A jövőbe tekintve: új építőanyag - szénbeton
A kompozit anyagok sokáig nem leptek meg sem az építőket, sem az ügyfeleket. Mindenki ismeri egyedi tulajdonságait, az agresszív külső tényezőkkel szembeni ellenálló képességük sokkal jobb, mint a hagyományos anyagok. Az élet azonban nem áll meg, és minden évben új fejlemények jelennek meg ezen a területen.
Az egyik - szén-beton - érdemes részletesen elmondani. A létrehozásának ötletéről, tulajdonságairól és az építkezésben való megvalósításának kilátásairól.
A cikk tartalma
Szénrost
A szénszál olyan anyag, amely már régóta ismert és nagyon igényes az ipari termelés különféle területein. De elég drága.
A grafitszálak előállítási folyamata a poliakrilnitril- vagy viszkózszálak többlépcsős melegítéséből áll, különböző közegekben, a szénsavasodás szakaszáig. Ennek eredményeként tiszta szénből álló anyag jelenik meg.
Szénszálas tulajdonságok
A szénszál vastagsága mindössze 5-10 mikron, ami vékonyabb, mint az emberi haj. Kristályrácsban elrendezett szénatomok láncaiból áll.
- A szálak előállításához a szálak kötegekbe vannak kötve, amelyekben legfeljebb 50 000 lehet.
- Az anyag milyen tulajdonságai vonzák a figyelmet és lehetővé tették felhasználását a legnehezebb körülmények között működő szerkezetek gyártásához?
- Mindenekelőtt egyedülálló szakítószilárdság. Ez négyszer megegyezik a legjobb acélminőségek mutatójával.
Ez érdekes. Az 5 mm vastag szénszál rúd töréséhez 2500 kg erő szükséges. Míg ugyanaz az öntöttvas rúd összeesik 150 kg-nál.
A szénszál sűrűsége négyszer alacsonyabb, mint ugyanazon acélé. Ennek megfelelően az anyag négyszer kevesebb súlyú.
Hol használják a szénszálat?
Kompozit anyagokat, amelyekben a szénszálat erősítő elemként használják, használják gép- és repülőgépgyártásban, sporteszközök gyártásában és építésében.
Építkezés iránti érdeklődésünk miatt engedje meg, hogy mi ezen az alkalmazási területen:
- Itt a szénszál képezi a szalagok, szövedékek és akár a betonszerkezetek kompozit megerősítésének alapját.
- A grafitszálakból készült szalagok és vászonok egy speciális szövésű textil anyag, gyantával impregnálva;
- A megerősítés olyan keményített polimer kötőanyaggal impregnált szénszálakból készült rudak.
Referenciaként. A betonhoz való megbízható tapadás biztosítása érdekében a rudak felületére homokbevonatot kell felvinni, vagy kiálló bordákat képeznek.
-
- Szénszálas szerelvények
-
- Kompozit rudakból készült megerősítő keret
-
- Szénszál erősítő háló
-
- Rács megerősítése
A szénszál nagyon nagy szilárdságú, tehát segítségének köszönhetően megerősítheti az új mintákat, vagy visszatérhet az elveszített tulajdonságokhoz a régi.
Mindez kevés köze van a szén-betonhoz. A szénszál különleges tulajdonságai azonban arra késztették a német kutatókat, hogy új anyag létrehozására gondolkodjanak.
Mi a szénbeton?
Tehát a Drezda Monolitikus Építés Intézetének tudósai úgy döntöttek, hogy a betonban lévő fémvasalást szénszállal helyettesítik. Inkább egy textilanyag, amelyet abból szövés útján nyernek, hogy különleges rácsszerkezetet kapjanak.
Ennek eredményeként olyan anyagot kaptunk, amely szó szerint minden tekintetben meghaladja a ma ismert betonfajtákat. Sokkal nagyobb szilárdsággal és alacsonyabb fajsúlyral.
-
- Külsőleg az anyag alig különbözik a hagyományos betontól
-
- Szén-beton szerkezet
-
- Szén-beton építőeleme
A találmány nyilvánvaló egyszerűsége ellenére a vegyésztudósok évtizedekig dolgoztak rajta, biztosítva, hogy a szénszálas textíliák megbízhatóan tapadjanak a betonkeverékhez. Ehhez egy speciális bevonattal kezelik, amelynek összetételét a gyártó továbbra is titokban tartja.
Szén-beton termékek előállításának technológiái
Jelenleg két módszert fejlesztettek ki a szén-beton termékek előállítására:
- Rétegek halmaza. A technológia abból áll, hogy a textilszövet betonra rétegezzük, majd ezt követően öntjük. Vagyis a textíliákat lerakják a keverékrétegre, vékony betonréteggel öntsék, és így felváltva, amíg a kívánt vastagságot meg nem kapják.
- Öntés a zsaluzatba. A hagyományos módszer az, hogy zsaluzatban vagy formában először rögzítik a szénszálerősítést, majd öntsék a betonkeveréket.
Anyagi előnyök
A vasbetonhoz viszonyítva a szénbeton a következő előnyökkel jár:
- Sokkal könnyebb, ami megkönnyíti és felgyorsítja az építkezést;
- A szénbeton többször erősebb;
- Nem reped, és a belső megerősítés nem rozsdásodik, miközben a vasbeton az idő múlásával éppen ezen okból romlik.
- Az utóbbi két pont eredményeként a szénbeton sokkal tartósabb és megbízhatóbb, mint a fémvasalással ellátott analógok.
Az anyag egyetlen mínusz a magas költségek. Ha azonban figyelembe vesszük, hogy az abból készült szerkezetek rendkívül tartósak és évekig nem igényelnek javítást és újjáépítést, akkor ezt a mínusz kompenzálja a működés tartóssága.
Lehetséges alkalmazások
A fejlesztők eddig megtaláltak alkalmazást erre az egyedi anyagra. Különösen arra használták, hogy két német város történelmi értékű régi épületeit rekonstruálják. Segítségük nélkül ezeket az épületeket le kell bontani.
A jövőben a szénbeton felhasználását tervezik új építésben. A 4 centiméter vastag komplex elemek négy méteres pavilonjának felépítésére már kísérletet végeztünk. Lehetetlen ilyen építésű vasbetonból építeni, és az előírt szilárdságban nem különbözik egymástól.
A tudósok ma is a világ minden tájáról érkeznek kérelmek, amelyekben sok vasbeton épület sürgős rekonstrukciót igényel. Ezek viszont azt remélik, hogy tíz év alatt az építésben használt szénbeton és vasbeton aránya 1: 4 lesz.
