Reforç De Fibra De Carboni: Tecnologia Per Reforçar Estructures De Formigó I Bigues, Sòls I Columnes De Fusta

2024 Autora: Beatrice Philips | [email protected]. Última modificació: 2024-01-09 13:09

L’enfortiment d’una estructura és una de les etapes principals (si no la més bàsica) de qualsevol procés de construcció, que s’associa a l’estabilització i a un augment de la resistència general de l’estructura . El reforç d’estructures amb fibra de carboni és una tecnologia que té una mica més de 20 anys d’antiguitat i que, amb raó, es considera progressiva.

Particularitats

Aquest mètode senzill però súper eficaç té una impressionant llista d’avantatges, que s’expliquen per les propietats del material. Per dur a terme accions de reforç, no cal que utilitzeu equips especials amb alta capacitat elevadora, ja que la fibra de carboni és lleugera. El treball en si es realitza deu vegades més ràpid que altres tecnologies. Al mateix temps, la fibra de carboni no només reforça l’estructura, sinó que també millora la capacitat de suport.

La fibra de carboni és poliacrilonitril (tractada tèrmicament) . Durant el reforç, la fibra s’impregna d’una resina epoxi de dos components, després de la qual es fixa a la superfície del propi objecte. La mateixa resina epoxi demostra una adhesió molt eficaç al formigó armat i, quan es produeix una reacció química, la fibra de carboni es converteix en un plàstic resistent que té 6 o fins i tot 7 vegades més fort que l’acer.

La fibra de carboni també es valora pel fet que no té por a la corrosió, resistent a factors ambientals agressius … La càrrega de massa de l’objecte no augmenta i l’amplificador és capaç de funcionar durant 75 anys o més.

Requisits de fibra de carboni:

• les fibres haurien de ser paral·leles;
• per preservar l’estructura dels elements de reforç s’utilitza una malla especial de fibra de vidre;
• la fibra de carboni es produeix estrictament segons els requisits tecnològics i compleix els estàndards de qualitat.

Entre altres propietats destacables del material hi ha la protecció de l’estructura contra la humitat. La fibra fa un treball excel·lent en crear una densa capa impermeable. És un material d’alta resistència, pel que fa a les característiques de tracció, el valor de la fibra de carboni arriba als 4900 MPa.

També els atrau la simplicitat, la velocitat realment alta del procés d’instal·lació, és a dir, qualsevol objecte es pot reforçar en poc temps, sense gastar diners en lloguer d’equips i trucar a un gran nombre d’especialistes. I aquest estalvi en recursos laborals, de temps i diners converteix la fibra de carboni en un producte de primera categoria en el seu segment.

L’eficàcia de la tecnologia de reforç de fibra de carboni s’ha d’assenyalar per separat . Serà així si es compleixen diverses condicions: aquesta és la humitat natural de l'estructura, que no interfereix amb la possibilitat mateixa d'instal·lar el material de reforç, la fiabilitat de la subjecció i les propietats de la fibra i de la cola estables. en termes de paràmetres de temps.

On s’aplica?

La principal direcció d’aplicació és el reforç d’estructures de formigó armat. La fibra es col·loca en aquelles seccions de l’estructura, que presenten una major tensió.

Quins motius per enfortir les estructures constructives es poden distingir:

• envelliment físic de l'objecte, desgast real del material i elements estructurals individuals (lloses, columnes, etc.);
• aquests danys a l'estructura de formigó, que n'ha reduït la capacitat de suport;
• reurbanització del local, en què es realitzen ajustaments a les unitats estructurals del coixinet;
• situacions en què es sol·licita augmentar el nombre de plantes dels edificis;
• el reforç de les estructures dictades per l'emergència i la seva resolució urgent;
• moviments de terra.

Però la fibra de carboni interactua tan bé no només amb el formigó armat. El mateix s'aplica a les estructures metàl·liques que tenen un mòdul de resistència i elasticitat relacionat amb la fibra de carboni. També podeu treballar amb estructures de pedra, com ara pilars, parets de maó de les cases.

Les bigues de terra de fusta també han de reforçar-se si l'estat del sistema de bigues requereix una intervenció, si la capacitat de suport es redueix òbviament

És a dir, la fibra de carboni és un material excel·lent i multifuncional per a la protecció exterior d’estructures de formigó, metall, pedra, fusta.

Tecnologia de reforç

Les recomanacions són la base teòrica d’un procés poc laboriós, però que requereix atenció a tots els detalls.

Preparació de la base

Abans d’iniciar el reforç extern amb fibra de carboni, cal realitzar marques estructurals, és a dir, cal esbossar les zones on es fixaran els elements de reforç . Les mesures es fan juntament amb la neteja de la superfície de l’antic acabat, de la capa de ciment. Per a això, s'utilitza una esmoladora angular amb una tassa de diamant. Una altra opció és una màquina de sorrejar aigua. I la neteja es realitza fins al moment en què es troba un gran agregat de formigó.

Totes les accions anteriors requereixen una execució molt responsable, ja que el nivell de preparació de la base per al reforç afecta directament el resultat final. El treball sobre l’eficàcia de l’amplificació comença amb accions preparatòries.

A què heu de prestar atenció:

• quines són les característiques de la integritat / resistència del material de l'objecte a reforçar;
• si la superfície on es muntarà la fibra de carboni és plana;
• quins són els indicadors de temperatura i humitat de la superfície, on es fixa el material de reforç;
• si hi ha pols, brutícia al lloc d’adherència, si es neteja suficientment abans dels procediments següents, si una neteja insuficient interferirà amb l’adherència de la base i la fibra de carboni.

Per descomptat, també es fa el càlcul del reforç d’estructures, sobre la base del qual es realitza el treball. Aquest negoci només hauria de ser tractat per especialistes altament qualificats. Per descomptat, qualsevol càlcul independent està ple d’errors imperdonables. Normalment, aquests problemes els resolen els professionals de les organitzacions de disseny.

Per calcular el reforç d’un objecte amb fibra de carboni, cal:

• els resultats dels exàmens i l'examen dels propis objectes d'amplificació;
• fotos detallades i d’alta qualitat de la superfície de l’objecte;
• explicacions detallades.

El càlcul sol trigar entre 1 i 5 dies laborables, depèn de la demanda d’especialistes, de la seva ocupació, etc.

Preparació de components

La pròpia fibra de carboni es ven en rotlles envasats en polietilè. És important que la pols no pengi el material de reforç durant la preparació de la superfície de treball . I ho serà - i amb més freqüència durant la mòlta de formigó. Si la superfície no es descomposa, no es protegeix de la seva entrada, el material simplement no es pot impregnar de la substància; el treball serà defectuós.

Per tant, abans d’obrir la malla / cinta, la superfície de treball sempre es cobreix amb polietilè i només llavors podeu començar a mesurar. Per tallar la malla i la cinta d’hidrocarburs, heu de preparar tisores per a metall o un ganivet clerical.

Però la fibra de carboni en forma de làmines es talla amb un molinet angular amb una roda de tall.

Les composicions de dos components serveixen com a adhesiu, per tant, haureu de barrejar aquests components vosaltres mateixos en les proporcions adequades. Per no molestar aquestes proporcions, s’han d’utilitzar peses en el procés de dosificació. La regla és el ferro, i és aquesta: els components es barregen suaument, combinant-se gradualment, la massa es barreja amb un trepant amb un broquet especial. Els errors d’aquest procés poden fer bullir l’adhesiu.

Important! Actualment, al mercat de la construcció es pot trobar un material adhesiu que es ven en dos cubs . Les proporcions requerides dels dos components ja s’han mesurat, només cal barrejar-les segons les instruccions.

Una altra eina que es pren en el procés de preparació d’una barreja és un adhesiu polimèric-ciment.

Es ven en bosses, es diferencia de la composició anterior pel fet que es dilueix amb aigua segons les instruccions.

Instal·lació de materials

La tecnologia d’instal·lació depèn del tipus de material escollit. La cinta de carboni es pot fixar a la base de dues maneres: seca o humida. Les tecnologies tenen una propietat comuna: s’aplica una capa adhesiva a la superfície base … Però amb el mètode sec, la cinta s’adhereix a la base i s’impregna d’adhesiu només després de rodar amb un corró. Amb el mètode mullat, la mateixa cinta s’impregna inicialment d’un compost adhesiu i només després es fa rodar amb un corró fins a la base a tractar.

Conclusió: aquests mètodes difereixen en la seqüència del procés d’instal·lació.

Funcions d'instal·lació:

Per impregnar la fibra de carboni amb adhesiu, s’aplica una capa d’aquesta composició a la superfície de la fibra, es passa amb un corró, aconseguint el següent: la capa superior de l’adhesiu s’endinsa en el material i la inferior apareix a l’exterior.

La cinta de carboni també s’enganxa en diverses capes, però tot i així no n’heu de fer més de dues. Això està ple del fet que, quan es fixa a la superfície del sostre, el material simplement llisqui sota el seu propi pes.

Quan l’adhesiu es curarà, quedarà perfectament llis, cosa que significa que l’acabat s’eliminarà pràcticament en el futur.

Per tant, no cal esperar l’assecat, però s’ha d’aplicar una capa de sorra a la superfície acabada de tractar.

Quan es munten làmines de carboni, s’aplica un aglutinant no només a l’objecte a reforçar, sinó també a l’element a muntar. Després de la fixació, cal enrotllar la làmina amb una espàtula / corró.

La malla de carboni s’uneix a una base de formigó humitada inicialment. Tan bon punt s’apliqui l’adhesiu (manualment o mecànicament), estireu immediatament la malla sense esperar que s’assequi la composició d’adhesió. La malla ha de prémer lleugerament l’adhesiu. Els experts prefereixen utilitzar una espàtula en aquesta etapa.

Després d’això, cal esperar fins que la composició s’agafi inicialment. I ho podeu entendre prement; no hauria de ser fàcil. Si es prem el dit amb gran esforç, significa que el material s’ha agafat.

I això serveix de senyal que és hora d’aplicar la capa d’acabat de ciment polimèric.

Recobriments de protecció

L'adhesiu de resina epoxi és inflamable. Sota l’exposició als ultraviolats, també corre el risc de ser molt fràgil. Per tant, és necessari utilitzar aquestes composicions amb la protecció contra incendis proporcionada d'objectes que es vulguin reforçar.

En general, l'enfortiment d'una estructura amb fibra de carboni és una forma progressiva, des de molts punts de vista, d'una manera econòmica d'enfortir una estructura i els seus elements .… Els compostos utilitzats per al reforç són molt més lleugers i molt més prims que els materials més convencionals. A més, el reforç extern és una tècnica moderna versàtil. S’utilitza tant en l’etapa de construcció de l’edifici com durant les reparacions, durant les tasques de restauració, és a dir, per tal de reforçar l’estructura, en molts casos ni tan sols és necessari suspendre el seu funcionament.

La fibra de carboni reforça elements d’edificis residencials i industrials, estructures arquitectòniques, instal·lacions hidràuliques i de transport, i fins i tot instal·lacions nuclears.

Però aquells que creuen que l’ús de nous materials i tecnologies sempre és més car que les solucions tradicionals s’equivoquen a priori en els seus càlculs. La força de les estructures augmenta significativament, l’edifici no deixa d’utilitzar-se durant la reparació (i això podria provocar pèrdues econòmiques de mida més greu), aquestes reparacions són molt ràpides en el temps.

Els experts calculen que l'estalvi de costos se situa al voltant del 20%.