Facebook

Строительство

Высокая эффективность при устройстве наружного армирования железобетонных, деревянных и кирпичных конструкций

Индустрия

Для армирования бетонных конструкций при строительстве зданий и дорог используется углепластиковая арматура, инертная ко всем агрессивным средам и обладающая высокой прочностью.

Углекомпозиты обладают рядом преимуществ, благодаря которым начали пользоваться большим спросом у строителей. Основное их преимущество — высокая прочность углеволоконных нитей и высокая адгезия связующего. Эти свойства позволяют добиться высокой эффективности армирования различного вида конструкций (железобетонных, кирпичных, деревянных).

Углепластик обеспечивает сокращение общих расходов на строительство и последующую эксплуатацию

Преимущества применения углекомпозитов

Композитные изделия из углеволокна для строительства по всем эксплуатационным свойствам превосходят традиционные изделия из стали и бетона: при одинаковой прочности они в десятки раз легче.


Пропитанный отвердевшей смолой холст толщиной всего 3 мм прочнее технической фанеры толщиной 15 мм.

  • Весовое качество
  • Высокая прочность
  • Устойчивость к агрессивным химическим средам
  • Высокая удельная жёсткость

Преимущества композитных материалов на основе углеволокна в строительстве перед стальными и железобетонными конструкциями:

75 %

Использование сетки из углеродного волокна вместо стальной арматуры уменьшает вес стеновых панелей на 75%

100 %

Наружное армирование железобетонных, деревянных и кирпичных конструкций углепластиком увеличивает прочность конструкций более чем на 100%


Сравнительные характеристики углеволокна и других материалов

Тип волокна




Прочность при растяжении, МПа Модуль упругости при растяжении, ГПа Удлинение при разрыве, % Плотность, г/см3
Углеродное (на основе ПАН-прекурсора) высокопрочное со стандартным модулем 3500-5000 200-280 1,4-2,0 1,75-1,80
высокопрочное среднемодульное 4500-7000 280-325 1,7-2,1 1,73-1,81
высокомодульное 3500-5000 325-450 0,7-1,4 1,75-1,85
сверхвысокомодульное 2500-4000 450-600 0,7-1,0 1,85-1,95
Стеклянное E-стекло 2500-3800 70-75 4,5-4,7 2,5-2,7
S-стекло 4000-4500 80-90 5,0-5,3 2,5
Органическое Арамидное 3000-3600 60-180 2,4-3,6 1,45
Полиэтиленовое 200-3000 5-170 3-80 0,96
Стальное высокопрочное 1200-2800 200 3,5 7,8
нержавеющее 800-2000 190 3,0 7,8
Базальтовое 3000-4800 90-110 3,0 2,6-2,8
Борное 3500-4000 350-400 0,5-0,7 2,6

Применение


Применение углекомпозитов в строительстве наиболее эффективно для фундаментных блоков, колонн, опор ЛЭП, балок и мостов. Волокна углерода выполняют функцию усиления колонн и перекрытий, упрочнения мостов за счёт высоких показателей удельной прочности и сопротивления на разрыв.

Ткани применяют для повышения прочности стен зданий в сейсмоопасных зонах, а также в качестве изящных и практически невидимых бандажей при выполнении ремонта и реконструкции зданий и сооружений.

Историческая справка

Применять углеволокно для усиления и армирования конструкций строительных объектов начали около 40 лет назад. Сегодня можно насчитать тысячи объектов, во время ремонта и восстановления которых использовались технологии на основе углеродного волокна.

В 1982 г. на юге Германии при усилении железобетонного моста применялись углеродные ленты (совместный проект концерна «СИКА», проектного бюро «Леонгард, Андрэ и парт.» и фирмы «Леоба»). В России данный материал использовали в 2003 г. при усилении балок автодорожного моста через реку Киржач (104-й км трассы Москва — Нижний Новгород).

Опыт


С использованием углепластика строятся современные здания, дорожные покрытия, мосты, заводы, производится укрепление и усиление построенных ранее конструкций.

Так, например, в Швейцарских Альпах был построен сложный мост, состоящий всего из двух деталей (по 900 кг каждая). Детали были установлены при помощи вертолёта и соединены друг с другом болтами. Подобный мост из стали вертолёт перенести бы не смог.


Усиленные элементы конструкций получают дополнительно:

65% Прочности на изгиб
50% доля композиционных материалов
Прочности на сжатие 120%

Вывод

Современные композитные материалы получили широкое применение в гражданском и промышленном строительстве, что позволило увеличить срок службы строительных объектов и повысить безопасность.

Технологии не стоят на месте, и учёные постоянно заняты поиском новых возможностей для использования углеволокна в строительстве.


Углепластик способен обеспечить сокращение общих расходов на строительство и последующую эксплуатацию, повысить устойчивость конструкций к коррозии и их долговечность, решить проблему изношенности трубопроводных систем.