Gia Cố Sợi Carbon: Công Nghệ Gia Cố Kết Cấu Bê Tông Và Dầm Gỗ, Sàn Và Cột

2024 Tác giả: Beatrice Philips | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-09 13:50

Tăng cường kết cấu là một trong những giai đoạn chính (nếu không phải là cơ bản nhất) của bất kỳ quá trình xây dựng nào, có liên quan đến sự ổn định và gia tăng sức mạnh tổng thể của kết cấu . Gia cố các cấu trúc bằng sợi carbon là một công nghệ đã có hơn 20 năm tuổi và được coi là tiến bộ đúng đắn.

Đặc thù

Phương pháp đơn giản nhưng siêu hiệu quả này có một danh sách các ưu điểm ấn tượng, được giải thích bằng các đặc tính của vật liệu. Để thực hiện các hoạt động gia cố, bạn không cần phải sử dụng thiết bị đặc biệt có sức nâng cao, vì sợi carbon có trọng lượng nhẹ. Bản thân công việc được thực hiện nhanh hơn 10 lần so với các công nghệ khác. Đồng thời, sợi carbon không chỉ làm cho kết cấu chắc chắn hơn mà còn cải thiện khả năng chịu lực.

Sợi carbon là polyacrylonitrile (đã qua xử lý nhiệt) . Trong quá trình gia cố, sợi được ngâm tẩm với nhựa epoxy hai thành phần, sau đó nó được cố định vào bề mặt của vật thể. Cùng một loại nhựa epoxy thể hiện khả năng bám dính rất hiệu quả với bê tông cốt thép, và khi phản ứng hóa học xảy ra, sợi carbon sẽ trở thành một loại nhựa dẻo dai có độ bền gấp 6, thậm chí 7 lần so với thép.

Sợi carbon cũng được đánh giá cao vì nó không sợ ăn mòn, chống lại các yếu tố môi trường xâm thực … Tải trọng khối lượng lên vật thể không tăng và bộ khuếch đại có khả năng hoạt động trong 75 năm hoặc hơn.

Yêu cầu về sợi carbon:

• các sợi nên song song;
• để bảo tồn cấu trúc của các phần tử gia cố, một lưới sợi thủy tinh đặc biệt được sử dụng;
• sợi carbon được sản xuất nghiêm ngặt theo yêu cầu công nghệ và đạt tiêu chuẩn chất lượng.

Trong số các đặc tính đáng chú ý khác của vật liệu là bảo vệ cấu trúc khỏi độ ẩm. Chất xơ thực hiện một công việc tuyệt vời trong việc tạo ra một lớp chống thấm dày đặc. Nó là một vật liệu có độ bền cao, khi nói đến đặc tính kéo, giá trị của sợi carbon đạt tới 4900 MPa.

Họ còn bị thu hút bởi sự đơn giản, tốc độ thực sự cao của quá trình lắp đặt, tức là bất kỳ đối tượng nào cũng có thể cường hóa trong thời gian ngắn, không tốn tiền thuê thiết bị và gọi số lượng lớn chuyên gia. Và những khoản tiết kiệm về nguồn lực lao động, thời gian và tiền bạc này khiến sợi carbon trở thành sản phẩm hàng đầu trong phân khúc của nó.

Hiệu quả của công nghệ gia cố bằng sợi carbon cần được lưu ý riêng . Nó sẽ là như vậy nếu một số điều kiện được đáp ứng: đây là độ ẩm tự nhiên của cấu trúc, không ảnh hưởng đến khả năng lắp đặt vật liệu gia cố và độ tin cậy của việc buộc chặt, và các đặc tính của cả sợi và keo đều ổn định về mặt thông số thời gian.

Nó được áp dụng ở đâu?

Hướng ứng dụng chính là gia cố kết cấu bê tông cốt thép. Sợi được đặt trên những phần của cấu trúc, nơi có ứng suất lớn nhất.

Những cơ sở nào để tăng cường cấu trúc tòa nhà có thể được phân biệt:

• lão hóa vật lý của đối tượng, độ mòn thực tế của vật liệu và các yếu tố cấu trúc riêng lẻ (tấm sàn, cột, v.v.);
• hư hỏng kết cấu bê tông làm giảm khả năng chịu lực của nó;
• tái phát triển mặt bằng, trong đó điều chỉnh các đơn vị kết cấu chịu lực;
• các tình huống khi có yêu cầu nâng số tầng trong các tòa nhà;
• gia cố các cấu trúc được chỉ định bởi tình huống khẩn cấp và giải pháp khẩn cấp của nó;
• các chuyển động trên mặt đất.

Nhưng sợi carbon tương tác rất tốt không chỉ với bê tông cốt thép. Điều tương tự cũng áp dụng cho các cấu trúc kim loại có mô đun độ bền và độ đàn hồi liên quan đến sợi carbon. Bạn cũng có thể làm việc với các cấu trúc bằng đá, chẳng hạn như cột nhà, tường gạch của ngôi nhà.

Dầm sàn gỗ cũng cần được gia cố nếu tình trạng của hệ thống dầm cần phải can thiệp, nếu khả năng chịu lực giảm rõ ràng

Đó là, sợi carbon là một vật liệu tuyệt vời và đa chức năng để bảo vệ bên ngoài của các cấu trúc làm bằng bê tông, kim loại, đá, gỗ.

Công nghệ gia cố

Các khuyến nghị là cơ sở lý thuyết của một quá trình không tốn nhiều công sức, nhưng vẫn cần chú ý đến tất cả các chi tiết.

Chuẩn bị cơ sở

Trước khi bắt đầu gia cố bên ngoài bằng sợi carbon, cần phải tiến hành đánh dấu kết cấu, tức là cần phác thảo các khu vực mà các yếu tố gia cố sẽ được cố định . Các phép đo được thực hiện cùng với việc làm sạch bề mặt khỏi lớp hoàn thiện cũ, khỏi lớp xi măng. Đối với điều này, một máy mài góc với một cốc kim cương được sử dụng. Một lựa chọn khác là máy phun cát nước. Và việc vệ sinh diễn ra cho đến thời điểm tìm thấy cốt liệu bê tông lớn.

Tất cả các hành động trên đòi hỏi một sự thực hiện rất có trách nhiệm, vì mức độ chuẩn bị của cơ sở để gia cố ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả cuối cùng. Công việc về hiệu quả của khuếch đại bắt đầu bằng các hành động chuẩn bị.

Những gì bạn cần chú ý:

• các đặc điểm của tính toàn vẹn / sức mạnh của vật liệu của đối tượng được tăng cường là gì;
• bề mặt nơi sợi carbon sẽ được gắn có phẳng hay không;
• các chỉ số nhiệt độ và độ ẩm của bề mặt, nơi cố định vật liệu gia cố;
• Có bụi bẩn ở nơi bám dính hay không, có được làm sạch đầy đủ trước các quy trình sắp tới hay không, việc vệ sinh không đầy đủ có ảnh hưởng đến độ bám dính của đế và sợi carbon hay không.

Tất nhiên, việc tính toán gia cố của kết cấu cũng được thực hiện, trên cơ sở đó tiến hành công việc. Việc kinh doanh này chỉ nên được giải quyết bởi các chuyên gia có trình độ cao. Tất nhiên, bất kỳ tính toán độc lập nào cũng chứa đựng những sai lầm không thể tha thứ. Thông thường những vấn đề như vậy được giải quyết bởi những ưu điểm của các tổ chức thiết kế.

Để tính toán sự gia cố của một vật thể bằng sợi carbon, bạn cần:

• kết quả kiểm tra, giám định bản thân đối tượng khuếch đại;
• ảnh chất lượng cao, chi tiết về bề mặt của vật thể;
• giải thích chi tiết.

Quá trình tính toán thường mất 1-5 ngày làm việc, nó phụ thuộc vào nhu cầu đối với các chuyên gia, việc làm của họ, v.v.

Chuẩn bị các thành phần

Bản thân sợi carbon được bán ở dạng cuộn đóng gói trong polyethylene. Điều quan trọng là bụi không được dính vào vật liệu gia cố trong quá trình chuẩn bị bề mặt làm việc . Và nó sẽ - và thường xuyên nhất là trong quá trình mài bê tông. Nếu bề mặt không được tẩy gỉ, không được bảo vệ khỏi sự xâm nhập của nó, vật liệu đơn giản là không thể được ngâm tẩm với chất - tác phẩm sẽ bị lỗi.

Do đó, trước khi mở lưới / băng, bề mặt làm việc luôn được bao phủ bởi polyetylen, và chỉ khi đó bạn mới có thể bắt đầu đo. Để cắt lưới và băng dính hydrocacbon, bạn cần chuẩn bị kéo kim loại hoặc dao cắt.

Nhưng sợi carbon ở dạng lamellas được cắt bằng máy mài góc với bánh xe cắt rời.

Thành phần của hai thành phần đóng vai trò như một chất kết dính, do đó bạn sẽ phải tự trộn các thành phần này theo đúng tỷ lệ. Để không làm xáo trộn các tỷ lệ này, trọng lượng phải được sử dụng trong quá trình định lượng. Quy tắc là sắt, và nó là thế này: các thành phần được trộn đều, dần dần kết hợp với nhau, khối lượng được trộn bằng một mũi khoan với một vòi phun đặc biệt. Sai lầm trong quá trình này có thể khiến chất kết dính bị sôi.

Quan trọng! Trên thị trường xây dựng hiện nay bạn có thể tìm thấy một loại vật liệu kết dính được bán theo hai xô . Tỷ lệ cần thiết của hai thành phần đã được đo lường, chúng chỉ cần được trộn lẫn theo hướng dẫn.

Một công cụ khác được thực hiện trong quá trình chuẩn bị hỗn hợp là chất kết dính polyme-xi măng.

Nó được bán trong túi, khác với thành phần trước đây ở chỗ nó được pha loãng với nước theo hướng dẫn.

Lắp đặt vật liệu

Công nghệ lắp đặt phụ thuộc vào loại vật liệu được chọn. Băng carbon có thể được gắn vào đế theo hai cách: khô hoặc ướt. Các công nghệ có một đặc tính chung: một lớp kết dính được áp dụng cho bề mặt cơ sở … Nhưng với phương pháp khô, băng dính vào đế và chỉ tẩm chất kết dính sau khi lăn bằng con lăn. Với phương pháp ướt, ban đầu cùng một loại băng được tẩm một hợp chất kết dính và chỉ sau đó được lăn bằng con lăn đến lớp nền cần xử lý.

Kết luận: các phương pháp này khác nhau về trình tự của quá trình cài đặt.

Các tính năng cài đặt:

Để tẩm sợi carbon với chất kết dính, một lớp của chế phẩm này được áp dụng lên bề mặt của sợi, dùng con lăn lăn qua, đạt được những điều sau: lớp trên của chất kết dính đi sâu vào vật liệu và lớp dưới xuất hiện bên ngoài.

Băng carbon cũng được dán nhiều lớp, nhưng bạn vẫn không nên làm nhiều hơn hai lớp. Điều này có nghĩa là khi được cố định vào bề mặt trần, vật liệu sẽ chỉ trượt dưới trọng lượng của chính nó.

Khi keo dán đóng rắn, nó sẽ hoàn toàn mịn, có nghĩa là quá trình hoàn thiện hầu như bị loại bỏ trong tương lai.

Do đó, không cần đợi khô mà phải phủ một lớp cát lên bề mặt mới xử lý.

Khi các thanh lam carbon được gắn, một chất kết dính không chỉ được áp dụng cho vật thể cần gia cố mà còn cho phần tử cần gắn kết. Sau khi cố định, lam phải được cán bằng dao trộn / con lăn.

Lưới carbon được gắn vào nền bê tông, ban đầu được làm ướt. Ngay sau khi chất kết dính được thi công (thủ công hoặc máy móc), ngay lập tức cuộn lưới ra mà không cần đợi thành phần kết dính khô. Lưới nên ấn nhẹ vào chất kết dính. Các chuyên gia thích sử dụng thìa ở giai đoạn này.

Sau đó, bạn cần đợi cho đến khi thành phần ban đầu thu được. Và bạn có thể hiểu điều này bằng cách nhấn - nó không phải là dễ dàng. Nếu ngón tay được ấn mạnh, có nghĩa là vật liệu đã bị se lại.

Và điều này như một tín hiệu báo rằng đã đến lúc thi công lớp xi măng polyme hoàn thiện.

Các lớp bảo vệ

Chất kết dính nhựa epoxy dễ cháy. Khi tiếp xúc với tia cực tím, nó cũng có nguy cơ trở nên rất mỏng manh. Do đó, cần phải sử dụng các thành phần như vậy với khả năng chống cháy được cung cấp của các đối tượng cần được tăng cường.

Nhìn chung, việc tăng cường cấu trúc bằng sợi carbon là một cách tiến bộ, theo nhiều quan điểm, là một cách kinh tế để tăng cường cấu trúc và các yếu tố của nó .… Vật liệu tổng hợp được sử dụng để gia cố nhẹ hơn và mỏng hơn nhiều so với các vật liệu thông thường. Ngoài ra, gia cố bên ngoài là một kỹ thuật hiện đại đa năng. Nó được sử dụng cả trong giai đoạn xây dựng tòa nhà và trong quá trình sửa chữa, trong quá trình trùng tu, tức là để tăng cường kết cấu, trong nhiều trường hợp thậm chí không cần thiết phải tạm dừng hoạt động của nó.

Sợi carbon gia cố các yếu tố của các tòa nhà dân cư và công nghiệp, cấu trúc kiến trúc, cơ sở giao thông và thủy lực, và thậm chí cả các cơ sở hạt nhân.

Nhưng những người tin rằng việc sử dụng các vật liệu và công nghệ mới luôn đắt hơn các giải pháp truyền thống là sai lầm trước trong tính toán của họ. Sức mạnh của các cấu trúc tăng lên đáng kể, tòa nhà không ngừng sử dụng trong quá trình sửa chữa (và điều này có thể gây ra thiệt hại tài chính với quy mô nghiêm trọng hơn), việc sửa chữa như vậy rất nhanh chóng trong thời gian.

Các chuyên gia ước tính chi phí tiết kiệm được là khoảng 20%.