Fibra de carbon din lumea modernă - informații de la companie

Fibra de carbon din lumea modernă - informații de la companie

Fibra de carbon din lumea modernă

Gama de aplicare a materialelor de carbon este foarte largă. Materialele compozite din fibrele de carbon sunt utilizate pe scară largă astăzi în industria de rachete și spațiu, în industria aviatică, în industria automobilelor, în producția de diverse produse de consum de masă. Cererea de fibre de carbon pe piața mondială este în continuă creștere, iar această tendință, spun experții, va continua și în viitor.







În ceea ce privește industria construcțiilor, utilizarea materialelor de carbon în construcții este reală în rezolvarea multor probleme. Caracteristicile tehnice ale fibrei de carbon permit utilizarea sa în cele mai variate game - în timpul restaurării și reparării, precum și a construcțiilor noi. Ca și în Europa și în Rusia, au fost deja implementate proiecte pentru construirea de tranziții și poduri de materiale compozite. Există proiecte chiar și construirea de structuri în întregime din fibre de carbon (un proiect al Institutului de Cercetare Ltd. APU „INTER / TEK“, o pasarelă acoperită în Ekaterinburg prin râul Iset) la scară largă.

Cu toate acestea, astfel de proiecte îndrăznețe sunt încă exotice. În practică, lucrurile sunt mai rău - în Rusia, nu numai construcția, ci chiar repararea structurilor care utilizează materialele unei noi generații are o prevalență scăzută. În întreaga lume civilizată, armarea structurilor din beton armat se realizează astăzi cu utilizarea predominantă a materialelor compozite și abandonarea treptată a armăturii metalice. Tehnologia de consolidare a structurilor de construcție prin utilizarea elementelor de armare exterioară din fibră de carbon este în prezent cea mai modernă și "blândă" metodă de restabilire și îmbunătățire a caracteristicilor de performanță ale structurilor de construcție.

În același timp, realitatea rusă demonstrează un grad înalt de necesitate în consolidarea structurilor clădirii, care ar putea fi întărită cu elemente de materiale cu rezistență ridicată și cu un modul de înaltă rezistență. În Rusia, multe structuri au nevoie de reparații. Cele mai multe dintre structurile din beton armat din punct de vedere strategic au fost construite în perioada sovietică, în special în infrastructura rusă de locuințe și servicii comunale. Aceste modele, în majoritatea lor, au un grad ridicat de uzură fizică și necesită reparații. Situația va fi în mod inevitabil agravată. Descărcarea simultană a unui număr mare de obiecte de infrastructură în afara serviciului pentru timpul de înlocuire poate crea probleme mari. În plus, reparația și armarea sunt deseori de dorit pentru a fi produse cu ajutorul unor materiale ușoare puternice, pe lângă faptul că nu sunt predispuse la coroziune.

Cerințele de mai sus sunt pe deplin îndeplinite de elementele de armare exterioară realizate din fibre de mână cu modul de înaltă rezistență, în principal din fibre de carbon. Aceste calități au fibra de sticla (fibra de sticla au coroziune trebuie înlocuit pe o bazalt) și aramid fibre, dar cel mai răspândit în lumea de astăzi a primit exact de carbon și bazalt (și Prospect din Ucraina, Rusia, China) fibre, deoarece acestea au cel mai bun raport calitate / pret .







Utilizarea fibrei de carbon ca o armare exterioară a structurilor de construcție are o istorie de aproximativ 40 de ani. Până în prezent, există mii de obiecte din întreaga lume care sunt întărite de această tehnologie.

Fibra de carbon este produsă în principal în trei țări: SUA, Japonia și republicile fostei URSS. Cel mai răspândit în produsele pentru armare au fost elementele de armare exterioară fabricate din fibre de carbon din Japonia [1].

Amploarea compozită este cea mai justificată pentru aplicațiile în care este necesară asigurarea funcționării fiabile a structurilor unice, costisitoare și istoric semnificative, a căror demontare și înlocuire este mult mai scumpă decât reparația sau imposibilă. Acest lucru se referă mai ales la transporturi, structuri hidrotehnice, monumente de arhitectură. Consolidarea structurilor obișnuite prin utilizarea tehnologiei de armare exterioară ar trebui să fie justificată din punct de vedere economic.

Materialele compozite din fibre de carbon au o rezistență ridicată (3500 MPa), rezistența la coroziune, fără limită dimensională este necesară utilizarea lor pentru a efectua munca echipamente complexe și scule. Armatura exterioară poate fi utilizată pentru consolidarea structurilor din lemn, cărămidă și metal [2].

Modulul de elasticitate și rezistență a elementului de armare extern este reprezentat de o riglă destul de largă, ceea ce face posibilă aplicarea efectivă a acestora pe diferite structuri din diferite materiale.

Caracteristicile mecanice ale elementelor de armare exterioare variază în următoarele limite: E = 70000-640000 MPa, R = 1700-4800 MPa

Gradul rațional de amplificare este o gamă de 10-60% din capacitatea inițială de încărcare a structurii și dacă rezistența efectivă la compresiune a betonului este de cel puțin 15 MPa. [3]

Gradul redus de răspândire în Rusia a acestei metode moderne de consolidare externă este cauzat, în primul rând, de absența unei baze de reglementare de reglementare și, prin urmare, de un nivel scăzut de conștientizare a potențialilor actori de pe piață. Problema este tocmai reglarea calității muncii (design, calcule tehnice, calificări de ingineri și muncitori). dar nu ca materiale în sine. Factorul limitator este și opinia fermă cu privire la costul ridicat al utilizării materialelor compozite.

Experții consideră că opinia dominantă cu privire la costul ridicat al utilizării materialelor compozite în comparație cu metodele tradiționale de consolidare a structurilor nu reflectă starea reală a afacerilor în țară. Fibra de carbon, într-adevăr, este mai scumpă decât metalul. Cu toate acestea, în costurile agregate (nu este nevoie pentru ridicarea și alte echipamente, echipament de sudare, forță de muncă excesivă, consumatoare de timp), această tehnică poate fi mai ieftin, chiar și fără alternative mai radicale (deriva urmată de reducere, etc.). În special, în comparație cu armătura de oțel a jugului coloanei cu implicarea sa în activitatea comună în îndeplinirea tuturor evenimentelor programate (benzi de încălzire, bordurat soluție stabilă dimensional etc.), atunci costul metodei compozit surclasează o astfel de decizie de două ori.

Din punct de vedere istoric, utilizarea tehnologiei de armare exterioară în țara noastră este asociată cu structuri de poduri din beton armat. Pentru prima dată în Rusia au fost întărite cu elemente din fibră de carbon și aproape în mod simultan, o parte din cel de-al treilea inel de transport al Moscovei și podul de cale ferată din orașul Domodedovo din regiunea Moscovei. De atunci, mii de obiecte mari și mici au fost întărite în Rusia. În plus față de poduri, elementele structurilor industriale și civile, tunelurile de metrou, pereții clădirilor cu semnificație arhitecturală etc. devin din ce în ce mai puternice.

Din fibră de carbon sunt produse benzi (lamele, bandaje) și pânze. Recent, a existat o tendință pentru o distribuție mai largă de pânze. Acest lucru se datorează caracteristicilor lor mecanice mai mari, instalării mai ușor și ancorării mai fiabile.

Tabelul 1. Aplicarea materialelor compozite în construcții







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: