Құрт қанатындай жұқа келетін көміртегі талшықты мата, шынымен де ғимараттар мен көпірлерді бекіте алады ма? «Жұмсақ қаттылықты жеңеді» технологиясы ашылды

Көміртегі талшықты мата өзінің ерекше механикалық қасиеттері мен ыңғайлы құрылыс процесстеріне орай қазіргі заманғы ғимараттар мен көпірлерді бекітуге арналған басым шешімге айналып келеді. Құрт қанатындай жұқа келетін, әдетте әр қабаты 0,111-ден 0,167 мм-ге дейінгі қалыңдықта болатын олардың күшті бекіту әсері материалдың ерекше қасиеттері мен ғылыми бекіту механизмдеріне байланысты.

I. Ерекше материалдық қасиеттер: Беріктік пен жеңілдіктің үйлесімді үйлесуі

Микроқұрылымдық артықшылықтар: Көміртегі талшын шикізаттың ыстық температурада көміртегіленуі нәтижесінде алынады, мысалы, поліакрилонитрил (PAN). Оның микрқұрылымы көміртегі атомдарынан тұрады, олар тығыз орналасқан алтыбұрышты торлар түрінде орналасып, талшын осі бойындағы өте жоғары беріктік тізбекті құрылымдарды құрайды.

Беріктігі дәстүрлі материалдарды басып тұрады: Бір көміртегі талшынының диаметрі 7-8 микрон (адам шашының 1/10 бөлігіне тең) ғана, бірақ оның созу беріктігі 3400–4800 МПа құрайды (ҚХҚ 3000 МПа-дан кем емес болуын талап етеді). Бұл қарындаштың түйіршігіндей қалыңдықтағы көміртегі талшын шоғырының шамамен 2 тонна созу күшіне төтеп беретінін білдіреді (үш ересек пілдің салмағына тең) — кәдімгі болат арматураның (300–500 МПа) 6-10 еседен артық беріктігі.

Нәзік әрі тиімділік: Ал 1,6 г/см³ тығыздықпен (болаттың 1/4 бөлігіне тең) көміртегі талшынның бірлік салмаққа шаққандағы созуға төтеп беру қабілеті әлдеқайда жоғары, конструкцияға елеусіз қосымша жүктеме қосады.

II. Ғылыми нығайту принциптері: Бағыттық арттыру, ынтымақтастық күштің таратылуы
Көміртекті талшықты мата нығайтатын қуаты қалыңдығына емес, дәл күш бағытын жобалауға және негізбен үйлесімді интеграцияға сүйенеді:

Бағыттық созу "қаруы": Талшықтар негізінен бір бағытта тураланады. Құрылымдық мүшенің кернеу бағыты бойынша қолданылады (мысалы, арқалықтың төменгі жағындағы созу аймағы, бағананың осі), ол тікелей және тиімді түрде созу немесе ысырылу күштеріне кедергі көрсетеді, құрылым үшін өте берік "созу қаруы" сияқты әрекет етеді.

Біріктірілген композиттік әрекет: Ерекше эпоксидті шайыр желімімен желімделеді, біртұтас "негіз-желім-көміртекті мата" композиттік жүйесін құрайды. Сыртқы күштер тиімді түрде таралады және тасымалданады, кернеу концентрациясы салдарынан жергілікті істен шығуды болдырмау үшін.

Негізгі өнімділік жақсартулары:

Созуға төзімділікті арттыру: Сынық арқалықтар/плиталар үшін көміртегі талшықты мата созу күштерінің 70–80% дейінін ұстай алады, трещинаның таралуын қатты баяулатып, соңғы жүктеме өнімділігін арттырады (мысалы, бір артық жүктелген перекрытие плитасында 40% өнімділік артты, ал трещиналар тұрақтанды).

Қиюға қарсы тұру қабілетін арттыру: "U-тәрізді қаптау" немесе "толық орау" арқылы қолданылады, бұл жан-жақты деформацияны шектеу үшін "жоғары беріктік белбеуі" сияқты әрекет етіп, қию беріктігін біршама арттырады (сынақтар бағаналарда 2 қабатпен 50% қию өнімділігінің артқанын көрсетті).

Жеңіл салмақтылық артықшылығы: Өте жұқа болуы (200–300 г/м² әр қабат үшін) және аз салмағы тарихи немесе ескірген құрылыстар сияқты салмаққа сезімтал жағдайлар үшін оны идеалды етіп жасайды, болат пластина күшейтпесімен салыстырғанда қосымша салмақты 90% азайтады.

III. Дәлелденген өнімділік: Сенімді және тиімді инженерлік шешім
Көміртегі талшықты күшейту бүкіл әлемдегі қатаң жобаларда қатаң тексерілді:

Көпірдің сейсмикалық жаңартуы: Сан-Франциско-Окленд көпірі тіреулерін сейсмикалық жақсарту үшін көміртекті талшықты қабықпен орау қолданды және 2014 жылы болған 6,0-шамаға дейінгі жер сілкінісін сәтті шегініп өтті.

Ғимаратты жақсарту: 1980 жылдары Пекинде салынған кеңседе төбе жүктемесін 2 кН/м²-ден 5 кН/м²-ге дейін арттыру үшін көміртекті талшықты мата қолданылды – құрылысты қирауға жол бермей заманауи функционалды талаптарға жетті.

Апаттан кейінгі жөндеу: 2008 жылғы Вэньчуань жер сілкінісінен кейін көптеген зақымданған ғимараттар (мектеп ғимаратындағы арқалық-тіреуіш түйіндері сияқты) көміртекті талшықты матамен қалпына келтірілді, алғашқы жобалық қабілеттіліктің 1,2 есесіне дейін қалпына келтірілді және кейінгі сейсмикалық тексеруден өтті.

Қорытынды: Беріктік қалыңдықты жеңіп шықты, технология күшейтуді басқарады
Көміртекті талшықты матаның тиімділігі оның жоғары созу беріктігінде, дәл күш бағытын жобалауда және негізбен синергетикалық интеграцияда жіңішке болат сым ауыр салмақты көтеріп тұра алатын сияқты, беріктік материалдың өзінде, көлемінде емес. «Қаттыны жұмсарту арқылы» керілу мен ысырылу кезіндегі құрылымдық әлсіздіктерді дәл ұштастырып, қазіргі заманғы инженерияда өте тиімді, сенімді және жеңілдетілген күшейтудің шешімі ретінде орнықты.

Бұл технологияның стандарты ГБ50367: Бетон құрылымдарын бекіту бойынша Қытайдың ұлттық стандарттарында ресімделген және ғылыми тұрғыдан дәлелденген, жетілдірілген әдіс ретінде қабылданған. Сенімді индустриялық бренд ретінде Dr.Reinforcement карбон талшықты мата ISO 9001 Сапаны басқару жүйесіне қатаң сәйкес келеді және Еуропа стандарттарына сәйкес сертификатталған, сонымен қатар дүние жүзінде миллиондаған жобаларда сәтті қолданылған – сіз сеніммен пайдалана алатын өнімді ұсынады.