Ali se lahko za gradnjo uporabi polimer, ojačani z ogljikovimi vlakni (CFRP)?

Ogljikova vlaknaje visoko trden in lahek material, ki se običajno uporablja v vesoljski in avtomobilski industriji. Sestavljen je iz tankih pramenov ogljika, ki so tkani skupaj, da tvorijo tkanino. Ta tkanina je nato prevlečena v smolo in utrjena, da ustvari močan in trpežen material, ki lahko prenese visoke ravni stresa in obremenitve. Ogljikova vlakna so prav tako zelo odporna na korozijo in lahko prenesejo izpostavljenost širokemu krogu kemikalij in okoljskih razmer. S svojimi edinstvenimi lastnostmi je vse večje zanimanje za uporabo ogljikovih vlaken v gradbeni industriji.

Ali se lahko ogljikova vlakna uporablja kot gradbeni material?

Polimer, ojačani z ogljikovimi vlakni (CFRP), se v gradnji uporablja že nekaj časa, vendar je še vedno relativno nov kot gradbeni material. Uporablja se predvsem za krepitev in krepitev betonskih struktur. Vendar pa zaradi visokih stroškov ogljikovih vlaken in omejene razpoložljivosti kvalificirane delovne sile za sodelovanje z njim ni videl široke uporabe v gradbeništvu.

Kakšne so prednosti uporabe ogljikovih vlaken v gradbeništvu?

Ogljikova vlakna ponujajo več prednosti pred tradicionalnimi gradbenimi materiali, kot sta jeklo in beton. Je lahek, močan in zelo odporen proti koroziji. Ogljikova vlakna so tudi izjemno trpežna material, ki lahko prenese visoke stopnje stresa in napetosti. Poleg tega ima nizki koeficient termične ekspanzije, kar pomeni, da se s spremembami temperature ne bo bistveno razširil ali se ni zdelo bistveno. Te lastnosti so idealen material za uporabo v strukturah, odpornih na potres.

Kakšne so pomanjkljivosti uporabe ogljikovih vlaken v gradbeništvu?

Ena največjih pomanjkljivosti ogljikovih vlaken je njegova cena. Je zelo drag material v primerjavi z drugimi gradbenimi materiali, kot sta jeklo in beton. Poleg tega ogljikova vlakna zahteva visoko stopnjo spretnosti in strokovnega znanja, s katerimi lahko delate, kar omejuje število gradbenih strokovnjakov, ki jih lahko uporabljajo. Nazadnje so ogljikova vlakna tudi relativno nov material in niso bili preizkušeni na dolgoročno trajnost pri gradbenih aplikacijah.

Kakšne so trenutne uporabe ogljikovih vlaken v gradbeništvu?

Ogljikova vlakna se trenutno uporabljajo pri gradnji visokih stavb, mostov in drugih infrastrukturnih projektov. Običajno se uporablja za okrepitev in krepitev betonskih konstrukcij, pa tudi za zagotovitev dodatne podpore za jeklene tramove in druge komponente, ki nosijo obremenitev. Ogljikova vlakna se raziskujejo tudi za uporabo pri gradnji montažnih gradbenih plošč, kar lahko pomaga zmanjšati čas gradnje in stroške.

Kakšna je prihodnost ogljikovih vlaken v gradbeništvu?

Ko bodo ogljikova vlakna širše dostopna in se stroški proizvodnje zmanjšujejo, se bomo verjetno povečali v njegovi uporabi v gradbeništvu. Napredek tehnologije omogoča tudi ustvarjanje novih kompozitov, ki združujejo ogljikova vlakna z drugimi materiali, da ustvarijo še močnejše in trpežnejše sestavne dele stavbe.

Za zaključek so ogljikova vlakna edinstven in zelo ugoden material z velikim potencialom v gradbeništvu. Čeprav je trenutno omejen z visokimi stroški in omejeno razpoložljivostjo usposobljenih strokovnjakov, bodo stalne raziskave in inovacije na tem področju verjetno znižale stroške in postale dostopnejše gradbenikom in izvajalcem. Ningbo Kaxite Tessuring Materials Co., Ltd. je vodilni proizvajalec visokokakovostnih izdelkov, ojačanih z ogljikovimi vlakni, za gradbeno industrijo. Od krepitve betonskih struktur do gradnje struktur, odpornih na potres, naši izdelki iz ogljikovih vlaken ustrezajo vsem vašim potrebam. Kontaktirajte nas danes nakaxite@seal-china.comČe želite izvedeti več o naših izdelkih in storitvah.

Reference:

Park, K. J., Kim, M. H., & Yeo, G. T. (2005). Seizmična zmogljivost omejenih betonskih valjev in prizmov, ojačanih z ogljikovimi vlakni (CFRP). Journal of Composite Materials, 39 (21), 1975-1993.

Wang, C. H., & Lee, C. S. (2008). Eksperimentalna študija o vedenju vezi med ogljikovimi vlakni in betonom. ACI Materials Journal, 105 (2), 147-153.

Panahi, F., Damghani, M., & Mirzababaei, M. (2016). Okrepljena s polimerjem iz ogljikovih vlaken, ki se krepijo pravokotne zidane stebre pod kvazistatičnimi in potresnimi stranskimi obremenitvami. Journal of Composites for Construction, 20 (1), 04015025.

Zhao, X., Pietraszkiewicz, W., & Zhang, X. (2010). Eksperimentalna preiskava prednapetega betonskega žarka, okrepljena z polimernimi ploščami, ojačanimi z ogljikovimi vlakni. Journal of Composites for Construction, 14 (5), 745–755.

Shokrieh, M. M., Nigdeli, S. M., & Rezazadeh, S. (2014). Seizmični odziv RC strižne stene, okrepljene z koti, ojačanimi z ogljikovimi vlakni, in jeklenimi koti. Sestavljene strukture, 113, 98-108.

Sohanghpurwala, A. A., & Rizkalla, S. H. (2011). Krepitev armiranih betonskih žarkov z uporabo polimerov, ojačenih z ogljikovimi vlakni. ACI Structure Journal, 108 (6), 709-717.

Lee, S. H., Kim, M. J., & Lee, I. S. (2010). Eksperimentalna študija o upogibnih zmogljivostih armiranih betonskih žarkov, okrepljenih s polimernimi listi iz ogljikovih vlaken. Journal of Oilid Plastics and Composites, 29 (13), 1974-1990.

Saadatmanesh, H., & Ehsani, M. R. (1990). Obnašanje iz ogljikovih vlaknin, ojačenih z armiranimi betonskimi žarki, okrepljenimi s polimer. Journal of Structure Engineering, 116 (4), 1069-1088.

Wu, C. Y., Ma, C. C., & Sheu, M. S. (2009). Naknadno vnašanje ekscentrično obremenjenih armirano betonskih stebrov z polimernimi listi, ojačanimi z ogljikovimi vlakni. Journal of Composites for Construction, 13 (6), 431–446.

ACI Tehnični odbor 440. (2008). Vodnik za zasnovo in konstrukcijo konstrukcij FRP-RC. Ameriški betonski inštitut, Farmington Hills, MI.

BROKATE, D. A., MACHEAND, K. A., & Wight, J. K. (1998). Vpliv lastnosti polimerne lamine, ojačanih z ogljikovimi vlakni, na trdnost vezi armiranega betona. ACI Structure Journal, 95 (6), 718–727.