มองไปสู่อนาคต: วัสดุก่อสร้างใหม่ - คอนกรีตคาร์บอน

Kondratieva Tatyana

บล็อกของคอนกรีตคาร์บอน

วัสดุคอมโพสิตไม่แปลกใจที่ทั้งผู้สร้างหรือลูกค้าเป็นเวลานาน ทุกคนรู้เกี่ยวกับคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ของพวกเขาความสามารถในการทนต่อปัจจัยภายนอกที่ก้าวร้าวนั้นดีกว่าวัสดุแบบดั้งเดิมมาก อย่างไรก็ตามชีวิตไม่หยุดนิ่งและมีการพัฒนาใหม่ทุกปีในบริเวณนี้

หนึ่งในนั้นคือคอนกรีตถ่านหินมีค่าพอที่จะบอกรายละเอียด เกี่ยวกับแนวคิดของการสร้างคุณสมบัติและโอกาสในการใช้งานในการก่อสร้าง

คาร์บอนไฟเบอร์

คาร์บอนไฟเบอร์เป็นวัสดุที่รู้จักกันมานานและเป็นที่ต้องการอย่างมากในด้านการผลิตภาคอุตสาหกรรม แต่ค่อนข้างแพง

กระบวนการผลิตเส้นใยกราไฟท์ประกอบด้วยการให้ความร้อนแบบหลายขั้นตอนของเส้นใยโพลีอะคริโลไนทริลหรือสารละลาย้เหนียวในสื่อต่าง ๆ จนถึงขั้นตอนของการทำให้เป็นคาร์บอน เป็นผลให้วัสดุที่ประกอบด้วยคาร์บอนบริสุทธิ์ปรากฏขึ้น

คุณสมบัติของคาร์บอนไฟเบอร์

ความหนาของคาร์บอนไฟเบอร์มีเพียง 5-10 ไมครอนซึ่งบางกว่าเส้นผมมนุษย์ มันประกอบไปด้วยโซ่ของอะตอมของคาร์บอนที่ถูกจัดเรียงในโครงผลึก

โครงสร้างผลึกของเส้นใยคาร์บอน

• สำหรับการผลิตเส้นใยหัวข้อที่เชื่อมต่อเข้าด้วยกันเป็นกลุ่มซึ่งสามารถมีได้มากถึง 50,000
• คุณสมบัติของวัสดุที่ดึงดูดความสนใจและได้รับอนุญาตให้ใช้ในการผลิตของโครงสร้างการดำเนินงานในสภาพการทำงานที่ยากที่สุด?
• ก่อนอื่นมันเป็นแรงดึงที่เป็นเอกลักษณ์ มันเป็นตัวบ่งชี้ที่เหมือนกันสี่เท่าสำหรับเกรดเหล็กที่ดีที่สุด

มันน่าสนใจ. ในการทุบคันคาร์บอนไฟเบอร์หนา 5 มม. จำเป็นต้องใช้แรง 2500 กิโลกรัม ในขณะที่แท่งเหล็กหล่อเดียวกันจะยุบตัวที่ 150 กิโลกรัม

ในเวลาเดียวกันความหนาแน่นของคาร์บอนไฟเบอร์นั้นต่ำกว่าเหล็กกล้าชนิดเดียวกันถึงสี่เท่า ดังนั้นวัสดุมีน้ำหนักน้อยกว่าสี่เท่า

ใช้คาร์บอนไฟเบอร์อยู่ที่ไหน

วัสดุคอมโพสิตซึ่งใช้คาร์บอนไฟเบอร์เป็นองค์ประกอบเสริมใช้ในการสร้างเครื่องจักรและเครื่องบินการผลิตอุปกรณ์กีฬาและการก่อสร้าง

เรามีความสนใจในการก่อสร้างดังนั้นเราจะอาศัยอยู่ในพื้นที่ของการใช้งานนี้:

• ที่นี่คาร์บอนไฟเบอร์เป็นพื้นฐานสำหรับการเสริมแรงเทปเว็บและแม้แต่การเสริมแรงแบบคอมโพสิตสำหรับโครงสร้างคอนกรีต
• ริบบิ้นและผืนผ้าที่ทำจากด้ายกราไฟท์เป็นวัสดุทอพิเศษที่ทอด้วยเรซิน
• การเสริมแรงเป็นแท่งที่ทำจากเส้นใยคาร์บอนที่ชุบด้วยสารยึดเกาะโพลีเมอร์ชุบแข็ง

สำหรับการอ้างอิง เพื่อให้การยึดเกาะที่เชื่อถือได้กับคอนกรีตมีการเคลือบทรายบนพื้นผิวของแท่งหรือซี่โครงที่ยื่นออกมา

คาร์บอนไฟเบอร์มีความแข็งแรงสูงมากดังนั้นจึงช่วยเสริมการออกแบบใหม่หรือคืนคุณสมบัติที่สูญเสียไปให้กับวัตถุเก่า

คานสะพานเสริมแรงด้วยผ้าคาร์บอนไฟเบอร์

ทั้งหมดนี้เกี่ยวข้องกับคอนกรีตคาร์บอนเล็กน้อย แต่เป็นคุณสมบัติพิเศษของคาร์บอนไฟเบอร์ที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันนึกถึงการสร้างวัสดุใหม่

คอนกรีตถ่านหินคืออะไร

ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จาก Dresden Institute for Monolithic Construction จึงตัดสินใจแทนที่การเสริมแรงโลหะในคอนกรีตด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ ค่อนข้างวัสดุสิ่งทอที่ได้รับจากมันโดยการทอเพื่อให้ได้โครงสร้างตาข่ายพิเศษ

เป็นผลให้พวกเขาได้รับวัสดุที่แท้จริงทุกประการเกินกว่าคอนกรีตทุกประเภทที่รู้จักกันในปัจจุบัน ด้วยความแข็งแกร่งที่มากขึ้นและความถ่วงจำเพาะที่ต่ำกว่า

แม้จะมีความเรียบง่ายที่ชัดเจนของการประดิษฐ์ แต่นักวิทยาศาสตร์ทางเคมีก็ใช้งานมันมาหลายสิบปีเพื่อให้แน่ใจว่าสิ่งทอคาร์บอนไฟเบอร์จะยึดติดกับส่วนผสมที่เป็นรูปธรรมได้อย่างน่าเชื่อถือ เมื่อต้องการทำเช่นนี้มันจะได้รับการเคลือบด้วยสารพิเศษซึ่งองค์ประกอบยังคงเป็นความลับของผู้ผลิต

เทคโนโลยีสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์คอนกรีตคาร์บอน

ปัจจุบันสองวิธีสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์คอนกรีตคาร์บอนได้รับการพัฒนา:

1. ชุดของเลเยอร์ เทคโนโลยีดังกล่าวประกอบด้วยชั้นผ้าสิ่งทอบนคอนกรีตที่มีการเทต่อมา นั่นคือสิ่งทอจะถูกวางบนชั้นผสมเทชั้นบาง ๆ ของคอนกรีตและอื่น ๆ จนกว่าจะได้ความหนาที่ต้องการ
2. เทลงในแบบหล่อ วิธีดั้งเดิมซึ่งการเสริมแรงด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ได้รับการแก้ไขเป็นครั้งแรกในแบบหล่อหรือแบบฟอร์มจากนั้นส่วนผสมคอนกรีตจะถูกเท

เทคอนกรีตลงในแม่พิมพ์

ประโยชน์ของวัสดุ

เมื่อเปรียบเทียบกับคอนกรีตเสริมเหล็กคอนกรีตคาร์บอนให้ข้อดีดังต่อไปนี้:

• มันเบากว่ามากซึ่งอำนวยความสะดวกและเร่งการก่อสร้าง
• คอนกรีตถ่านหินแข็งแกร่งขึ้นหลายเท่า
• มันไม่แตกและการเสริมแรงภายในไม่เกิดสนิมในขณะที่คอนกรีตเสริมเหล็กเริ่มเสื่อมสภาพตามกาลเวลาด้วยเหตุผลนี้

การทำลายโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก

• จากจุดสองจุดสุดท้ายคอนกรีตคาร์บอนมีความทนทานและน่าเชื่อถือมากกว่า analogues พร้อมการเสริมแรงด้วยโลหะ

ลบของวัสดุเพียงอย่างเดียวคือค่าใช้จ่ายสูง อย่างไรก็ตามหากเราคำนึงถึงว่าโครงสร้างที่ทำจากมันมีความทนทานอย่างมากและไม่จำเป็นต้องซ่อมแซมและสร้างใหม่เป็นเวลาหลายปีการลบนี้จะถูกชดเชยด้วยความทนทานของการใช้งาน

แอปพลิเคชันที่เป็นไปได้

ในวันที่นักพัฒนาได้พบแอปพลิเคชันสำหรับวัสดุที่ไม่ซ้ำกันนี้แล้ว โดยเฉพาะพวกเขาใช้มันเพื่อสร้างอาคารเก่าแก่ที่มีคุณค่าทางประวัติศาสตร์ในสองเมืองของเยอรมัน หากไม่มีความช่วยเหลืออาคารเหล่านี้จะต้องถูกทำลาย

การใช้งานด้านหนึ่งคือการสร้างโครงสร้างที่ชำรุด

ในอนาคตมีการวางแผนที่จะใช้คอนกรีตคาร์บอนในการก่อสร้างใหม่ การทดลองเกี่ยวกับการสร้างศาลาสี่เมตรขององค์ประกอบที่ซับซ้อนที่มีความหนา 4 เซนติเมตรได้ดำเนินการแล้ว มันเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างอาคารดังกล่าวจากคอนกรีตเสริมเหล็กและมันจะไม่แตกต่างกันตามกำลังที่ต้องการ

นักวิทยาศาสตร์แม้กระทั่งทุกวันนี้ได้รับการร้องขอจากทั่วโลกซึ่งอาคารคอนกรีตเสริมเหล็กจำนวนมากจำเป็นต้องมีการสร้างใหม่อย่างเร่งด่วน พวกเขาหวังว่าในอีกสิบปีข้างหน้าอัตราส่วนของคอนกรีตคาร์บอนและคอนกรีตเสริมเหล็กที่ใช้ในการก่อสร้างจะเป็น 1: 4