Тоқыма-темірбетон - Textile-reinforced concrete

Тоқыма-темірбетон бөлшегінің жапсырмасы

Тоқыма-темірбетон түрі болып табылады темірбетон онда әдеттегідей арматуралық болаттар ауыстырылады тоқыма материалдар. Бұл әдіс бетон ішінде темір торды қолданудың орнына сол ішіндегі мата торын қолданады.

Шолу

Тоқыма-темірбетонда қолдануға арналған шыны-талшық құрылымы

Жоғары материалдар созылу күші елеусіз созылу қасиеттері күшейтіледі тоқылған немесе тоқыма емес маталар. The талшықтар мата жасау үшін қолданылатын жоғары беріктікке ие Джут, Шыны талшық, Кевлар, Полипропилен, Полиамидтер (Нейлон) және т.б. тоқу мата спираль түрінде немесе қабат түрінде жасалады. Балқытылған материалдар, қыш саздар, пластмассалар немесе цемент бетондары негізгі матаға ішкі мата бетонмен немесе пластмассамен толығымен оралатын етіп қойылады.

Осындай құрылымның нәтижесінде пайда болатын бетон ішкі жағынан икемді болады және сыртқы материалдармен беріктігі жоғары болады. Әр түрлі тоқыма емес құрылымдар негіз құрылымын құруға басымдық береді. Спираль маталарды қалыптастыру үшін тоқу машиналарының арнайы түрлері қолданылады, ал қабатты маталар негізінен тоқыма емес.

Тарих

Бірінші патенттер

Тоқыма темірбетонын (ТРК) алғашқы құру 1980 жылдары басталды. TRC тұжырымдамалары Sächsisches Textiforschungs-institut e.V. STFI, тоқыма технологиясына бағытталған неміс институты.[1] Тоқыма-темірбетон дизайнына 1982 жылы берілген алғашқы патент қауіпсіздікті тасымалдауға қатысты болды. Бұл заттар болаттан басқа материалдармен нығайтылуға арналған. 1988 жылы дизайн ретінде арқан тәрізді арматураны қолданған қауіпсіздік тосқауылына патент берілді. Бұл арматура бетон қалдықтарынан және тоқыма материалдарынан жасалған, ал ішіндегі арматуралық талшықтардың инновациялық орналасуы мен мөлшері ерекше болды. Арматуралар бетон құйылатындай етіп орнатылды, ал арматураның мөлшері диаметрі мен тор өлшемі арқылы сипатталды.[2]

Бетон каноты және тоқыма темірбетоны

1996 жылы неміс университетінің студенттері екі құрды бетонды каноэ тоқыма арматурасын қолдану. Бір қайық сілтіге төзімді әйнекті тоқыма арматурасы ретінде қолданды. Шыны мата жасау үшін, әйнекті матаны жасау үшін қолдануға болатындай етіп, бір үздіксіз жіпте ұстау үшін Malimo-техникасы деп аталатын процесс қолданылды. Басқа қайық арматура әдісі ретінде көміртекті талшық матасын қолданып жасалған. Қайықтар 1996 жылы Дрезденде (Германия) өткен бетонды каноэ регатасында жарысқа түсті және бұл бірінші рет тоқыма темірбетоны қоғам назарына ұсынылды; қайықтар дизайны үшін марапатқа ие болды.[2]

Құрылыс

TRC құрылысында бетонның сапасы, тоқыма мен бетонның өзара әрекеттесуі, қолданылатын талшықтардың мөлшері және бетон ішіндегі тоқыма арматурасының орналасуы кіретін төрт фактор маңызды.[3]

Бетонның бөлшектерінің өлшемін мұқият таңдау керек. Егер бетон тым дөрекі болса, онда ол тоқыма арматурасы арқылы ене алмайды. Жақсы нәтижеге қол жеткізу үшін жаңа бетон қолданған жөн. Адгезияны жеңілдету үшін талшықтардың бетонға жабысып қалуына көмектесетін химиялық қоспалар қосуға болады.[4]

ТРК-ның сипаттамалары оның жұқа құрылымы және иілгіш табиғаты, сондай-ақ жоғары созылу беріктігін сақтау қабілеті; бұл күш қосу үшін белгілі бір бағытта тоқылған ұзын талшықтарды қолданатын бетондағы арматурамен байланысты.[2] Дұрыс жүктемені қамтамасыз ету үшін қажет болатын әртүрлі беріктік пен қасиеттердің нәтижесінде TRC-де әр түрлі иірілген жіптер, тоқыма тоқымалары және пішіндер бар. Тоқыма жіптен басталады, ол екеуінің де үздіксіз жіпінен жасалған жіптер немесе қапсырмалар. Жіп жобаның қажеттілігіне байланысты тоқылған, тоқылған, желімделген, өрілген немесе тоқымасыз қалдырылған.[4] Көміртегі, AR әйнегі және базальт бұл процесс үшін әсіресе жақсы материалдар. Көміртектің созылу беріктігі және жылудың төмен кеңеюі бар, бірақ қымбатқа түседі және бетонға нашар жабысады. Базальт базальт жынысының еруі арқылы пайда болады; ол көміртекке қарағанда үнемді және созылуға беріктігі жақсы. Базальттың кемшілігі - оны сілтілік ерітіндіге, мысалы, бетонға салғанда, ол талшықтардың біршама мөлшерін жоғалтады, сөйтіп оның беріктігін төмендетеді. Бұл дегеніміз, құрылыстың ұзақ мерзімділігін арттыру үшін нано-композиттік полимерлі жабынды қолдану керек. AR шыныда да проблема бар, бірақ AR шыныдан ТРК құрылымында қолданудың оң жағы, оның бетонға жабысуы және арзан бағасы да осы мәселелерден басым.[4]

Тоқыма темірбетоны штаммдарды қатайтатын композит ретінде сипатталады. Штаммдарды қатайтатын композиттер сияқты талшықтардың қысқа арматураларын қолданады иірілген жіп материалды нығайту үшін көміртекті талшықтан жасалған. Кернеуді қатайту үшін қажетті беріктікке жету үшін арматураны қоршайтын арматуралар мен бетон матрицасын мұқият жобалау қажет.[4] Тоқыма жобалау кезінде негізгі жүктеме мен кернеулерді өңдеу үшін дұрыс бағытта болуы керек. ТРК үшін мата жасауға болатын тоқу түрлеріне жатады жай тоқу, Лено тоқиды, тоқылған және 3D аралық.[3]

Тоқыма темірбетонының тағы бір маңызды аспектісі - тоқыма өткізгіштігі. Оның құрылымына ерекше назар аудару керек, мысалы, тоқыма бетонның ағуы үшін жеткілікті ашық, ал өз пішінін ұстап тұру үшін тұрақты болып қалады, өйткені арматураны орналастыру кесектің соңғы беріктігі үшін өте маңызды. Сондай-ақ, тоқыма материалы жоғары созылу беріктігіне, сынғанға дейін жоғары созылуға және одан жоғары болуы керек Жас модулі оны қоршаған бетонға қарағанда.[4]

Текстильді қолмен бетонға салуға немесе тиімділікті арттыру үшін процесті механикаландыруға болады. Тоқыма-темірбетонды жасаудың әртүрлі тәсілдері дәстүрліден ерекшеленеді форма-жұмыс толығымен тастайды Пультрузия. Құюды қолданып ТРК жасау кезінде форманың жұмысы салынып, тоқыма арматурасын алдын-ала орнатып, бетон құюға дайын болу керек. Бетон құйылғаннан кейін және қатып үлгергеннен кейін, қалып қалыптан шығарылады. құрылымын ашып көрсету. TRC құрылымын құрудың тағы бір тәсілі - қолмен ламинация. Кастингке ұқсас, бетон мен тоқыма бұйымдарын орналастыру үшін пішін жасау керек; Содан кейін бетон формада біркелкі таралады, содан кейін тоқыма үстіне қойылады. Үстіне бетон көп құйылады, ал бетонды тоқыма материалдарындағы кеңістіктерге итеру үшін ролик қолданылады; бұл қабат қажетті деңгейге жеткенше қабаттан кейін аяқталады. ТРК-ны Pultrusion көмегімен де жасауға болады. Бұл процесте тоқыма шлам сусымалы камерасы арқылы итеріледі, онда тоқыма жабылып, бетонмен құйылады. Роликтер бетонды тоқымаға сығып алады, ал қажетті пішін мен өлшемді алу үшін бірнеше өлшемді біліктер қажет болады.[3]

Қолданады

Тоқыма-темірбетоннан салынған ғимарат

Қазіргі кезде тоқыма арматураланған материалдарды, бетондарды қолдану кеңейіп келеді материалтану және тоқыма технология. Көпірлер, бағаналар мен жол күзетшілері тербелістерге, кенет жұлқынуларға төтеп беру үшін кевлар немесе джут темірбетондары арқылы дайындалады. бұралу (механика). Қазіргі әлемде темірбетон конструкциясын қолдану оның ингредиенттерінің - арматуралық болат пен бетонның кең қол жетімділігінен туындайды. Темірбетон кез-келген түрге сәйкес келеді, өте жан-жақты, сондықтан ғимараттарды, көпірлерді салуда кең қолданылады. ТК-нің маңызды кемшілігі оның болат арматурасы коррозияға ұшырауында. Бетон жоғары сілтілі және коррозиядан қорғайтын болатта пассивті қабат түзеді. Бетонға сырттан енетін заттар (карбонизация) сілтіні уақыт өте келе төмендетеді (депассивация), болат арматура қорғанысын жоғалтады, сондықтан коррозияға әкеледі. Бұл бетонның ыдырауына алып келеді, тұтастай алғанда құрылымның тұрақтылығын азайтады және төтенше жағдайда құрылымның бұзылуына әкеледі.

Текстильді темірбетонның жұқа, үнемді және жеңіл сипатына байланысты оны әртүрлі құрылымдық компоненттердің түрлерін жасауға қолдануға болады. ТРК-нің жарықшақты бақылауы дәстүрлі темірбетоннан гөрі әлдеқайда жақсы; ТРК жарықтары пайда болған кезде, ені 50-ден 100 нанометрге дейінгі бірнеше ұсақ тесіктерді жасайды. Кейбір жағдайларда жарықтар өздігінен жазыла алады, өйткені 50 нанометрлік жарықшақ жарылмаған бетон сияқты дерлік өткізбейді.[4] Осы қасиеттерге байланысты TRC барлық әртүрлі архитектуралық және азаматтық құрылыс қосымшалары үшін керемет материал болар еді.

Тоқыма-темірбетонды көпірлер мен ғимараттар сияқты толық құрылымдарды, сондай-ақ шахталар мен қайық пирстері сияқты үлкен суы бар ортадағы үлкен құрылымдарды жасау үшін пайдалануға болады.[4] 2018 жылдан бастап тестілеу процедуралары мен осы құрылымдарды мақұлдау мүмкін емес, бірақ оны қазіргі уақытта панельдер сияқты шағын компоненттер жасау үшін қолдануға болады. Фасад панельдері материалдың әдеттегі бетон қабырғаларына қарағанда жұқа және жеңіл болғандықтан және басқа нұсқаларға арзан балама болғандықтан, TRC-ді ыңғайлы пайдалану болар еді. Көпірлер мен құрылыс профильдері үшін ТРК құрылымның беріктігі мен жалпы дизайнын толықтыра алады.[4] TRC сонымен қатар қатты жиектері бар тұрақты емес пішіндер жасау үшін қолданыла алады және заманауи ғимараттардың стилі мен сәулеттік дизайнын жақсартудың жаңа әдісі бола алады.[3][2]

Текстильді темірбетонды құрылымдық немесе косметикалық негізде күшейту, жөндеу немесе бар ғимараттарды қосу үшін пайдалануға болады. Сонымен қатар, TRC ескі құрылымдарға қорғаныс қабатын беру немесе ескі құрылымға жаңа элементтерді жаңарту үшін пайдаланылуы мүмкін, өйткені коррозия осы механизммен байланысты. Болаттан айырмашылығы, егер жарық пайда болса тот басады, ТРК коррозияға ұшырамайды және тіпті кішкене жарықтармен беріктігін сақтайды. Егер көміртекті талшық мата тоқыма ретінде пайдаланылса, TRC ғимараттарды жылыту үшін пайдаланылуы мүмкін; көміртекті талшық өткізгіш болып табылады және ғимаратты ұстап тұру үшін, сондай-ақ оны жылыту үшін қолданыла алады.[2]

Қазіргі мысалдар

Ірі көлемдегі тоқыма-темірбетонды Германияда, RWTH Ахен университетінде көруге болады, онда тоқыма-темірбетон шатырын қолданып павильон салынған. Төбесі төрт ТРК бөлшектері көмегімен жасалған; әр бөлік гиперболалық параболоид түрінде жұқа және екі есе қисық болды. Дәстүрлі бетон дизайны бұл құрылымды жасауға мүмкіндік бермейді, өйткені бұл кесінді жасау үшін қажет болатын күрделі формамен байланысты. RWTH Ахен университеті құрылымдық бетон институтының ғимаратына қосылған жаңа кеңейтімнің қасбеттік панельдерін жасау үшін тоқыма темірбетонын қолданды. Бұл қасбет AR шыныдан жасалған және дәстүрлі темірбетоннан немесе тастан жасалған қасбетке қарағанда әлдеқайда жеңіл және үнемді етіп жасалған. 2010 жылы RWTH Ахен Университеті AR шыныдан арматура ретінде пайдаланып, Германияның Альбстадт қаласындағы тоқыма темірбетон көпірін жобалауға көмектесті; көпірдің ұзындығы шамамен 100 метрді құрайды және оның қызмет мерзімі оны ауыстырған темір темірбетон көпіріне қарағанда әлдеқайда ұзағырақ болады деп күтілуде.[3]

Тұрақтылық

Текстильді темірбетон дәстүрлі болат темірбетонға қарағанда жұқа. Әдеттегі болат арматураланған конструкцияның қалыңдығы 100-ден 300 мм-ге дейін, ал TRC құрылымының қалыңдығы әдетте 50 мм-ге тең. ТРК оның дизайны үшін қажет емес бетонның қосымша қорғаныс қабаты арқасында әлдеқайда жұқа. Бұл жұқа құрылымның арқасында материал аз пайдаланылады, бұл бетонды пайдалану бағасын төмендетуге көмектеседі, өйткені қажетті бетон мөлшері де азаяды.[3] ТРК қолданыстағы құрылымдардың қызмет ету мерзімін ұзарту үшін қолданыла алатындықтан, жаңаларын жасау үшін, осы бар құрылымдарды бұзуға қажетті материалдар мен адам қуатының құнын төмендетеді. Ескі құрылымдарды ауыстырудың орнына, енді олардың құрылысына қызмет ету жылдарын қосу үшін оларды жөндеуге болады.[4]

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ «Институт - Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V.» www.stfi.de. Алынған 2018-12-11.
  2. ^ а б c г. e Scheerer, Silke. «Тоқыма арматурасы - идеядан жоғары тиімді материалға дейін» (PDF). Веб-анықтама. Алынған 1 желтоқсан 2018.
  3. ^ а б c г. e f Симонсон, Эллен (2017). «Тоқыма темірбетоны бар күрделі пішіндер» (PDF). Хальмерлер. Алынған 7 желтоқсан 2018.
  4. ^ а б c г. e f ж сағ мен Алва, Пелед; Бентур, Арнон; Мобашер, Барзин. Тоқыма темірбетоны (Бірінші басылым). Бока Ратон, Флорида. ISBN  9781315119151. OCLC  993978342.