تقوية ألياف الكربون: تقنية تقوية الهياكل الخرسانية والعوارض الخشبية والأرضيات والأعمدة

2024 مؤلف: Beatrice Philips | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-09 13:03

يعد تقوية الهيكل إحدى المراحل الرئيسية (إن لم تكن الأكثر أساسية) في أي عملية بناء ، والتي ترتبط بالاستقرار وزيادة القوة الكلية للهيكل . تقوية الهياكل بألياف الكربون هي تقنية يزيد عمرها قليلاً عن 20 عامًا وتعتبر بحق تقدمية.

الخصائص

تتمتع هذه الطريقة البسيطة والفعالة بقائمة رائعة من المزايا التي تفسرها خصائص المادة. لتنفيذ إجراءات التعزيز ، لا تحتاج إلى استخدام معدات خاصة ذات قدرة رفع عالية ، لأن ألياف الكربون خفيفة الوزن. يتم تنفيذ العمل نفسه أسرع 10 مرات من التقنيات الأخرى. في الوقت نفسه ، لا تجعل ألياف الكربون الهيكل أقوى فحسب - بل إنها تحسن أيضًا من قدرة التحمل.

ألياف الكربون هي بولي أكريلونيتريل (معالج بالحرارة) . أثناء التعزيز ، يتم تشريب الألياف براتنج إيبوكسي مكون من عنصرين ، وبعد ذلك يتم تثبيته على سطح الجسم نفسه. يُظهر راتنجات الإيبوكسي نفسها التصاقًا فعالًا للغاية بالخرسانة المسلحة ، وعندما يحدث تفاعل كيميائي ، تصبح ألياف الكربون مادة بلاستيكية صلبة أقوى 6 أو حتى 7 مرات من الفولاذ.

يتم تقييم ألياف الكربون أيضًا لحقيقة ذلك لا تخاف من التآكل ، مقاومة للعوامل البيئية العدوانية … لا يزداد حمل الكتلة على الجسم ، ومكبر الصوت قادر على العمل لمدة 75 عامًا أو أكثر.

متطلبات ألياف الكربون:

• يجب أن تكون الألياف متوازية ؛
• للحفاظ على هيكل عناصر التعزيز ، يتم استخدام شبكة خاصة من الألياف الزجاجية ؛
• يتم إنتاج ألياف الكربون بدقة وفقًا لمتطلبات التكنولوجيا وتفي بمعايير الجودة.

من بين الخصائص الرائعة الأخرى للمادة حماية الهيكل من الرطوبة. تقوم الألياف بعمل ممتاز في إنشاء طبقة كثيفة مقاومة للماء. إنها مادة عالية القوة ، عندما يتعلق الأمر بخصائص الشد ، تصل قيمة ألياف الكربون إلى 4900 ميجا باسكال.

ينجذبون أيضًا إلى البساطة والسرعة العالية لعملية التثبيت ، أي أنه يمكن تقوية أي كائن في وقت قصير ، دون إنفاق الأموال على استئجار المعدات والاتصال بعدد كبير من المتخصصين. وهذه الوفورات في موارد العمالة والوقت والمال تجعل ألياف الكربون منتجًا رئيسيًا في فئتها.

يجب ملاحظة فعالية تقنية تقوية ألياف الكربون بشكل منفصل . سيكون الأمر كذلك إذا تم استيفاء عدة شروط: هذه هي الرطوبة الطبيعية للهيكل ، والتي لا تتداخل مع إمكانية تثبيت مادة التعزيز ، وموثوقية التثبيت ، وخصائص كل من الألياف والغراء المستقرة من حيث معايير الوقت.

أين يتم تطبيقه؟

الاتجاه الرئيسي للتطبيق هو تعزيز الهياكل الخرسانية المسلحة. يتم وضع الألياف على تلك الأجزاء من الهيكل ، والتي لديها أكبر قدر من الضغط.

ما هي أسباب تعزيز هياكل البناء التي يمكن تمييزها:

• الشيخوخة الجسدية للجسم ، والتآكل الفعلي للمواد والعناصر الهيكلية الفردية (ألواح الأرضية ، الأعمدة ، إلخ) ؛
• هذا الضرر الذي لحق بالهيكل الخرساني ، مما قلل من قدرته على التحمل ؛
• إعادة تطوير المباني ، حيث يتم إجراء تعديلات على الوحدات الهيكلية الحاملة ؛
• الحالات التي يكون فيها طلب زيادة عدد الطوابق في المباني ؛
• تعزيز الهياكل التي تمليها حالة الطوارئ وحلها العاجل ؛
• حركات الأرض.

لكن ألياف الكربون تتفاعل بشكل جيد ليس فقط مع الخرسانة المسلحة. الأمر نفسه ينطبق على الهياكل المعدنية التي لها معامل القوة والمرونة المرتبط بألياف الكربون. يمكنك أيضًا العمل مع الهياكل الحجرية ، مثل الأعمدة وجدران المنازل المبنية من الطوب.

تحتاج عوارض الأرضيات الخشبية أيضًا إلى التعزيز إذا كانت حالة نظام الحزمة تتطلب تدخلًا ، إذا تم تقليل قدرة التحمل بشكل واضح

أي أن ألياف الكربون مادة ممتازة ومتعددة الوظائف للحماية الخارجية للهياكل المصنوعة من الخرسانة والمعدن والحجر والخشب.

تكنولوجيا التعزيز

التوصيات هي الأساس النظري لعملية ليست شاقة للغاية ، ولكنها لا تزال تتطلب الانتباه إلى جميع التفاصيل.

تحضير القاعدة

قبل البدء في التعزيز الخارجي بألياف الكربون ، من الضروري تنفيذ العلامات الهيكلية ، أي أنه من الضروري تحديد المناطق التي سيتم فيها إصلاح عناصر التسليح . يتم إجراء القياسات جنبًا إلى جنب مع تنظيف السطح من النهاية القديمة ، من الاستئجار الأسمنتي. لهذا الغرض ، يتم استخدام طاحونة زاوية مع كوب ماسي. خيار آخر هو آلة السفع بالرمل بالماء. ويتم التنظيف حتى اللحظة التي يتم فيها العثور على ركام خرساني كبير.

تتطلب جميع الإجراءات المذكورة أعلاه تنفيذًا مسؤولاً للغاية ، نظرًا لأن مستوى إعداد قاعدة التعزيز يؤثر بشكل مباشر على النتيجة النهائية. يبدأ العمل على فعالية التضخيم بالإجراءات التحضيرية.

ما يجب الانتباه إليه:

• ما هي خصائص سلامة / قوة مادة الكائن المراد تقويتها ؛
• ما إذا كان السطح الذي سيتم تركيب ألياف الكربون فيه مسطحًا ؛
• ما هي مؤشرات درجة الحرارة والرطوبة على السطح ، حيث يتم تثبيت مادة التسليح ؛
• ما إذا كان هناك غبار أو أوساخ في مكان الالتصاق ، وما إذا تم تنظيفه بشكل كافٍ قبل الإجراءات القادمة ، وما إذا كان التنظيف غير الكافي سيتداخل مع التصاق القاعدة وألياف الكربون.

بالطبع ، يتم أيضًا حساب تعزيز الهياكل ، على أساسه يتم تنفيذ العمل. يجب التعامل مع هذا العمل من قبل متخصصين مؤهلين تأهيلا عاليا فقط. بالطبع ، أي حسابات مستقلة محفوفة بأخطاء لا تغتفر. عادة ما يتم حل هذه المشاكل من قبل محترفي منظمات التصميم.

لحساب تقوية الجسم بألياف الكربون ، فأنت بحاجة إلى:

• نتائج الفحوصات وفحص أجسام التضخيم نفسها ؛
• صور مفصلة عالية الجودة لسطح الكائن ؛
• شروحات مفصلة.

يستغرق الحساب عادةً من 1 إلى 5 أيام عمل ، ويعتمد على الطلب على المتخصصين وتوظيفهم وما إلى ذلك.

تحضير المكونات

تباع ألياف الكربون نفسها على شكل لفات معبأة في البولي إيثيلين. من المهم ألا يصطدم الغبار بمواد التسليح أثناء تحضير سطح العمل . وسيكون كذلك - وفي أغلب الأحيان أثناء طحن الخرسانة. إذا لم يتم إزالة الغبار عن السطح ، ولم يتم حمايته من دخوله ، فلا يمكن تشريب المادة ببساطة بالمادة - سيكون العمل معيبًا.

لذلك ، قبل فتح الشبكة / الشريط ، يكون سطح العمل مغطى دائمًا بالبولي إيثيلين ، وعندها فقط يمكنك البدء في القياس. لقطع شبكة وشريط الهيدروكربونات ، تحتاج إلى تحضير مقص للمعادن أو سكين كتابي.

لكن ألياف الكربون على شكل صفائح مقطوعة بمطحنة زاوية بعجلة قطع.

تعمل التركيبات المكونة من مكونين بمثابة مادة لاصقة ، لذلك سيتعين عليك مزج هذه المكونات بنفسك بالنسب الصحيحة. من أجل عدم الإخلال بهذه النسب ، يجب استخدام الأوزان في عملية الجرعات. القاعدة هي الحديد ، وهي كالتالي: يتم خلط المكونات بسلاسة ، ويتم دمجها تدريجياً ، ويتم خلط الكتلة بمثقاب بفوهة خاصة. يمكن أن تؤدي الأخطاء في هذه العملية إلى غليان المادة اللاصقة.

مهم! في سوق البناء اليوم ، يمكنك العثور على مادة لاصقة تُباع في دلاء . تم بالفعل قياس النسب المطلوبة للمكونين ، يجب فقط خلطها وفقًا للتعليمات.

هناك أداة أخرى يتم أخذها في عملية تحضير الخليط وهي مادة لاصقة من الأسمنت البوليمر.

يباع في أكياس ويختلف عن التركيبة السابقة من حيث أنه يخفف بالماء حسب التعليمات.

تركيب المواد

تعتمد تقنية التثبيت على نوع المواد المختارة. يمكن ربط الشريط الكربوني بالقاعدة بطريقتين: جاف أو رطب. التقنيات لها خاصية مشتركة: يتم تطبيق طبقة لاصقة على سطح القاعدة … ولكن بالطريقة الجافة ، يتم توصيل الشريط بالقاعدة ولا يتم تشريبه بمادة لاصقة إلا بعد دحرجة الأسطوانة. باستخدام الطريقة الرطبة ، يتم تشريب الشريط نفسه مبدئيًا بمركب لاصق وبعد ذلك فقط يتم لفه ببكرة على القاعدة المراد معالجتها.

الخلاصة: تختلف هذه الطرق في تسلسل عملية التثبيت.

ميزات التثبيت:

لتشريب ألياف الكربون بمادة لاصقة ، يتم وضع طبقة من هذه التركيبة على سطح الألياف ، يتم تمريرها بواسطة بكرة ، لتحقيق ما يلي: الطبقة العليا من المادة اللاصقة تتعمق في المادة ، وتظهر الطبقة السفلية في الخارج.

يتم لصق الشريط الكربوني أيضًا في عدة طبقات ، لكن لا يزال يجب ألا تفعل أكثر من طبقتين. هذا محفوف بحقيقة أنه عند تثبيتها على سطح السقف ، فإن المادة ستنزلق ببساطة تحت وزنها.

عندما يعالج اللاصق ، سيكون سلسًا تمامًا ، مما يعني أن التشطيب يتم التخلص منه فعليًا في المستقبل.

لذلك ، ليست هناك حاجة لانتظار التجفيف ، ولكن يجب وضع طبقة رملية على السطح المعالج حديثًا.

عندما يتم تركيب صفائح الكربون ، يتم تطبيق الموثق ليس فقط على الكائن المراد تقويته ، ولكن أيضًا على العنصر المراد تركيبه. بعد التثبيت ، يجب لف الصفيحة بملعقة / بكرة.

يتم توصيل شبكة الكربون بقاعدة خرسانية مبللة في البداية. بمجرد تطبيق المادة اللاصقة (يدويًا أو ميكانيكيًا) ، قم بلف الشبكة على الفور دون انتظار تجفيف تركيبة الالتصاق. يجب أن تضغط الشبكة قليلاً على المادة اللاصقة. يفضل الخبراء استخدام الملعقة في هذه المرحلة.

بعد ذلك ، عليك الانتظار حتى ينتزع التكوين في البداية. ويمكنك فهم ذلك بالضغط - لا ينبغي أن يكون الأمر سهلاً. إذا تم الضغط على الإصبع بجهد كبير ، فهذا يعني أن المادة قد تضبطت.

وهذا بمثابة إشارة إلى أن الوقت قد حان لتطبيق طبقة التشطيب من الأسمنت البوليمر.

الطلاءات الواقية

لاصق راتنجات الايبوكسي قابل للاشتعال. في ظل التعرض للأشعة فوق البنفسجية ، فإنه يخاطر أيضًا بأن يصبح هشًا للغاية. لذلك ، من الضروري استخدام مثل هذه التركيبات مع توفير الحماية من الحرائق للأشياء التي سيتم تقويتها.

بشكل عام ، يعد تقوية الهيكل باستخدام ألياف الكربون طريقة تدريجية ، من وجهات نظر عديدة ، وهي طريقة اقتصادية لتقوية الهيكل وعناصره .… المواد المركبة المستخدمة في التعزيز أخف بكثير وأرق بكثير من المواد التقليدية. بالإضافة إلى ذلك ، يعد التعزيز الخارجي تقنية حديثة متعددة الاستخدامات. يتم استخدامه في كل من مرحلة تشييد المبنى وأثناء الإصلاحات ، وأثناء أعمال الترميم ، أي من أجل تقوية الهيكل ، في كثير من الحالات ، ليس من الضروري حتى تعليق تشغيله.

تعزز ألياف الكربون عناصر المباني السكنية والصناعية والهياكل المعمارية ووسائل النقل والمرافق الهيدروليكية وحتى المنشآت النووية.

لكن أولئك الذين يعتقدون أن استخدام المواد والتقنيات الجديدة دائمًا ما يكون أكثر تكلفة من الحلول التقليدية مخطئون مسبقًا في حساباتهم. تزداد قوة الهياكل بشكل كبير ، ولا يتوقف استخدام المبنى أثناء الإصلاح (وهذا قد يتسبب في خسائر مالية بحجم أكثر خطورة) ، مثل هذه الإصلاحات سريعة جدًا في الوقت المناسب.

يقدر الخبراء أن التوفير في التكاليف يبلغ حوالي 20٪.