Vă puteți imagina? Un „material spațial” care a fost folosit odinioară în carcasele rachetelor și palele turbinelor eoliene rescrie acum istoria armăturilor clădirilor – este...plasă de fibră de carbon.
- Genetica aerospațială în anii 1960:
Producția industrială de filamente din fibră de carbon a permis ca acest material, care este de nouă ori mai rezistent decât oțelul, dar cu trei sferturi mai ușor, să fie introdus omenirii pentru prima dată. Inițial rezervat „sectoarelor de elită”, cum ar fi industria aerospațială și echipamentele sportive de înaltă calitate, acesta era țesut folosind tehnici textile tradiționale, dar avea potențialul de a întoarce lumea cu susul în jos.
- Punctul de cotitură în „războiul împotriva oțelului”:
Plasa de armare convențională este ca „bătrânul ticălos” din lumea construcțiilor: cântărește la fel de mult ca un elefant (aproximativ 25 kg pe metru pătrat de plasă de armare) și se teme și de sare, apă și timp – - Eroziunea ionilor de clorură face ca armătura de oțel să se dilate și să crape.
Aparițiapânză de plasă din fibră de carbonRupe complet impasul: prin țesere direcțională + impregnare cu rășină epoxidică, grosimea stratului de armare crește de la 5 cm la 1,5 cm, greutatea este de doar 1/4 din cea a armăturii, dar este rezistentă și la acid și alcali, la apa de mare, iar în armarea unui pod la mare, nu există semne de coroziune timp de 20 de ani.
De ce se grăbesc inginerii să îl folosească? Cinci avantaje esențiale dezvăluite
| Avantaje | Armare tradițională din oțel / pânză din fibră de carbon vs. pânză de plasă din fibră de carbon | Analogie cu viața |
| Ușor ca o pană, puternic ca oțelul | Stratul de armare cu grosimea de 15 mm poate rezista la o forță de tracțiune de 3400 MPa (echivalentul a 1 bețișor pentru a susține 3 elefanți), fiind cu 75% mai ușor decât armătura de oțel. | Îmi place ca în clădire să poarte un „tricou antiglonț”, dar nu crește greutatea. |
| Construcție precum vopsirea peretelui La fel de simplu ca | Fără sudură, legare, mortar polimeric pulverizat direct, un proiect de consolidare a școlilor din Beijing care va scurta perioada de construcție cu 40% | Economisiți mai mult decât placarea cu faianță, oamenii obișnuiți pot învăța |
| Rezistență la foc pentru a construi până la exagerat | Rezistența la temperaturi ridicate de 400 ℃ rămâne neschimbată, o armare de tip mall prin acceptarea focului, în timp ce adezivul tradițional din rășină epoxidică se va înmuia la 200 ℃ | Echivalent cu purtarea unui „costum antifoc” la clădire |
| O sută de ani nu e rău ca „conservant” | Fibra de carbon este un material inert, utilizat într-o uzină chimică într-un mediu puternic acid timp de 15 ani fără a se deteriora, în timp ce armătura a ruginit mult timp transformându-se în zgură. | decât oțelul inoxidabil este, de asemenea, rezistent la fabricarea „vaccinului pentru construcții” |
| „Maestru al artelor marțiale” antiseismic bidirecțional | direcția longitudinală și transversală poate fi la tracțiune, după cutremur, o clădire școlară ranforsată cu aceasta și apoi a întâmpinat o replică de nivel 6 fără fisuri noi | ca și în cazul clădirii echipate cu „arcuri amortizoare” |
accent:În construcție trebuie folosit mortar polimeric care să se potrivească! Într-un cartier s-a folosit din greșeală mortar obișnuit, ceea ce a dus la desprinderea stratului de armare al tamburelor - la fel ca în cazul utilizării lipiciului pentru lipirea sticlei, lipiciul neadecvat este echivalent cu o risipă de muncă.
De la Orașul Interzis la Podul Cross-Sea: Schimbă lumea în liniște
- „Bandajul invizibil” pentru patrimoniul cultural și clădirile antice:
Construcția Beyer Bau, o clădire veche de un secol de la Universitatea Tehnică din Dresda, Germania, avea nevoie urgentă de consolidare din cauza încărcărilor crescute, dar era supusă restricțiilor impuse de reglementările privind protecția monumentelor. Inginerii au „lipit” în partea de jos a grinzii un strat de „plastură transparentă”, cu o plasă din fibră de carbon de 6 mm grosime și un strat subțire de mortar, nu numai pentru a crește capacitatea portantă cu 50%, dar nici pentru a nu schimba clădirea în cea mai mică măsură aspectul original, iar chiar și experții Consiliului pentru Patrimoniu au lăudat-o: „Ca și cum vechea clădire ar trebui să fie modernizată fără urme de urme”.
- „Super patch” pentru ingineria traficului:
În Florida, Statele Unite, coloanele unui pod transmare, armate cu plasă de fibră de carbon în 2003, rezistența celor „slabe” a crescut cu 420%, iar acum, 20 de ani mai târziu, uraganele sunt încă la fel de stabile ca un munte de pe coastă. Proiectul intern de tunel insular al podului Hong Kong-Zhuhai-Macao a folosit-o, de asemenea, în liniște, pentru a îmbunătăți structura, împotriva eroziunii apei de mare.
- „Arma magică care inversează vârsta” a micului bătrân și dărăpănat:
Într-un cartier din Beijing din anii '80, dalele de podea erau serios crăpate, iar planul inițial era demolarea și reconstrucția. Ulterior, cu plasă de fibră de carbon + armare cu mortar polimeric, costul pe metru pătrat este de doar 200 de yuani, față de o economie de 80% prin reconstrucție, iar acum locuitorii spun: „Simte-te că locuința este mai tânără cu 30 de ani!”
Viitorul este aici: Auto-repararea și monitorizarea „materialelor inteligente” sunt pe drum
- Un „doctor autovindecător” în beton:
Oamenii de știință dezvoltă o plasă din fibră de carbon care „se vindecă singură” — atunci când apar microfisuri într-o structură, plasa poate fi utilizată ca armătură. — Când apar microfisuri într-o structură, capsulele din material se rup pentru a elibera agenți de reparare care umplu automat fisurile. Testele efectuate într-un laborator din Marea Britanie au arătat că materialul ar putea prelungi durata de viață a betonului cu până la 200 de ani.
- O „brățară de sănătate” pentru clădiri:
încorporează senzori cu fibră optică înplasă de fibră de carbon, ca un „ceas inteligent” pentru clădiri: o clădire emblematică din Shanghai îl folosește pentru a monitoriza tasările și fisurile în timp real, iar datele sunt transmise direct către biroul administrativ, ceea ce este de 100 de ori mai eficient decât inspecția manuală tradițională. Este de 100 de ori mai eficient decât inspecția manuală tradițională.
Sfaturi conștiincioase pentru ingineri și proprietari
1. Materiale alegeți-l pe cel potrivit, rezultatul este dublu cu jumătate din efort:recunoașteți produsele cu rezistență la tracțiune ≥ 3400MPa și modul de elasticitate ≥ 230GPa și puteți solicita producătorilor să vă furnizeze rapoarte de testare.
2. Nu fi leneș în construcții:Suprafața de bază trebuie lustruită și curată, iar mortarul polimeric trebuie amestecat în proporție.
3. Prioritate pentru renovarea clădirilor vechi:Comparativ cu demolarea și reconstrucția, armarea cu plasă de fibră de carbon poate păstra aspectul original al clădirii, dar poate economisi și peste 60% din cost.
Concluzie
Când materialele aerospațiale au fost „aduse cu picioarele pe pământ” în domeniul construcțiilor, am descoperit brusc: armarea originală nu poate necesita eforturi mari, clădirea veche originală poate fi, de asemenea, „creștere inversă”.Țesătură de plasă din fibră de carboneste ca un „supererou” în industria construcțiilor, cu caracteristici ușoare, rezistente și durabile, astfel încât fiecare clădire veche are oportunitatea de a-și reînnoi viața – iar acesta poate fi doar începutul revoluției materiale.
Data publicării: 26 iunie 2025
