Kompozit materiallar uzoq vaqt davomida quruvchilarni ham, xaridorlarni ham hayratda qoldirmadi. Har bir inson o'zining noyob xususiyatlari, agressiv tashqi omillarga bardosh berish qobiliyati haqida an'anaviy materiallarga qaraganda ancha yaxshi biladi. Shu bilan birga, hayot to'xtamaydi va har yili bu sohada yangi o'zgarishlar paydo bo'ladi.

Ulardan biri haqida - ko'mir beton - batafsil aytib berishga arziydi. Uni yaratish g'oyasi, xususiyatlari va qurilishda amalga oshirish istiqbollari haqida.

Uglerod tolasi uzoq vaqtdan beri ma'lum bo'lgan va sanoat ishlab chiqarishining turli sohalarida katta talabga ega bo'lgan materialdir. Lekin ancha qimmat.

Grafit filamentlarini olish jarayoni turli muhitlarda poliakrilonitril yoki viskoza tolalarini ko'mirlash bosqichiga qadar ko'p bosqichli isitishdan iborat. Natijada, sof ugleroddan tashkil topgan material paydo bo'ladi.

Uglerod tolasining xossalari

Uglerodli ipning qalinligi bor-yo'g'i 5-10 mikronni tashkil etadi, bu inson sochidan yupqaroqdir. U kristall panjarada joylashgan uglerod atomlarining zanjirlaridan iborat.

• Elyaf ishlab chiqarish uchun iplar to'plamlarga birlashtiriladi, ularda 50 000 tagacha bo'lishi mumkin.
• Materialning qaysi xususiyatlari unga e'tiborni tortdi va uni eng qiyin ish sharoitida ishlaydigan tuzilmalarni ishlab chiqarishda ishlatishga imkon berdi?
• Avvalo, bu noyob kuchlanish kuchi. Bu po'latning eng yaxshi navlari uchun bir xil ko'rsatkichdan to'rt baravar yuqori.

Bu qiziq. 5 mm qalinlikdagi uglerod tolali tayoqni sindirish uchun 2500 kg kuch talab qilinadi. Holbuki, quyma temirdan yasalgan bir xil tayoq 150 kg da qulab tushadi.

Shu bilan birga, uglerod tolasining zichligi bir xil po'latdan to'rt baravar past. Shunga ko'ra, materialning og'irligi to'rt baravar kam.

Uglerod tolasi qayerda ishlatiladi?

Uglerod tolasi mustahkamlovchi element sifatida ishlatiladigan kompozit materiallar mashinasozlik va samolyotsozlikda, sport jihozlarini ishlab chiqarishda va qurilishda qo'llaniladi.

Biz qurilishga qiziqamiz, shuning uchun ushbu dastur sohasiga e'tibor qaratamiz:

• Bu erda uglerod tolasi beton konstruktsiyalar uchun lentalar, tarmoqlar va hatto kompozit mustahkamlash uchun asosdir.
• Grafit iplaridan tayyorlangan lentalar va to'rlar qatronlar bilan singdirilgan maxsus to'quvning to'qimachilik materialidir;
• Armatura - bu qotib qolgan polimer biriktiruvchi bilan singdirilgan uglerod tolalaridan yasalgan novdalar.

Malumot uchun. Betonga ishonchli yopishishni ta'minlash uchun novdalar yuzasiga qum qoplamasi qo'llaniladi yoki chiqadigan qovurg'alar hosil bo'ladi.

Karbon tolali armatura Kompozit novdalardan yasalgan mustahkamlovchi ramka Karbon tolali mustahkamlovchi to'r To'r yordamida pollarni mustahkamlash

Uglerodli mato juda yuqori kuchga ega, shuning uchun uning yordami bilan yangi tuzilmalar mustahkamlanadi yoki yo'qolgan xususiyatlar eskilariga qaytariladi.

Bularning barchasi hali ham ko'mir beton bilan juda kam umumiylikka ega. Ammo nemis olimlarini yangi material yaratish haqida o'ylashga undagan uglerod tolasining o'ziga xos xususiyatlari edi.

Karbonli beton nima

Shunday qilib, Drezden monolit qurilish instituti olimlari betondagi metall armaturani uglerod tolasiga almashtirishga qaror qilishdi. Aksincha, undan maxsus panjara tuzilishini olish uchun to'quv orqali olingan to'qimachilik materiali.

Natijada, ular bugungi kunda ma'lum bo'lgan barcha turdagi betonlardan har tomonlama ustun bo'lgan materialni oldilar. Kattaroq kuch va past o'ziga xos tortishish bilan.

Tashqi tomondan, material an'anaviy betondan unchalik farq qilmaydi. Uglerodli betonning tuzilishi Karbonli betonning qurilish bloki

Ixtironing soddaligiga qaramay, kimyo olimlari u ustida bir necha o'n yillar davomida ishlamoqda, bu esa uglerod tolali to'qimachilikning beton aralashmasiga ishonchli yopishishini ta'minlaydi. Buning uchun u maxsus qoplama bilan ishlanadi, uning tarkibi hali ham ishlab chiqaruvchi tomonidan sir saqlanadi.

Karbonli betondan mahsulotlar ishlab chiqarish texnologiyalari

Hozirgi vaqtda ko'mir-beton mahsulotlarini ishlab chiqarishning ikkita usuli ishlab chiqilgan:

1. Qatlamlar to'plami. Texnologiya to'qimachilik matosini betonga qatlam-qatlam yotqizishdan iborat, so'ngra quyish. Ya'ni, to'qimachilik aralashmaning qatlamiga yotqiziladi, nozik bir beton qatlami bilan quyiladi va kerakli qalinlik olinmaguncha navbat bilan davom etadi.
2. Qoliplarni quyish. An'anaviy usul bo'lib, unda uglerod tolasini mustahkamlash birinchi navbatda qolipga yoki qolipga o'rnatiladi, so'ngra beton aralashmasi quyiladi.

Materialning afzalliklari

Temir-beton bilan taqqoslaganda, uglerod-beton quyidagi afzalliklarga ega:

• Bu ancha engilroq, bu esa qurilishni oson va tezlashtiradi;
• Ko'mir betoni bir necha barobar kuchliroqdir;
• U yorilib ketmaydi va ichidagi armatura zanglamaydi, shu bilan birga temir-beton vaqt o'tishi bilan aynan shu sababdan qulab tusha boshlaydi.

• Oxirgi ikki nuqtadan kelib chiqqan holda, uglerodli beton metall armatura analoglariga qaraganda ancha bardoshli va ishonchli.

Materialning yagona kamchiliklari uning yuqori narxidir. Ammo, agar undan yasalgan tuzilmalar juda bardoshli ekanligini, ko'p yillar davomida ta'mirlash va rekonstruksiya qilishni talab qilmasligini hisobga olsak, bu minus ishlashning chidamliligi bilan qoplanadi.

Mumkin ilovalar

Bugungi kunga kelib, ishlab chiquvchilar ushbu noyob materialdan foydalanishni allaqachon topdilar. Xususan, ular Germaniyaning ikki shahridagi tarixiy ahamiyatga ega eski binolarni rekonstruksiya qilishda foydalanganlar. Ularning yordamisiz bu binolarni buzish kerak edi.

Kelgusida yangi qurilishda uglerodli betondan foydalanish rejalashtirilgan. Qalinligi 4 santimetr bo‘lgan murakkab elementlardan to‘rt metrli pavilon qurish bo‘yicha tajriba allaqachon o‘tkazilgan. Temir-betondan bunday binoni qurish mumkin emas va u kerakli quvvatda farq qilmaydi.

Olimlar bugungi kunda ham ko'plab temir-beton binolarni zudlik bilan rekonstruktsiya qilishga muhtoj bo'lgan dunyoning turli burchaklaridan so'rovlar olishmoqda. Ular, o'z navbatida, o'n yil ichida qurilishda ishlatiladigan uglerodli beton va temir-betonning nisbati 1: 4 bo'lishiga umid qilmoqda.

Uglerod tolasi asosan uglerod atomlari tomonidan hosil qilingan diametri 5-15 mikrometr bo'lgan eng nozik iplardan iborat zamonaviy materialdir. Atomlar bir-biriga parallel joylashgan mayda kristalllarga birlashtirilgan. Kristallarning bunday hizalanishi tufayli uglerod tolasi sezilarli kuchlanish kuchiga ega.

Birinchi marta uglerod tolalari (CF) (aniqrog'i, filamentlar) ishlab chiqarish va ulardan foydalanish mashhur amerikalik ixtirochi - Tomas Edison tomonidan 1880 yilda elektr lampalaridagi cho'g'lanma filamentlar sifatida taklif qilingan va patentlangan. Ushbu tolalar paxta yoki viskoza tolalarini piroliz qilish yo'li bilan olingan va mo'rtlik va yuqori porozlik bilan ajralib turardi va keyinchalik volfram filamentlari bilan almashtirildi. Keyingi 20 yil ichida u turli xil tabiiy tolalar asosida uglerod va grafit tolalarini olishni ham taklif qildi.

Ikkinchidan, uglerod tolalariga bo'lgan qiziqish 20-asrning o'rtalarida, raketa dvigatellarini ishlab chiqarish uchun kompozit komponentlar sifatida foydalanish uchun mos materiallarni qidirish ishlari olib borilganda paydo bo'ldi. Sifatlariga ko'ra, uglevodorodlar bu rol uchun eng mos mustahkamlovchi materiallardan biri bo'lib chiqdi, chunki ular yuqori issiqlik barqarorligi, yaxshi issiqlik izolyatsiyasi xususiyatlari, gaz va suyuq muhitlarga korroziyaga chidamliligi, yuqori o'ziga xos mustahkamlik va qattiqlikka ega.

__________________________________________________________________

Kvitansiya

Uglerod tolasi odatda kimyoviy yoki tabiiy organik tolalarni issiqlik bilan ishlov berish orqali olinadi, ularda asosan uglerod atomlari tolali materialda qoladi. Haroratni davolash bir necha bosqichlardan iborat. Ulardan birinchisi, 24 soat davomida 250 ° C haroratda havoda asl tolaning oksidlanishidir. Oksidlanishdan keyin karbonizatsiya bosqichi keladi - tolani azot yoki argonda 800 dan 1500 ° S gacha bo'lgan haroratda isitish. Karbonizatsiya natijasida grafitga o'xshash tuzilmalar hosil bo'ladi. Issiqlik bilan ishlov berish jarayoni 1600-3000 ° S haroratda grafitizatsiya bilan yakunlanadi, bu ham inert muhitda sodir bo'ladi. Grafitlanish natijasida toladagi uglerod miqdori 99% ga yetkaziladi.

_____________

Qurilishda uglerod tolasi

Qurilishda uglerod tolasi tashqi mustahkamlash va tuzilmalarni mustahkamlash uchun - deformatsiyaga sezilarli qarshilikka ega mustahkamlovchi plomba sifatida, shuningdek, keskin harorat o'zgarishi paytida yoriqlar uchun ishlatiladi.

Metall va beton konstruksiyalarni mustahkamlash uchun ham ishlatiladi, ammo uglerod tolasi ularga nisbatan bir qator afzalliklarga ega. Asosiysi, yuqori kuchlanish kuchi. Boshqa afzalliklar - mustahkamlangan strukturaning og'irligini sezilarli darajada kamaytirish va uning korroziyaga chidamliligini ta'minlash.

______________________________________

Uglerod tolasi beton, po'lat va yog'och konstruktsiyalarni mustahkamlash uchun ishlatilishi mumkin. Kuchaytirilgan element qo'shimcha 120% bosim kuchiga va 65% gacha egilish kuchiga ega bo'ladi.

Ustunlar va pollarni mustahkamlash, ko'priklarni mustahkamlash - qurilishda uglerod tolali kompozitsiyalardan foydalanish imkoniyatlari cheksiz ko'rinadi.

Seysmik xavfli hududlarda binolar devorlarining mustahkamligini oshirish uchun uglerod tolali mato bilan g'isht ishlarini tashqi mustahkamlashdan foydalanish mumkin.

Qurilishda uglerod tolasini qo'llashning ikkinchi asosiy yo'nalishi - yuk ko'taruvchi tosh elementlarni tiklash. Armaturani yopishtirish beton ko'priklarning tayanchlari va nurlarini tiklaydi. Bu eng mas'uliyatli davlat ob'ektlari va uglerod tolasi ishonchliligi uchun ishonchli. Xususiy qurilishda yuk o'n baravar kam, ya'ni devorlarning poydevorini yoki burchaklarini mustahkamlash katta xavfsizlik chegarasi bilan bo'ladi. Bu an'anaviy usullarga ajoyib alternativ - poydevorni beton bilan quyish yoki shunga o'xshash devorlarni o'rnatish.

Kompozit materialning yana bir foydali xususiyati polimerizatsiyadan keyin uning toksik emasligi va zararsizligidir. Tugatgandan so'ng, u porloq yuzaga ega va suv bilan reaksiyaga kirishmaydi.

Materialning afzalliklari

Ko'pchilik po'lat armatura sabab bo'lgan prefabrik betonning korroziyasini bilishadi. Po'lat armatura o'rniga uglerod tolali to'rdan foydalanilganda, natijalar juda yaxshi.

1. Beton devor panellari ancha yupqaroq bo'lishi mumkin.

2. Panellarning og'irligi ancha engillashadi (75% gacha).

3. Qo'shimcha issiqlik izolyatsiyasi talab qilinmaydi, chunki uglerod tolasi issiqlik yoki sovuqni o'tkazmaydi.

4. Yong'inga chidamliligi yuqori.

5. Ushbu yangi material allaqachon sendvich devor panellari uchun ishlatilmoqda.

kamchiliklari

Uglerod tolasining kamchiliklari ham bor, ulardan foydalanishni rejalashtirishda e'tiborga olish kerak.

1. Ushbu material analoglarga nisbatan ancha qimmat.

2. Materiallar elektr to'lqinlarini aks ettirish qobiliyatiga ega, bu esa ba'zi hollarda kamchilik bo'lishi mumkin.

3. Kompozitlarni ishlab chiqarish jarayoni metall ishlab chiqarishga qaraganda ko'proq mehnat talab qiladi.

Shisha, bazalt yoki uglerod tolasidan tayyorlangan va maxsus ishlov berilgan novdalar metall bo'lmagan armatura hisoblanadi. Uning bir necha navlari bor. Tasniflash ishlatiladigan tolaga asoslanadi:

§ Fiberglas.

§ Bazalt plastmassa.

§ CFRP mustahkamlash.

Kompozit materiallar - mustahkamlovchi element va matritsaning konstruktsiyasi. Kuchaytiruvchi asos odatda uzluksiz tuzilishga ega bo'lgan tolalardir. Matritsa komponenti har doim tayoqni tashkil etuvchi qandaydir polimer bilan ifodalanadi. Kompozit armaturaning tashqi yuzasiga qovurg'ali relef beriladi.

Ishlab chiqarish texnologiyasi pultrusion yoki broach deb ataladi.

Usulning mohiyati shundaki, tolalar polimer bilan singdirilgan va isitiladigan shakllantiruvchi struktura orqali tortiladi.

• Birinchidan, grafit tolasi polimer hammomiga quyiladi, u erda maxsus polimer bilan singdiriladi.
• Hammomdan tolalar preformerga kiradi.
• U yerdan uglerod tolalari isitiladigan qolipga yuboriladi. Maxsus isitish elementlari tomonidan har xil haroratli 6 tagacha zonalar yaratilgan qolipdan o'tib, polimer qotib qoladi va undan sovutilgan tayyor mahsulot olinadi.

Tashqi ko'rinishi metallni mustahkamlashning klassik shaklini to'liq takrorlaydi: diametri 20 mm gacha bo'lgan novdalar va novdalar.

Bunday mustahkamlashning yuzasi qovurg'ali bo'lib, bu beton eritmaga maksimal yopishish imkonini beradi.

Tashqi o'xshashlik bilan, metall bo'lmagan kompozit armaturaning kimyoviy tarkibi butunlay boshqacha. U polimer bilan bitta to'plamga bog'langan uglerod tolalaridan qilingan. Uglerod plomba moddasining strukturasining uzluksizligi materialning xususiyatlari va xususiyatlarini aniqlaydi va uni shunga o'xshash mahsulotlar orasida ijobiy ajratib turadi.

CFRP armaturasi keng ko'lamli ilovalarga ega. Turar-joy binolari va jamoat binolari, shuningdek, sanoat ob'ektlari va omborlarni qurishda foydalaniladi.

Po'lat armaturaning korroziyasi tufayli beton konstruktsiyalarning ishdan chiqishi qurilish sanoati oldida turgan asosiy muammolardan biridir.

Qurilishda uglerod tolasini mustahkamlashdan foydalanishni belgilaydigan boshqa materiallarga nisbatan asosiy afzalligi uning turli xil atrof-muhit sharoitlariga nisbatan korroziyaga chidamliligidir. Shu bilan birga, tajovuzkor muhit kelajakdagi ob'ektning ishlashida omil bo'ladimi yoki qurilish jarayonida paydo bo'ladimi, muhim emas.

Zanglamaydigan kompozit armatura an'anaviy metall armaturaga nisbatan bir qator afzalliklarga ega.

Afzalliklar uglerod tolasini mustahkamlash:

· CFRP armatura po'latdan 3 baravar yuqori kuchlanish kuchiga ega. Shu munosabat bilan armaturani teng quvvatli almashtirish amalga oshiriladi, bunda po'lat armatura kesmaning kamayishi bilan kompozitsion bilan almashtiriladi. Bu mustahkamlashning og'irligi va narxini kamaytirishga, jismoniy va mexanik xususiyatlarni saqlashga imkon beradi.

· Kompozit armatura korroziyaga uchramaydi va agressiv muhitga, shu jumladan betonning ishqoriy muhitiga chidamli.

· Kompozit armatura po'latdan 9 baravar engilroq bo'lib, teng quvvat bilan almashtiriladi. Bu transportni tejaydi va strukturaning og'irligini kamaytiradi.

· Past haroratlar ta'sirida kuchini yo'qotmaydi. Ishlash harorati oralig'i -70 °S dan +100 °S gacha.

· Kompozit armatura past issiqlik o'tkazuvchanligiga ega. Issiqlik o'tkazuvchanligi metalldan 100 baravar past.

· Dielektrik bo'lgan kompozit armatura radio shaffof va magnit inertdir. Elektr tokini o'tkazmaydi. Beton ichidagi elektr qisqa tutashuvlarini oldini oladi. Uglerod tolasi radioto'lqinlar uchun shovqin va buzilishlarni yaratmaydi.

· Yuqori chidamlilik. Kompozit armaturaning barcha ishlab chiqaruvchilariga ko'ra, uning minimal xizmat muddati taxminan 75 yil.

· Kompozit armatura po'lat o'rniga foydalanilganda 50% gacha tejaydi. Armatura 30-40% arzonroq bo'lishidan tashqari, ta'minot logistikasini yaxshilash tufayli sezilarli tejashga erishiladi.

Kamchiliklari:

Ushbu moslamaning ko'plab ijobiy tomonlari mavjud, ammo kamchiliklar ham mavjud.

Birinchisini past elastiklik moduli deb atash kerak. Ushbu ko'rsatkichga ko'ra, armatura metallga 4 marta yo'qotadi. Mulk, materialning egilmasligi, balki sinishi bilan namoyon bo'ladi. Shu sababli, u poydevorlar, yo'llar, ko'priklar qurilishida qo'llaniladi, ammo shiftlarda foydalanish potentsial xavf va qo'shimcha hisob-kitoblarni talab qiladi.

Yuqori haroratning ta'siri haqida gapirish kerak. 600 darajaga qadar qizdirilganda. C, CFRP mustahkamlash tez yumshata boshlaydi. Shuning uchun qurilish vaqtida yong'in sodir bo'lganda issiqlik izolatsiyasi uchun qo'shimcha choralar ko'rish kerak.

Yana bir kamchilik - faqat yopishqoq kompozit armatura ulanganligi, elektr payvandlashni ishlatish mumkin emas. Katta qurilish maydonchalarida po'lat uchlari ko'pincha novdalarga qo'yiladi va shundan keyingina payvandlash amalga oshiriladi.

Armatura trikotaji

Agar siz maxsus qisqichlar va qisqichlardan foydalansangiz, kompozit materiallardan trikotajni mustahkamlash juda oddiy.

Yotish texnologiyasiga ko'ra, kompozit armatura an'anaviy po'lat materiallarga o'xshaydi.

Kompozit armaturaning qo'llanilishi:

nol darajasidan past bo'lgan poydevorlarda;

uch qatlamli devorlar uchun moslashuvchan ulanishlar sifatida;

yo'l qurilishi uchun

· po'lat armatura va betonning tezlashtirilgan korroziyasi sharoitida ishlaydigan konstruktsiyalarda (to'shaklar, quruq to'xtash joylari, qirg'oq himoyasi).

Kompozit armatura bozori tez sur'atlar bilan o'sib bormoqda. Mutaxassislarning fikricha, uning o'sishi yiliga 12% ni tashkil qiladi.

Bu erda teng quvvatni almashtirish bilan kompozit va po'lat armatura narxining qiyosiy tavsifi.

Shunga o'xshash ma'lumotlar.

Yakka tartibdagi turar-joy binolarini qurish mavsumi erta bahorda boshlanib, kech kuzda tugashi deyarli aksiomaga aylandi. O'rtacha, g'isht uyining poydevori va qutisini qurish uchun ishlab chiqarish tsikli ikki oydan besh oygacha. Rossiyada ijobiy harorat davri zo'rg'a uch oyga to'g'ri keladigan hududlar mavjud. Savol tug'iladi: u erda tosh ishlari qanday amalga oshiriladi? Yaxshiyamki, qurilish sanoatida eritmalar va aralashmalarni qishki isitish tizimlari, ularga turli xil kimyoviy qo'shimchalar mavjud bo'lib, ular muzlash to'sig'ini sezilarli darajada kamaytiradi.

Qishda, havo harorati ba'zan -35 C gacha tushadigan Rossiyaning markaziy qismida qurilish to'xtatilmaydi.

Qishki duvarcılıkning eng jiddiy muammosi - texnologik jarayonning murakkabligi. Qoidalardan har qanday og'ish tayyor tuzilmalarni yo'q qilishga olib kelishi mumkin. Eritmadagi suv muzlaganda hajmi taxminan 6-10% ga oshadi. Dazmoldagi muz notekis eriydi, buning natijasida tosh turlicha qisqaradi, vertikaldan chetga chiqadi va yoriqlar paydo bo'ladi. Agar ish texnologiyasiga rioya qilinmasa, qishki duvarcılıkning kuchi faqat 40% ni tashkil qiladi.

Uglerod tolasi bilan strukturani mustahkamlash

Uglerod tolasi qishda qurilish ishlarida katta rol o'ynaydi. Protsedura tuzilmalarning mustahkamligi va seysmik qarshiligini sezilarli darajada oshiradi, bu ayniqsa zamin zaif bo'lgan joylarda muhim ahamiyatga ega, bu strukturaning poydevorining deformatsiyasiga olib kelishi mumkin.

Uglerod tolasi armatura bilan solishtirganda bardoshli va engil materialdir. U og'ir yuklarga bardosh bera oladi, kvadrat mm uchun 70 tonnagacha va har qanday yomon ob-havoga bardosh bera oladi. Zarar bo'lgan taqdirda (uglerod tolasi osongina kesiladi), material yanada tarqalmaydi.

Uglerod tolasi bilan strukturani mustahkamlashning ikkita asosiy turi mavjud:

- ko'ndalang (uglevodorod tolalariga qo'shimcha ravishda, metall to'r yoki maxsus metall rodlar ishlatiladi);
- uzunlamasına (u tashqi yoki ichki bo'lishi mumkin).

Funktsional maqsadlariga ko'ra uchta uglerod tolasi ajralib turadi:

- ishchi (yuklarning ta'siri ostida paydo bo'ladigan har qanday harakatni sezadi)
- taqsimlash (tuzilmaning yaxlitligini saqlaydi, ramkaga kuch beradi)
- o'rnatish (tashiladigan ramka hosil qiladi).

Agar bahorda siz uyning yorilib ketganligini aniqlasangiz, strukturaning keyingi yorilishiga yo'l qo'ymaslik uchun uni uglerod tolasi bilan mustahkamlash mumkin. Vayron qilingan lintellar tozalanadi, changdan tozalanadi va kerak bo'lganda yoriqlar yopishtiriladi. Epoksi elim yoğurulur, uglerod tolali mato kerakli hajmga kesiladi. Epoksi sirtga qo'llaniladi. Mato ehtiyotkorlik bilan yopishtirilgan. Biz matoni maxsus rolik bilan elim bilan singdiramiz. Yakuniy bosqich - elimdan shuvalgan kompozitsiyani qo'llash.

Film kompozitsiyasi haqida

Materiallar ko'p qatlamli tuzilishga ega. Qoida tariqasida, uchta qatlamdan iborat va ular o'z navbatida diametri 5 dan 15 mikrongacha bo'lgan nozik iplar. Ikki tashqi qatlam engil stabillashgan ko'mir yoki qora plyonkadir. Ichki qismi 0,2 mm dan 2 sm gacha bo'lgan to'r o'lchamiga ega bo'lgan mustahkamlovchi uglerod tolali to'r bo'lib, materialga stress va cho'zilishlarga qarshilik ko'rsatadi.

Stabilizatorlar tufayli polimer moddasi quyosh nurlari bilan yo'q qilinmaydi va 50 yilgacha davom etishi mumkin. Film issiqlikka chidamliligi, sovuqqa chidamliligi va operatsion xususiyatlarini + 80 dan - 40 ° C gacha bo'lgan haroratda saqlab turishi mumkin.

Foyda

Endi pul haqida. Masalan, ko'prik bor. Binoning uzunligi 15 metr, qurilgan yili 50. Buzilmoqda. Ikkita variant mavjud: metall profil yoki uglerod mato bilan mustahkamlash. Uglerodli mato bilan bitta ta'mirlash uchun smeta 40% kamroq bo'ladi. Murakkab jihozlarga, maxsus mutaxassislarga ehtiyoj yo'q, uglerod mato devor qog'ozi kabi yopishtirilgan.

Kompozitlar CFRP (Karbon tolasi bilan mustahkamlangan polimer) zamonaviy engil va bardoshli materiallardir. Ushbu turdagi kompozitlar kundalik hayotda ishlatiladigan turli xil mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun muvaffaqiyatli qo'llaniladi. Uglerod polimer kompozitsiyasi asosiy komponent sifatida uglerod tolalari bilan mustahkamlangan strukturadir. Shuni ta'kidlash kerakki, CFRP qisqartmasi "P" belgisi nafaqat "polimer" ni emas, balki "plastmassa" ni dekodlash imkonini beradi.

CFRP kompozitlari odatda termoset qatronlar yordamida yaratiladi:

• polyester qatroni,
• vinil efir.

Termoplastik qatronlar CFRP kompozitlarida qo'llanilishiga qaramay, ko'pincha kompozitsiyani CFRTP (Karbon tolasi bilan mustahkamlangan Termoplastik Kompozitlar) sifatida belgilaydigan biroz boshqacha qisqartmani topish mumkin. Aslida, farq ahamiyatsiz.

Biroq, kompozitlar bilan ishlashda ular bilan bog'liq barcha atamalar va qisqartmalarni tushunish muhimdir. CFRP kompozitlarining xususiyatlarini va ulardagi mustahkamlik komponentining barcha imkoniyatlarini, ya'ni uglerodni tushunish bir xil darajada muhimdir.

Ushbu maqola usulning asosiy jihatlarini tavsiflaydi tuzilmalarni uglerod tolasi bilan mustahkamlash, yoki aniqrog'i, uglerod tolalari asosidagi kompozit materiallar bilan qurilish konstruktsiyalarini tashqi mustahkamlash texnologiyasi. Ushbu material ushbu texnologiyaning asoslari, ishlatiladigan materiallarning o'zgaruvchanligi bilan tanishish uchun xizmat qiladi, lekin uning yuzakiligi va umumlashtirilishi tufayli texnologik yoki loyiha qo'llanmasi sifatida foydalanish mumkin emas.

Uglerod tolasi bilan strukturani mustahkamlash- Rossiya uchun nisbatan yangi usul - mamlakatimizda amalga oshirilgan birinchi ob'ektlar 1998 yilga to'g'ri keladi. Ushbu usul strukturaning yuzasiga yuqori quvvatli uglerod tolasini yopishtirishdan iborat bo'lib, u kuchning bir qismini o'zlashtiradi va shu bilan mustahkamlangan elementning yuk ko'tarish qobiliyatini oshiradi. Yelim sifatida epoksi qatronlar yoki mineral bog'lovchiga asoslangan maxsus strukturaviy yopishtiruvchi (bog'lovchi) ishlatiladi. Uglerod tolasining yuqori jismoniy va mexanik xususiyatlari tufayli binolarning foydali hajmini yo'qotmasdan va binoning o'lik og'irligini oshirmasdan, strukturaning yuk ko'tarish qobiliyatini amalda oshirish mumkin - mustahkamlovchi elementlarning qalinligi. odatda 1 dan 5 mm gacha.

Shuni tushunish kerakki " uglerod tolasi" bu tayyor mahsulot emas, balki material (masalan, beton kabi). Uglerod tolasi barcha turdagi materiallarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi, ularning ba'zilari qurilishda qo'llaniladi - uglerodli lentalar, lamellar va to'rlar .

Aksariyat hollarda uglerod tolasini mustahkamlash temir-beton konstruktsiyalar uchun ishlatiladi - bu bunday loyihalarni amalga oshirishning yuqori texnik va iqtisodiy ko'rsatkichlari bilan bog'liq. Biroq, bu texnologiya metall, yog'och va tosh binolar va inshootlarga ham tegishli.

Konstruktiv qarorlar.

Konstruksiyalarni uglerod tolasi bilan mustahkamlashni loyihalashda SP 164.1325800.2014 "Temir-beton konstruktsiyalarni kompozitsion materiallar bilan mustahkamlash. Dizayn qoidalari" Qoidalar kodeksiga amal qilish kerak.

Zamin plitalari va nurlarni mustahkamlash uglerod tolasini eng stressli joylarda - odatda strukturaning pastki chetida bo'ylab oraliqning markazida yopishtirish orqali amalga oshiriladi. Bu bükme momentlari bo'yicha ularning yuk ko'tarish qobiliyatini oshiradi. Bunday muammolarni hal qilish uchun barcha turdagi uglerod materiallari mos keladi - lentalar, lamellar va mashlar.

Bundan tashqari, nurlar uchun ko'pincha bajarish talab qilinadi qo'llab-quvvatlash zonalarini mustahkamlash ko'ndalang kuchlar ta'sirida (eğimli yoriq bo'ylab) yuk ko'tarish qobiliyatini oshirish. Buning uchun uglerodli lentalardan yoki to'rlardan yasalgan U shaklidagi qisqichlar yopishtirilgan.

Ba'zan uglerodli lentalar va sipeslar birgalikda ishlatiladi, chunki ularning o'rnatish usuli va yopishtiruvchi kompozitsiyalar o'xshash. Uglerodli mashlardan foydalanish, odatda, "ho'l" ish turlarini ishlab chiqarish bilan bog'liq holda, lenta va lamellardan foydalanishni yo'q qiladi.

Ustunlarni mustahkamlash ularni uglerod lentalari yoki ko'ndalang yo'nalishdagi panjaralar bilan yopishtirish orqali sodir bo'ladi. Shunday qilib, "bog'lanish" ta'siriga erishiladi va betonning ko'ndalang deformatsiyalari "trubadagi beton" yoki "uch eksenli siqish" bilan o'xshash printsipga muvofiq cheklanadi.

Ishning bajarilishi. Sirtni tayyorlash.

Temir-beton konstruktsiyalarni uglerod tolasi bilan mustahkamlashda ish strukturaning tartibi bilan boshlanadi- mustahkamlovchi elementlar joylashtiriladigan zonalar chiziladi. Keyin bu joylar pardozlash materiallaridan, axloqsizlik va tsement sutidan tozalanadi katta agregatli beton paydo bo'lgunga qadar. Buning uchun olmos stakanlari bo'lgan burchakli maydalagichlar yoki suvni qum bilan tozalash mashinalari ishlatiladi.

Tayyorlangan bazaning sifati (uglerod tolasi yopishtirilgan sirt) strukturaning mustahkamlovchi element bilan muvofiqligiga bevosita ta'sir qiladi, shuning uchun bazani tayyorlashda, albatta, nazorat qilish quyidagi variantlar:

• sirt tekisligi;
• mustahkamlangan strukturaning materialining mustahkamligi va yaxlitligi;
• strukturaning sirt harorati;
• ifloslanish va changning yo'qligi;
• namlik;
• va boshqalar (nazorat qilinadigan parametrlarning to'liq ro'yxati va ruxsat etilgan qiymatlari qurilish ishlari uchun oqim sxemalarida keltirilgan).

Komponentlarni tayyorlash.

Uglerod materiallari o'ralgan holda beriladi va polietilenga o'raladi. Ularni chang bilan bo'yash juda muhim, bu betonni maydalagandan keyin juda ko'p bo'ladi, aks holda uglerod tolasini birlashtiruvchi bilan singdirish mumkin emas, ya'ni. ishlab chiqarish nuqsoni bo'ladi. Shuning uchun, tayyorgarlik zonasi zich polietilen bilan qoplangan bo'lishi kerak va u bo'ylab uglerod materialining kerakli uzunligini ochish kerak. Uglerodli lentalar va to'rlarni kesish ish yuritish pichog'i yoki metall qaychi bilan amalga oshirilishi mumkin va uglerod lamellari metall uchun kesish g'ildiragi bilan burchakli maydalagich bilan kesilishi mumkin.

Yopishtiruvchi moddalar odatda ikki komponentli ishlatiladi - ya'ni. ma'lum bir nisbatda ikkita materialni aralashtirish talab qilinadi. Ishlab chiqaruvchining ko'rsatmalariga qat'iy rioya qilish kerak va dozalashda, tarozi yoki o'lchash asboblaridan foydalaning. Kompozitsiyalarni aralashtirish bir komponentni boshqasiga asta-sekin qo'shib, past tezlikda matkap bilan doimiy aralashtirish orqali sodir bo'ladi. Dozalash xatolari yoki bir komponentni boshqasi bilan noto'g'ri aralashtirish elimning qaynashiga olib kelishi mumkin.

So'nggi yillarda ko'pchilik ishlab chiqaruvchilar to'plamlarda yopishtiruvchi moddalarni etkazib berishdi - ya'ni. allaqachon dozalangan hajmlari bo'lgan ikkita chelakda. Shunday qilib, siz oddiygina bir chelakning tarkibini boshqasiga aralashtirishingiz mumkin (paqir maxsus kattaroq hajm bilan ta'minlangan (yarim bo'sh)) va tayyor yopishtiruvchi kompozitsiyani olishingiz mumkin.

Polimer tsement yopishtiruvchi moddalar (uglerod to'rlari uchun) sumkalarda beriladi va har qanday ta'mirlash materiali kabi ko'rsatmalarga muvofiq suv bilan aralashtiriladi.

Shuni esga olish kerak yopishtiruvchi cheklangan xizmat muddatiga ega- taxminan 30-40 daqiqa va harorat 20 ° C dan yuqori ko'tarilganda keskin pasayadi, shuning uchun tayyorlangan yopishtiruvchi hajmi uni ishlab chiqarishning jismoniy imkoniyatlaridan oshmasligi kerak.

Uglerod tolali materiallarni o'rnatish.

Uglerod tolasi materialining turiga qarab, uni o'rnatish texnologiyasi sezilarli darajada farqlanadi:

Uglerodli lentalarni o'rnatish"ho'l" yoki "quruq" usul bo'yicha amalga oshirilishi mumkin. Ikkala holatda ham taglikka yopishtiruvchi qatlam qo'llaniladi, ammo "ho'l" usulda uglerod lentasi birinchi navbatda yopishtiruvchi bilan singdiriladi, so'ngra rulon bilan poydevorga o'raladi va "quruq" usulda lenta poydevorga o'raladi, so'ngra yuqoridan yopishtiruvchi qatlam bilan singdiriladi. Uglerodli lentani singdirish uning yuzasiga yopishtiruvchi qatlamni qo'llash va uni bo'yoq rulosi yoki spatula bilan bosish orqali amalga oshiriladi, bu esa bog'lovchining yuqori qatlamining uglerod tolasiga chuqur kirib borishini ta'minlaydi, va biriktiruvchining pastki qatlami keladi. tashqariga. Uglerodli lentalarni bir necha qatlamlarga yotqizish mumkin, ammo shift yuzasiga yopishganda, bir smenada 2 dan ortiq qatlamni bajarish tavsiya etilmaydi - material o'z og'irligi ostida "o'rmalay" boshlaydi.

Shuni esda tutish kerakki, yopishtiruvchi polimerizatsiyadan so'ng uning yuzasi silliq bo'ladi va uning ustiga yuqori sifatli qoplamani qo'llash mumkin bo'lmaydi. Shuning uchun, hatto "yangi" mustahkamlovchi elementda ham, qo'pol qum qatlamini qo'llash kerak.

Da uglerod lamellarini o'rnatish yopishtiruvchi ham strukturaga, ham mustahkamlovchi elementga qo'llaniladi. Shundan so'ng, lamel asosga bo'yoq rulosi yoki spatula bilan o'raladi.

Uglerodli to'rni o'rnatish ho'l beton yuzada amalga oshiriladi. Birinchidan, polimer-sement kompozitsiyasining birinchi qatlami qo'llaniladi. U qo'lda ham, mexanizatsiyalashgan holda ham qo'llanilishi mumkin - zarba beton. Polimer tsementning "yangi" qatlami ustiga uglerodli to'r o'ralib, tarkibiga ozgina chuqurchaga kiradi. Buni spatula bilan qilish eng qulaydir. Keyin kompozitsiya o'rnatilgunga qadar texnologik pauzaga dosh berish kerak. O'rnatish vaqti tanlangan tarkibga va atrof-muhit haroratiga bog'liq, ammo kerakli holat - polimer tsement barmoq bilan deyarli bosilmaydi. Shundan so'ng, polimer tsementning qoplama qatlami qo'llaniladi.

Himoya qoplamalari.

Shuni esda tutish kerak epoksi qatronlar yopishtiruvchi moddalar yonuvchan, va qo'shimcha ravishda - ultrabinafsha nurlar ta'sirida mo'rtlashuvga duchor bo'ladi. Shuning uchun, ulardan foydalanganda, mustahkamlangan struktura uchun e'lon qilinganidan past bo'lmagan yong'inga chidamlilik sinfi uchun armatura elementlarini yong'indan himoya qilishni ta'minlash kerak.

Agar siz konstruksiyalarni uglerod tolasi bilan mustahkamlashni amalga oshirishingiz kerak bo'lsa - bizga qo'ng'iroq qiling va biz sizga maslahat beramiz va muammoingizni hal qilish rejasini tuzishga yordam beramiz.