...

Het gebruik van koolstofvezel in de constructie: versterking en versterking van dragende constructies

De eenentwintigste eeuw staat bol van de innovatie, en de bouwsector is daarop geen uitzondering. Een van de nieuwste en meest populaire materialen – koolstof (koolstof) vezel – nam zijn rechtmatige plaats in, waarbij glasvezel en soortgelijke versterkingsmaterialen gedeeltelijk werden verdrongen.

Het gebruik van koolstofvezel in de constructie: versterking en versterking van dragende constructies

Koolstofweefsel: kenmerken en kenmerken

Strikt genomen is koolstofvezel geen uitvinding van deze eeuw. Het wordt al lang gebruikt in vliegtuigen en raketten, maar de gemiddelde man is bekend met dit materiaal in de vorm van koolstofvezelstaven en kevlar. Na een lange fase van het beheersen en verbeteren van technologie, is de industrie eindelijk klaar om andere industrieën te voorzien van koolstofweefsel, inclusief de bouw..

Het gebruik van koolstofvezel in de constructie: versterking en versterking van dragende constructies

Het belangrijkste kenmerk van koolstofvezels is een hoge specifieke treksterkte in verhouding tot hun eigen gewicht. Producten versterkt met koolstofvezel behouden de hoogst bekende treksterkte, terwijl ze in termen van materiaalverbruik en totaalgewicht veel winstgevender zijn dan staal dat tegenwoordig wijdverspreid is..

In zijn oorspronkelijke vorm is koolstofvezel een dunne microvezel die tot draden kan worden geweven, waaruit op zijn beurt canvas van elke grootte kan worden geweven. Door de juiste oriëntatie van de moleculen, hun sterke binding, wordt zo’n hoge sterkte bereikt. Anders vervullen de vezels eenvoudig de functie van versterking voor elk type structurele vulstof, van epoxyharsen tot beton..

Het gebruik van koolstofvezel in de constructie: versterking en versterking van dragende constructies

Een van de meest opvallende kenmerken van koolstofvezel is het hoge absorptievermogen. Het voordeel van het gebruik van koolstof om interieurbekledingselementen te versterken, is dat koolstof ervoor zorgt dat natuurlijke onzuiverheden, kleurstoffen of oplosmiddelen niet in de lucht van het huis komen. Tegelijkertijd zijn sorptieprocessen absoluut onschadelijk voor de vezel zelf..

Het gebruik van koolstofvezel in de constructie: versterking en versterking van dragende constructies

Voordelen van gebruik

Over het algemeen zijn twee eigenschappen van koolstofvezel interessant voor constructie. De eerste, structurele meerzijdige versterking, wordt gebruikt om het materiaal een hogere hardheid en druksterkte te geven. De structuur is versterkt met 5–10 µm dikke vezels op verschillende vezellengtes. Het is zinvol om de afwerkingsvlakken en de draagconstructie van gebouwen structureel te versterken.

Het tweede doel van koolstofvezels in de bouwsector – ingebedde wapening – wordt bereikt door extra verwerkte primaire vezels, die de vorm aannemen van canvas, roving, draden, touwen en staven versterkt met polymeerharsen. In dit geval versterkt de koolstofvezel de kern zelf niet als geheel, maar dient het als een betrouwbare, scheurvaste basis ervoor..

Het gebruik van koolstofvezel in de constructie: versterking en versterking van dragende constructies

Maar wat is het voordeel van koolstofvezels en waarom zouden ze de voorkeur moeten krijgen boven minder exotische materialen? Laten we beginnen met het feit dat in termen van fysische en chemische eigenschappen de grootste concurrent van koolstofvezel glasvezel is, die vrij wijdverspreid is in de vorm van glasvezel voor intern pleisterwerk. Glas heeft echter een veel lagere scheurweerstand en een groter gewicht, terwijl het koolstofpolymeer niet alleen sterk is, maar ook veel beter hecht aan het omringende vaste materiaal vanwege de hoge inherente hechting..

Het gebruik van koolstofvezel in de constructie: versterking en versterking van dragende constructies

De op deze manier versterkte bekleding en structuur vertonen ook een verhoogde schuif- en torsiesterkte, wat altijd een groot probleem is geweest voor staal, glas en andere kunststoffen..

Het gebruik van koolstofvezel in de constructie: versterking en versterking van dragende constructies

Het is echter niet zonder complicaties. Met name bij de interieurdecoratie van gebouwen komt de vraag naar de brandveiligheid van koolstofvezel aan de orde. In aanwezigheid van zuurstof brandt het zelfs uit bij temperaturen van ongeveer 350-400 ° C, maar als het wordt “geconserveerd” in een luchtloze omgeving, behoudt koolstof zijn eigenschappen zelfs bij verhitting boven 1700 ° C. Een hogere hittebestendigheid wordt gegarandeerd door vezels en zijn derivaten gecoat met verschillende soorten carbiden – hiermee moet rekening worden gehouden bij het kiezen van een materiaal voor afwerkingswerkzaamheden.

Toepassing bij afwerkingswerkzaamheden

Een breed scala aan decoratiematerialen vraagt ​​om een ​​absoluut scheurvrije ondergrond. Dit omvat acrylverf, polymeer vloercoatings, Venetiaans pleisterwerk en andere dunne en kwetsbare verbindingen..

Het gebruik van koolstofvezel in de constructie: versterking en versterking van dragende constructies

Als dit probleem voor valse wanden van gipsplaat niet bijzonder acuut is, dan vereisen andere materialen vanwege een meer uitgesproken lineaire uitzetting een speciale aanpak. Neem bijvoorbeeld de versterking en isolatie van de voegen van een enkellaagse omhulling van OSB. Bijna elke stopverf of lijm zal binnen een jaar of twee in de naad afbrokkelen.

Dergelijke voegen moeten worden gevuld met sterke polymeerlijm, bedek vervolgens de aangrenzende randen met 25-30 mm met dunne koolstofvezeltape en bedek ze opnieuw met een laag vulmiddel, waarbij u de vulling voorzichtig gladstrijkt met een spatel.

Een dergelijke verwerking vereist in de meeste gevallen geen latere nivellering van het oppervlak. De omhulling veronderstelt monolithische sterkte en de resulterende structurele overspanningen worden volledig gecompenseerd door de eigenschappen van de OSB.

Het gebruik van koolstofvezel in de constructie: versterking en versterking van dragende constructies

Een soortgelijk principe kan worden toegepast op de uiteindelijke egalisatie van gepleisterde muren met acrylplamuur. In dit geval is koolstofvezel de onbetwiste leider in het verlenen van slagvastheid en weerstand tegen scheuren. De installatie wordt uitgevoerd naar analogie met glasvezel:

  1. Ten eerste een dunne continue coating van het oppervlak.
  2. Vervolgens het canvas leggen en gladstrijken.
  3. Daarna kunt u direct doorgaan naar de definitieve uitlijning.

Het canvas manifesteert zich op geen enkele manier in het uiterlijk van het afgewerkte oppervlak, noch voordat de compositie is opgedroogd, noch daarna.

Koolstofvezel gebruiken

Versterking van de dragende elementen van in situ of fabrieksgegoten gebouwen is mogelijk door koolstofvezel aan de vloeibare vulstofsamenstelling toe te voegen. Nu al kan koolstofvezel in grote hoeveelheden worden gekocht om de dikte van muren, kolommen en andere elementen van betonconstructies die verticale axiale drukbelasting ondergaan, te verminderen. Hierdoor komt er veel ruimte vrij voor structurele isolatie of thermische isolatie van constructies..

Dit materiaal zal vooral interessant zijn voor liefhebbers van paalgrillfunderingen, waar het werk van koolstofgaren volledig visueel is. De pilaar, die de druksterkte van 12-15 ton behoudt, rekening houdend met alle aanbevolen veiligheidsmarges, heeft een dikte van ongeveer 80 mm. Er zitten slechts twee strengen polymeerversterking in, en strengen koolstofvezel worden op de andere twee zijden gelegd..

Hoeveel koolstofvezel is er nodig om beton te versterken? In geen geval slechts 0,05-0,12% van de massa van de afgewerkte betonproducten. De concentratie kan nog hoger zijn als het gaat om bijvoorbeeld kunstwerken of betonnen vloerspanten.

Externe versterkingssystemen

De structuur, versterkt met koolstofvezel, is zo sterk dat deze zelfs kan worden gebruikt als wikkelversterking voor zwaarbelaste constructies. Van hoogbouwwoningen tot geprefabriceerde frameconstructies, de buitenste verstevigingsriem biedt een ongekende weerstand tegen operationele overbelasting.

Het gebruik van koolstofvezel in de constructie: versterking en versterking van dragende constructies

Het komt erop neer dat de kern van het element zelf, met daarin ingebedde wapening, zoals gebruikelijk wordt gestort, maar met een minimale beschermlaag van beton aan de zijkanten. Na het verwijderen van de bekisting wordt het product, of het nu een kolom of een versterkingsband is, omwikkeld met een laag koolstofdoek of dikke draad en vervolgens gegoten met zandbeton dat vezels bevat. Deze benadering elimineert de noodzaak om zwaar granietbeton te gebruiken met volledige overerving van zijn sterkte-eigenschappen. Bovendien vermindert zelfs de kleinste laag koolstofvezelbeton de corrosie van de ingebedde wapening aanzienlijk..

Het gebruik van koolstofvezel in de constructie: versterking en versterking van dragende constructies

Een specifiek geval van externe wapening kan het plakken van verbindingen met flappen of koolstofvezelband, koolstofweefsel met gelijktijdige impregnering met epoxyharsen worden genoemd. Zo’n verbinding is drie keer sterker dan normaal, wat van onschatbare waarde is voor spantensystemen en in het bijzonder voor het bevestigen van spanten aan de mauerlat..

Beoordeel dit artikel
( Nog geen beoordelingen )
Petrus Raadgever
Aanbevelingen en advies op elk gebied van het leven
Comments: 4
  1. Roel

    Hoe beïnvloedt het gebruik van koolstofvezel in de constructie de sterkte en stabiliteit van dragende constructies?

    Beantwoorden
    1. Jelle van der Wal

      Het gebruik van koolstofvezel in de constructie heeft een positieve invloed op de sterkte en stabiliteit van dragende constructies. Koolstofvezel is veel sterker en stijver dan traditionele constructiematerialen zoals staal of beton, en heeft een hogere treksterkte. Dit maakt het mogelijk om lichtere, slankere en toch sterkere constructies te maken. Bovendien heeft koolstofvezel een lage uitzettingscoëfficiënt, wat betekent dat het minder gevoelig is voor temperatuurwisselingen en thermische spanningen. Dit draagt bij aan de stabiliteit en duurzaamheid van de constructie. Koolstofvezel biedt ook meer ontwerpvrijheid, omdat het gemakkelijk te vormen en te manipuleren is. Door deze eigenschappen kan het gebruik van koolstofvezel in de constructie leiden tot innovatieve en efficiënte dragende constructies.

      Beantwoorden
  2. Rick Vos

    Hoe effectief is het gebruik van koolstofvezel in de constructie van dragende constructies? Is het duurzaam en betrouwbaar genoeg om de structuur te versterken en te versterken op de lange termijn? Zijn er nog andere alternatieven die ook overwogen moeten worden? Bedankt voor het delen van uw expertise op dit gebied!

    Beantwoorden
    1. Job van Rijn

      Het gebruik van koolstofvezel in de constructie van dragende constructies is zeer effectief. Koolstofvezel is lichtgewicht, maar toch zeer sterk en stijf. Het heeft een hoge treksterkte en is bestand tegen corrosie. Bovendien heeft het een lange levensduur en is het bestand tegen extreme temperaturen. Het gebruik van koolstofvezel kan de structuur versterken en de levensduur ervan verlengen.

      Het gebruik van koolstofvezel is ook duurzaam. Het heeft een lage CO2-uitstoot tijdens de productie en het kan gerecycled worden aan het einde van de levensduur. Dit maakt het een milieuvriendelijk alternatief voor traditionele materialen zoals staal.

      Er zijn echter ook andere alternatieven die overwogen moeten worden, afhankelijk van de specifieke behoeften en omstandigheden van het project. Bijvoorbeeld, glasvezelversterkte kunststof (GVK) kan ook effectief zijn in bepaalde toepassingen. Het is belangrijk om alle factoren zoals kosten, gewicht, sterkte en duurzaamheid af te wegen bij het kiezen van het juiste materiaal voor de constructie van dragende constructies.

      Beantwoorden
Commentaar toevoegen