Szén-rost moduláris és előkészített építésben

Szén-rost a moduláris és előkészített építésben: alkalmazások és mérnöki előnyök

A szénszál a repülési hangárból az építőipar gyári padlójába költözött. A moduláris és előkészített építés növekedésével a projektcsapatoknak olyan szerkezeti anyagokra van szükségük, amelyek elég könnyűek az emeléshez és a szállításhoz, elég merevek a kiterjedéshez, és elég stabilak ahhoz, hogy a gyári toleranciákat egészen a helyszínig tartsák fenn. A szénszál erősített polimer (CFRP) egyszerre mind a három követelménynek felel meg, ezért jelenik meg most terhelő panelekben, csatlakozó keretekben, homlokzatelemekben és erősítő rendszerekben előkészített épületekben. Ez a cikk felülvizsgálja a szénszál valódi alkalmazását a moduláris és előkészített építésben és a megoldott mérnöki problémákat.

1. Miért változtatja meg az előgyártás az anyagkövetelményeket

A hagyományos helyszíni építés tolerálja a nehéz anyagokat, mert a szerkezet helyszínen van összeszerelve, egyszerre egy darab. A moduláris építés eltérően működik: minden modult egy ellenőrzött gyárban építenek fel, majd a helyszínen emelik, rakoznak, szállítják és csatlakoztatják. Ez a szekvencia bünteti a súlyt és jutalmazza a dimenziós pontosságot.

Egy 20 százalékkal könnyebb modul kisebb darukra, alacsonyabb szállítási költségekre és egyszerűbb emelőkeretekre van szüksége. Egy olyan modul, amelynek szerkezete nem bővül vagy torbolik a gyár és a helyszín között, sértetlen marad homlokzati csatlakozásai, ablakkeretei és a szolgáltatások összehangolása. Ezek nem kisebb előnyök; eldöntik, hogy egy előkészített projekt a költségvetésben marad-e.

2. A szénszál alapvető alkalmazásai a moduláris építésben

A CFRP nem egy termék, hanem formák családja. Minden űrlap természetesen egy előkészített épületrendszer különböző részére térképezik.

2.1 Felterhelési panelek és padlókazetták

A szénszállemezek és szendvicspanelek vékony, nagy merevségű padló- és falkazettákat alkotnak. A CFRP arcú szendvics panel sokkal vastagabb acél vagy beton elemet helyettesíthet, miközben összehasonlítható hajlítási terhelést hordoz, felszabadítja a használható padlóterületet és csökkenti a halott terhelést, amelyet az alapnak támogatnia kell. A volumetrikus moduláris egységek esetében ez több egységet jelent szállítási terhelésére és kevesebb helyszíni karnászt.

2.2 Szerkezeti keretek és összekapcsolódó csomópontok

A modulok közötti kapcsolat az előkészített szerkezet legfeszültebb és legérzékenyebb része. A szénszálprofilok, a pultrudált részek és a megmunkált lemezek merev, korróziómentes csatlakozó tartókat és momentumkereteket termelnek, amelyek ismételten összecsavaroznak. Mivel a CFRP gépek tiszták, összetett csomópontgeometriát lehet előállítani a hegesztési torzítás nélküli rajzoláshoz - ez tartós minőségi probléma az acél moduláris keretekben.

2.3 Homlokzatburkolat és építészeti profilok

A szénszálból készült homlokzatpanelek és ablakkeretek vékony, elegáns részeket ötvöznek magas merevséggel, így nagy üveges nyílások lehetővé válnak hatalmas burkolatok nélkül. Az anyag ellenáll a hőciklusnak is, ami miatt a fémkeretek kiterjednek és a tömítő ízületek meghibásodnak, és az épület borítékának élettartama során fenntartják az időjárási szigetességet.

2.4 Meglévő épületek megerősítése és felújítása

Amikvagyegy épületet az eredeti tervezésén túl bővítenek, átalakítják vagy terhelnek, a betonhoz vagy kőfalhoz ragasztott szénszálszövet és laminált szalagok az acéllemez ragasztásának hozzáadott súlyának töredékével növelik a hajlítási és nyírási kapacitást. Ez közös kiegészítője a moduláris projekteknek, ahol az új egységeknek meglévő keretbe kell kötniük.

3. A szénszál mérnöki esete

A CFRP előnyei az építőiparban közvetlenül a mért anyag tulajdonságaiból származnak, nem pedig a marketing nyelvből.

3.1 Magas speciális erősség és merevség

A szénszálkompozitok sűrűsége körülbelül 1,6 g/cm3, az acél esetében körülbelül 7,8 g/cm3. A húzási modulus súly-súly alapján messze meghaladja az acélt, így a CFRP tag a tömeg töredékén egyeztetheti meg az acél egyenértékének merevségét.

3.2 Korróziós ellenállás

Az acéltól eltérően a polimer mátrix nem rozsda. A part menti fejlesztésekben, parkolókban, víztisztító létesítményekben és bármilyen nedves környezetben a szénszál-erősítés elkerüli a védőbevonat karbantartását, amelyet az acél igényel, csökkentve az egész élettartam költségeit.

3.3 Alacsony hőtágítás

A CFRP alacsony hőtágulási együtthatókat mutat, különösen a rost irányában. A homlokzat és a szerkezeti elemek ezért nagyon kevésbé mozognak tél és nyár között, ami védi a tömítéseket, az üvegezést és a precíziós ízületeket egy előkészített borítékban.

3.4 Fáradás és tartósság

A kompozit szerkezetek jól tolerálják az ismétlődő ciklikus terhelést, ami előny a padlókazettáknak, a híd fedélzeteknek és minden forgalomnak vagy rezgésnek kitett elemnek. A fáradtság gyakori meghibásodás a fémstruktúrákban, és egy gyenge pont, amelyet a CFRP nagymértékben elkerül.

4. Gyakorlati végrehajtási megjegyzések

A szénszál csak akkor teljesíti ígéretét, ha helyesen meghatározott. Ezeket a pontokat emeljük fel az építőipari ügyfelekkel az anyagkiválasztás során.

4.1 Tűz teljesítményének korai kezelése

A szerves polimer mátrixok védelmi intézkedéseket igényelnek az épületek tűzszabályainak megfeleléséhez. A szükséges tűzhetőség eléréséhez intumeszens bevonatokat, ásványi anyagokkal töltött gyanta rendszereket és nem éghető felületi rétegeket használnak, és az előre oxidált rost és az aramid fült hatékony nem éghető akadályanyagok tűzhetőségű szerelésekben. A tűzstratégiát a szerkezeti részek befejezése előtt kell rögzíteni, nem pedig azután.

4.2 Megakadályozza a galvánikus korróziót a fém interfészeken

Amennyiben a szénszál érintkezik alumínium vagy acél rögzítőszerekkel, a szigetelőmosók, a burkolók vagy a vékony szigetelőréteg megakadályozza a galvánikus korróziót nedves körülmények között. Ez a kis részlet nagy hatással van a tartósságra.

4.3 Vegye figyelembe a merevséget, nem csak az erőt

Az épületi elemekben a hajlítás általában szabályozza a tervezést, nem pedig a végső erőt. Mivel a CFRP merevsége irányú, a felépítésnek a tényleges terhelési útra kell orientálnia; a rossz szál orientációval rendelkező rész mind nehezebb, mind rugalmasabb lehet, mint szükséges.

4.4 Tervezés rugalmasság csatlakozásokba

A CFRP erős és merev, de törékeny az acélhoz képest. A terhelést összekötött ujjakon, betéteken vagy hibrid acél-kompozit csatlakozásokon keresztül elosztó csatlakozási részletek megakadályozzák a hirtelen meghibásodást okozó pontterhelést.

5. Ahol a szénszál illeszkedik a termékválasztékba

Az alábbi táblázat a általánosan használt szénszál-termék formájához tartozó előkészített építési elemeket térképezi.

6. Egy rövid alkalmazási példa

Egy fejlesztő, aki egy alacsony emeletű lakási projekthez készített halmozott térfogati modulokat, minden egység acélpadlókazettáját CFRP-arcú, egyenértékű merevségű szendvics panellel váltotta ki. A csökkentett önsúly csökkentette a telepítéshez szükséges daruosztályt, és teherautónként két további modult lehetővé tett. Mivel a paneleket gyári vágásra vágták, a halott egységek közötti homlokzati csatlakozások helyszíni beállítás nélkül egyeztek össze, rövidítve a szárítási időszakot és csökkentve a tömítőanyag újramunkozását.

7. Kiegészítő anyagok ugyanabból a forrásból

Az előkészített építési projektek ritkán használnak kizárólag szénszált, és a teljes textilcsomagot egy beszállítótól beszerzése egyszerűsíti a beszerzést.

• Aramid szövet és fonal ütközésálló homlokzatbélések és védelmi rétegek nagy forgalommal rendelkező területeken.

• Pre-oxidált szál fült és szövet tűzkárok és magas hőmérsékletű szigetelés szolgáltatási magok.

• Szén szál szövet nedves felépítés javítása, helyi erősítés és prototípus panel gyártása.

8. Miért dolgozzon Tanchain

A Shanghai Tanchain New Material Technology szénszálszöveteket, prepreg-eket, lemezeket, csöveket és késztermékeket szállít aramid és előre oxidált rostanyagokkal együtt, így a moduláris és előkészített építőipari ügyfeleknek egyetlen forrást nyújt a szerkezeti és tűzvédő textiltartalom számára. A termékeket ellenőrzött minőségirányítási rendszer keretében gyártják, és a méreteket a gyártás előtt megállapítják a projektrajzokkal, nem pedig a szállítás után.

Megfelelően meghatározva a szénszál az előgyártás súlyát és toleranciáját versenyelőnygé alakítja: könnyebb modulok, alacsonyabb szállítási és emelési költségek, valamint egy boríték, amely az épület élettartama alatt megőrzi az igazolását.

Moduláris vagy előkészített projekt tervezése és anyagok összehasonlítása? Böngészjen szénszál termékkínálatunkban or lépjen kapcsolatba csapatunkkal panelek, profilok és erősítések megvitatása az épületi rendszerhez.