Можете себе представить? «Космический материал», который когда-то использовался в корпусах ракет и лопастях ветряных турбин, теперь переписывает историю армирования зданий — этосетка из углеродного волокна.
- Генетика аэрокосмической техники в 1960-х годах:
Промышленное производство нитей из углеродного волокна позволило впервые представить человечеству этот материал, который в девять раз прочнее стали, но на три четверти легче. Первоначально предназначенный для «элитных секторов», таких как аэрокосмическая промышленность и производство спортивного инвентаря высокого класса, он был соткан с использованием традиционных текстильных технологий, но он имел потенциал перевернуть мир с ног на голову.
- Поворотный момент в «войне со сталью»:
Обычная арматурная сетка — это «старый чудак» строительного мира: она весит как слон (около 25 кг на квадратный метр арматурной сетки), а также боится соли, воды и времени — эрозия под воздействием ионов хлора приводит к расширению и растрескиванию стальной арматуры.
Появлениесетчатая ткань из углеродного волокнаполностью выходит из тупика: за счет направленного плетения + пропитки эпоксидной смолой толщина армирующего слоя увеличивается с 5 см до 1,5 см, вес составляет всего 1/4 от арматуры, но при этом он устойчив к воздействию кислот и щелочей, морской воды, а в арматуре моста на море нет никаких следов коррозии в течение 20 лет.
Почему инженеры спешат его использовать? Раскрыты пять основных преимуществ
Преимущества | Традиционная стальная арматура / ткань из углеродного волокна против сетчатой ткани из углеродного волокна | Аналогия жизни |
Легкий как перышко, крепкий как сталь | Армирующий слой толщиной 15 мм выдерживает растягивающее усилие 3400 МПа (эквивалентно 1 палочке для еды, удерживающей 3 слонов), на 75% легче арматуры | Нравится ходить в здании в «пуленепробиваемой майке», но не увеличивает вес |
Строительство, как покраска стены. Просто, как | Никакой сварки, связывания, прямого распыления полимерного раствора, проект по укреплению школы в Пекине с его помощью сократил сроки строительства на 40% | Экономьте больше, чем просто укладывая плитку, обычные люди могут научиться |
Огнестойкость будет возведена до невероятных размеров | Прочность при высокой температуре 400 ℃ остается неизменной, армирование торгового центра через огнестойкость, в то время как традиционный клей на основе эпоксидной смолы будет размягчен при 200 ℃. | Эквивалентно ношению «пожарного костюма» в здании. |
Сто лет неплохой «консервант» | Углеродное волокно — инертный материал, который использовался на химическом заводе в сильнокислой среде в течение 15 лет без повреждений, в то время как арматура давно заржавела и превратилась в шлак. | чем нержавеющая сталь также устойчива к производству «строительной вакцины» |
Двусторонний антисейсмический «мастер боевых искусств» | продольное и поперечное направление может быть растягивающим, после землетрясения здание школы было укреплено им, а затем столкнулось с толчками магнитудой 6 без новых трещин | как и здание, оборудованное «амортизирующими пружинами» |
акцент:строительство должно быть использовано в соответствии с полимерным раствором! Соседство ошибочно использовало обычный раствор, в результате чего армирующий слой барабанов и отваливается — так же, как использование клея для приклеивания стекла, клей не является правильным, равно как и пустая трата труда.
От Запретного города до моста через море: мир тихо меняется
- «Невидимая повязка» для культурного наследия и древних зданий:
Beyer Bau, вековое здание Технического университета Дрездена в Германии, срочно нуждалось в укреплении из-за возросших нагрузок, но подпадало под ограничения, налагаемые защитой памятников. Инженеры с 6-миллиметровой сетчатой тканью из углеродного волокна + тонким слоем раствора, в нижней части балки «наклеили» слой «прозрачного пластыря», не только для того, чтобы несущая способность увеличилась на 50%, но и не изменили первоначальный вид здания ни в малейшей степени, и даже эксперты Совета по охране памятников архитектуры похвалили: «Хотел бы, чтобы старое здание сделало подтяжку лица без шрамов».
- «Супер-патч» по организации дорожного движения:
Флорида, США, колонны моста через море, усиленные сетчатой тканью из углеродного волокна в 2003 году, прочность «слабых» частей взлетела на 420%, и теперь, 20 лет спустя, ураганы все еще так же стабильны, как гора на побережье. Внутренний проект островного туннеля моста Гонконг-Чжухай-Макао, также тихо использовал его для структурного улучшения, против эрозии морской водой.
- «Волшебное оружие, обращающее вспять старость» старого и ветхого малого:
В районе 80-х годов в Пекине плиты перекрытия были серьезно потрескавшимися, и первоначальный план состоял в том, чтобы снести и построить заново. Позже с использованием сетчатой ткани из углеродного волокна + армирования полимерным раствором стоимость квадратного метра составила всего 200 юаней, чем при реконструкции 80% экономии затрат, и теперь жители говорят: «Почувствуйте, как дом помолодел на 30 лет!»
Будущее уже здесь: самовосстанавливающиеся и контролирующие «умные материалы» уже на подходе
- «Самоисцеляющийся доктор» из бетона:
Ученые разрабатывают сетку из углеродного волокна, которая «сама себя лечит» — когда в конструкции появляются микротрещины, сетку можно использовать в качестве армирования. — Когда в конструкции появляются микротрещины, капсулы в материале разрываются, высвобождая ремонтные агенты, которые автоматически заполняют трещины. Испытания в лаборатории в Великобритании показали, что материал может продлить срок службы бетона до 200 лет.
- «Браслет здоровья» для зданий:
встраивает волоконно-оптические датчики всетка из углеродного волокна, как «умные часы» для зданий: примечательное здание в Шанхае использует его для мониторинга осадки и трещин в режиме реального времени, а данные передаются напрямую в бэк-офис управления, что в 100 раз эффективнее традиционного ручного осмотра. Это в 100 раз эффективнее традиционного ручного осмотра.
Добросовестные советы инженерам и владельцам
1. Материалы выбирайте правильные, результат в два раза лучше при вдвое меньших усилиях:распознайте продукцию с пределом прочности на растяжение ≥ 3400 МПа и модулем упругости ≥ 230 ГПа, и вы можете попросить производителей предоставить отчеты об испытаниях.
2. Не ленитесь в строительстве:Поверхность основания должна быть отшлифована, а полимерный раствор замешан в соответствии с пропорциями.
3. Приоритет реконструкции старых зданий:По сравнению со сносом и реконструкцией, армирование сеткой из углеродного волокна позволяет сохранить первоначальный облик здания, но при этом сэкономить более 60% стоимости.
Заключение
Когда аэрокосмические материалы «приземлились» в строительной сфере, мы внезапно обнаружили: изначальное армирование может не нуждаться в больших усилиях, оригинальное старое здание также может быть «обратным ростом».Сетчатая ткань из углеродного волокнаэто своего рода «супергерой» в строительной отрасли, обладающий легкостью, прочностью и долговечностью, благодаря чему каждое старое здание получает возможность возродиться — и это может быть только началом материальной революции.
Время публикации: 26 июня 2025 г.