае праблему: дзякуючы накіраванаму пляценню + прапітцы эпаксіднай смалой, таўшчыня армавальнага пласта павялічваецца ад 5 см да 1,5 см, вага складае ўсяго 1/4 ад вагі арматуры, але пры гэтым устойлівая да кіслот і шчолачаў, марской вады, а ў арматуры моста ля мора няма ніякіх прыкмет карозіі на працягу 20 гадоў.
Чаму інжынеры спяшаюцца выкарыстоўваць гэта? Выяўлена пяць асноўных пераваг
Перавагі | Традыцыйная сталёвая арматура / тканіна з вугляроднага валакна супраць сеткаватай тканіны з вугляроднага валакна | Жыццёвая аналогія |
Лёгкі як пяро, моцны як сталь | Арматурны пласт таўшчынёй 15 мм можа вытрымліваць расцяжку 3400 МПа (эквівалентна адной палачцы для ежы, каб утрымаць трох сланоў), на 75% лягчэйшы за арматуру | Як быццам у будынак насіць «куленепрабівальную майку», але не павялічвае вагу |
Будаўніцтва, як фарбаванне сцен. Гэтак жа проста, як | Без зваркі, звязвання, палімерны раствор непасрэднага напылення, праект па ўмацаванні школы ў Пекіне скараціў тэрмін будаўніцтва на 40%. | Звычайныя людзі могуць навучыцца эканоміць больш, чым проста класці плітку |
Вогнеўстойлівасць для будаўніцтва да надзвычайных абмежаванняў | Трываласць пры высокай тэмпературы 400 ℃ застаецца нязменнай, што дазваляе ўмацаваць гандлёвы цэнтр праз вогнеўстойлівасць, у той час як традыцыйны эпаксідны клей размякчаецца пры тэмпературы 200 ℃. | Эквівалентна нашэнню «пажарнага касцюма» на ўваход у будынак. |
Сто гадоў нядрэнны «кансервант» | Вугляроднае валакно — гэта інэртны матэрыял, які выкарыстоўваецца на хімічным заводзе ў моцна кіслым асяроддзі на працягу 15 гадоў без пашкоджанняў, у той час як арматура даўно заржавела і ператварылася ў шлак. | чым нержавеючая сталь, таксама ўстойлівая да вытворчасці «будаўнічай вакцыны» |
Двухбаковы антысейсмічны «майстар баявых мастацтваў» | падоўжны і папярочны кірунак можа быць расцяжным, пасля землятрусу школьны будынак быў узмоцнены ім, а затым сутыкнуўся з афтэршокам 6-га ўзроўню без новых расколін | як будынак, абсталяваны «амартызуючымі спружынамі» |
акцэнт:Для будаўніцтва неабходна выкарыстоўваць палімерны раствор, які адпавядае патрабаванням! У раёне памылкова выкарыстоўваўся звычайны раствор, у выніку чаго армавальны пласт адвальваўся і адвальваўся — гэтак жа, як і пры выкарыстанні клею для шкла, клей не з'яўляецца правільным, а значыць, марнаваннем працы.
Ад Забароненага горада да моста праз мора: гэта ціха змяняе свет
- «Нябачная павязка» для культурнай спадчыны і старажытных будынкаў:
Баер-Бау, стагадовы будынак у Тэхнічным універсітэце Дрэздэна ў Германіі, тэрмінова меў патрэбу ўмацавання з-за павелічэння нагрузкі, але падпадаў пад абмежаванні, накладзеныя аховай помнікаў. Інжынеры з дапамогай 6-міліметровай вугляроднай сеткі + тонкага пласта раствора «ўклеілі» ў ніжнюю частку бэлькі пласт «празрыстага пластыру», што не толькі павялічыла апорную здольнасць на 50%, але і зусім не змяніла першапачатковы выгляд будынка, і нават эксперты Савета па спадчыне высока ацанілі гэта: «Хацелася б старому будынку зрабіць бездакорную рэканструкцыю».
- «Суперпатч» дарожнай інжынерыі:
У 2003 годзе ў Фларыдзе, ЗША, калоны моста, узмоцненага вугляродным валакном, павялічылі трываласць на 420% у параўнанні з "слабым" узросце, і цяпер, праз 20 гадоў, ураганы ўсё яшчэ такія ж стабільныя, як гара на ўзбярэжжы. Унутраны праект тунэля моста Ганконг-Чжухай-Аомань таксама ціха выкарыстоўваўся для структурнага ўмацавання, супраць эрозіі марской вадой.
- «Чароўная зброя, якая зваротна старэе» старой і разбуранай маленькай рэчы:
У раёне 80-х гадоў у Пекіне пліты падлогі моцна трэснулі, і першапачаткова планавалася знесці іх і перабудаваць. Пазней, калі выкарыстоўваць вугляродную сетку і палімерны раствор, кошт квадратнага метра склаў усяго 200 юаняў, што на 80% менш, чым рэканструкцыя, і цяпер жыхары кажуць: «Адчуваю, што дом маладзейшы на 30 гадоў!»
Будучыня ўжо тут: самааднаўленне і маніторынг «разумных» матэрыялаў ужо на шляху
- «Самалячальны доктар» з бетону:
Навукоўцы распрацоўваюць сетку з вугляроднага валакна, якая «самааднаўляецца» — калі ў канструкцыі з'яўляюцца мікратрэшчыны, сетку можна выкарыстоўваць у якасці арматуры. — Калі ў канструкцыі з'яўляюцца мікратрэшчыны, капсулы ў матэрыяле разрываюцца, вызваляючы аднаўляльныя агенты, якія аўтаматычна запаўняюць расколіны. Выпрабаванні ў лабараторыі ў Вялікабрытаніі паказалі, што матэрыял можа падоўжыць тэрмін службы бетону да 200 гадоў.
- «Бранслет здароўя» для будынкаў:
убудоўвае валаконна-аптычныя датчыкі ўсетка з вугляроднага валакна, як «разумны гадзіннік» для будынкаў: знакавы будынак у Шанхаі выкарыстоўвае яго для маніторынгу асадкі і расколін у рэжыме рэальнага часу, і дадзеныя перадаюцца непасрэдна ў бэк-офіс кіравання, што ў 100 разоў больш эфектыўна, чым традыцыйная ручная праверка. Гэта ў 100 разоў больш эфектыўна, чым традыцыйная ручная праверка.
Добрасумленныя парады інжынерам і ўладальнікам
1. Матэрыялы, выберыце правільны, падвоены вынік з удвая меншымі намаганнямі:распазнаць прадукты з трываласцю на расцяжэнне ≥ 3400 МПа і модулем пругкасці ≥ 230 ГПа, і вы можаце папрасіць вытворцаў прадаставіць справаздачы аб выпрабаваннях.
2. Не лянуйцеся ў будаўніцтве:Асноўная паверхня павінна быць адпаліравана да чыстага стану, а палімерны раствор трэба змяшаць у адпаведнасці з прапорцыяй.
3. Прыярытэт рэканструкцыі старых будынкаў:У параўнанні са зносам і рэканструкцыяй, армаванне вугляроднай сеткай можа захаваць першапачатковы выгляд будынка, а таксама зэканоміць больш за 60% выдаткаў.
Выснова
Калі аэракасмічныя матэрыялы «прызямліліся» ў будаўнічай галіне, мы раптам выявілі: першапачатковае армаванне не патрабуе вялікіх намаганняў, першапачатковы стары будынак таксама можа мець «зваротны рост».Вугляродная сеткаватая тканінападобны да «супергероя» ў будаўнічай галіне, з лёгкімі, трывалымі і даўгавечнымі характарыстыкамі, дзякуючы якім кожны стары будынак мае магчымасць абнавіць сваё жыццё — і гэта можа быць толькі пачаткам матэрыяльнай рэвалюцыі.
Час публікацыі: 26 чэрвеня 2025 г.