Sợi carbon trong xây dựng mô-đun và prefabricated

Sợi carbon trong xây dựng mô-đun và prefabricated: ứng dụng và lợi ích kỹ thuật

Sợi carbon đã chuyển từ máy bay hàng không vũ trụ sang sàn nhà máy của ngành công nghiệp xây dựng. Khi xây dựng mô-đun và prefabricated phát triển, các nhóm dự án cần vật liệu cấu trúc đủ nhẹ để nâng và vận chuyển, đủ cứng để trải dài và đủ ổn định để giữ khoan dung nhà máy tất cả các đường đến trang web. Polyme tăng cường sợi carbon (CFRP) đáp ứng cả ba yêu cầu cùng một lúc, đó là lý do tại sao nó hiện xuất hiện trong các tấm mang tải, khung kết nối, các yếu tố mặt tiền và hệ thống tăng cường trên các dự án xây dựng sẵn sàng. Bài viết này xem xét các ứng dụng thực sự của sợi carbon trong xây dựng mô-đun và prefabricated và các vấn đề kỹ thuật mà nó giải quyết.

1. Tại sao chế tạo sẵn thay đổi yêu cầu vật liệu

Xây dựng truyền thống được xây dựng tại địa điểm chịu đựng vật liệu nặng bởi vì cấu trúc được lắp ráp tại chỗ, một mảnh tại một thời điểm. Xây dựng mô-đun hoạt động khác nhau: mỗi mô-đun được xây dựng trong một nhà máy được kiểm soát, sau đó nâng, xếp chồng, vận chuyển và kết hợp tại chỗ. Chuỗi đó trừng phạt trọng lượng và thưởng cho độ chính xác chiều.

Một mô-đun nhẹ hơn 20% cần cần cần cần cẩu nhỏ hơn, chi phí vận chuyển thấp hơn và khung nâng đơn giản hơn. Một mô-đun có cấu trúc không mở rộng hoặc cong giữa nhà máy và trang web giữ cho các khớp mặt tiền, khung cửa sổ và sự sắp xếp dịch vụ của nó intact. Đây không phải là lợi thế nhỏ; Họ quyết định xem một dự án sẵn sàng có giữ trong ngân sách hay không.

2. Các ứng dụng cốt lõi của sợi carbon trong xây dựng mô-đun

CFRP không phải là một sản phẩm duy nhất mà là một gia đình các hình thức. Mỗi mẫu bản đồ tự nhiên lên một phần khác nhau của một hệ thống xây dựng sẵn sàng.

2.1 Tấm mang tải và cassette sàn

Tấm sợi carbon và tấm sandwich tạo thành cassette sàn và tường mỏng, cứng cao. Một tấm sandwich CFRP có thể thay thế một phần tử thép hoặc bê tông dày hơn nhiều trong khi mang tải trọng uốn cong tương tự, giải phóng diện tích sàn có thể sử dụng và giảm tải trọng chết mà nền tảng phải hỗ trợ. Đối với các đơn vị mô-đun khối lượng, điều này có nghĩa là nhiều đơn vị hơn cho mỗi tải vận chuyển và ít cần cẩu tại chỗ hơn.

2.2 Khung cấu trúc và các nút kết nối

Kết nối giữa các mô-đun là phần căng thẳng nhất và nhạy cảm nhất của một cấu trúc prefabricated. Các hồ sơ sợi carbon, các phần phun và tấm gia công tạo ra khung kết nối cứng, không ăn mòn và khung mô-men mà bolt với nhau lặp đi lặp lại. Bởi vì máy CFRP sạch sẽ, hình học nút phức tạp có thể được sản xuất để vẽ mà không có biến dạng hàn - một vấn đề chất lượng lâu dài trong khung mô-đun thép.

2.3 Lớp phủ mặt tiền và hồ sơ kiến trúc

Các tấm mặt trời và khung cửa sổ được làm bằng sợi carbon prepreg kết hợp các phần mỏng thanh lịch với độ cứng cao, cho phép các lỗ mở kính lớn mà không có các mùi lớn. Vật liệu cũng chống lại chu kỳ nhiệt gây ra khung kim loại mở rộng và các khớp niêm phong thất bại, giữ cho thời tiết chặt chẽ trong suốt cuộc sống của phong bì tòa nhà.

2.4 Củng cố và cải tạo các cấu trúc hiện có

Khi một tòa nhà được mở rộng, chuyển đổi hoặc tải vượt quá thiết kế ban đầu của nó, vải sợi carbon và dải laminate liên kết với bê tông hoặc tường tăng khả năng uốn cong và cắt với một phần trọng lượng bổ sung của liên kết tấm thép. Đây là một bổ sung phổ biến cho các dự án mô-đun nơi các đơn vị mới phải gắn kết với một khung hiện có.

3. Trường hợp kỹ thuật cho sợi carbon

Lợi ích của CFRP trong xây dựng theo dõi trực tiếp từ các đặc tính vật liệu được đo lường thay vì ngôn ngữ tiếp thị.

3.1 Độ bền và độ cứng cụ thể cao

Hợp chất sợi carbon có mật độ khoảng 1,6 g / cm³, so với khoảng 7,8 g / cm³ cho thép. Với mô-đun kéo cao hơn thép trên cơ sở trọng lượng đối với trọng lượng, một thành viên CFRP có thể phù hợp với độ cứng của một thép tương đương ở một phần nhỏ của khối lượng. Trong công việc mô-đun nâng thống trị, giảm đó chảy thẳng vào công suất cần cẩu và kinh tế vận chuyển.

3.2 Chống ăn mòn

Không giống như thép, ma trận polymer không gỉ. Trong các phát triển ven biển, bãi đỗ xe, cơ sở xử lý nước và bất kỳ môi trường ẩm ướt nào, gia cố sợi carbon tránh bảo trì lớp phủ bảo vệ mà thép yêu cầu, giảm chi phí toàn bộ cuộc sống.

3.3 Mở rộng nhiệt thấp

CFRP có hệ số mở rộng nhiệt thấp, đặc biệt dọc theo hướng sợi. Do đó, mặt tiền và các yếu tố cấu trúc di chuyển rất ít giữa mùa đông và mùa hè, bảo vệ các con dấu, kính và các khớp chính xác trong một phong bì sẵn chế tạo.

3.4 Mệt mỏi và bền vững

Cấu trúc hợp chất chịu đựng tải chu kỳ lặp đi lặp lại tốt, một lợi thế cho cassette sàn, sàn cầu và bất kỳ yếu tố nào bị giao thông hoặc rung động. Mệt mỏi là một chế độ thất bại thường xuyên trong các cấu trúc kim loại và một điểm yếu mà CFRP phần lớn tránh.

4. Ghi chú thực hiện thực tế

Sợi carbon chỉ cung cấp lời hứa của nó khi được chỉ định chính xác. Đây là những điểm mà chúng tôi nâng lên với khách hàng xây dựng trong quá trình lựa chọn vật liệu.

4.1 Địa chỉ hiệu suất cháy sớm

Ma trận polymer hữu cơ yêu cầu các biện pháp bảo vệ để đáp ứng các quy tắc cháy tòa nhà. Các lớp phủ không cháy, hệ thống nhựa chứa khoáng chất và các lớp mặt không cháy được sử dụng để đạt được mức độ cháy yêu cầu, và sợi oxy hóa trước và cảm thấy aramid là vật liệu rào cản không cháy hiệu quả trong các lắp ráp được đánh giá là cháy. Chiến lược hỏa hoạn nên được sửa chữa trước khi các phần cấu trúc được hoàn thành, không phải sau.

4.2 Ngăn ngừa ăn mòn mạ kẽm tại giao diện kim loại

Khi sợi carbon tiếp xúc với các thiết bị cố định nhôm hoặc thép, máy giặt cách nhiệt, ống lót hoặc lớp cách nhiệt mỏng ngăn chặn ăn mòn mạ kẽm trong điều kiện ẩm ướt. Chi tiết nhỏ này có ảnh hưởng lớn đến độ bền.

4.3 Xem xét độ cứng, không chỉ là sức mạnh

Trong các yếu tố xây dựng, độ lệch thường điều khiển thiết kế thay vì sức mạnh cuối cùng. Bởi vì độ cứng của CFRP là theo hướng, việc đặt hàng phải được định hướng theo con đường tải thực tế; một phần có định hướng sợi sai có thể nặng hơn và linh hoạt hơn so với yêu cầu.

4.4 Thiết kế tính dịu vào các kết nối

CFRP mạnh mẽ và cứng nhưng giòn so với thép. Chi tiết kết nối phân phối tải thông qua tay áo liên kết, chèn hoặc khớp kết hợp thép lai ngăn chặn tải điểm có thể gây hỏng đột ngột.

5. Nơi sợi carbon phù hợp trong phạm vi sản phẩm

Bảng sau này lập bản đồ các yếu tố xây dựng prefabricated phổ biến cho hình thức sản phẩm sợi carbon thường được sử dụng.

6. Một ví dụ ứng dụng ngắn

Một nhà phát triển xây dựng các mô-đun khối lượng xếp chồng cho một dự án dân cư tầng thấp đã thay thế cassette sàn thép của mỗi đơn vị bằng một tấm sandwich CFRP có độ cứng tương đương. Trọng lượng tự giảm làm giảm lớp cần cẩu cần thiết để lắp đặt và cho phép hai mô-đun bổ sung cho mỗi giao hàng xe tải. Bởi vì các tấm được cắt nhà máy để vẽ, các khớp mặt tiền giữa các đơn vị xếp chồng được sắp xếp mà không cần điều chỉnh tại chỗ, rút ngắn thời gian khô và giảm chế biến lại chất niêm phong.

7. Vật liệu bổ sung từ cùng một nguồn

Các dự án xây dựng prefabricated hiếm khi sử dụng sợi carbon một mình, và nguồn cung cấp gói dệt may đầy đủ từ một nhà cung cấp đơn giản hóa mua sắm.

• Vải và sợi Aramid cho lớp lót mặt tiền chống tác động và lớp bảo vệ trong các khu vực giao thông cao.

• Sợi oxy hóa trước cảm thấy và vải cho rào cản cháy và cách nhiệt nhiệt cao trong lõi dịch vụ.

• Vải sợi carbon cho sửa chữa lắp đặt ướt, gia cố địa phương và sản xuất tấm nguyên mẫu.

8. Tại sao làm việc với Tanchain

Công nghệ vật liệu mới Shanghai Tanchain cung cấp vải sợi carbon, prepreg, tấm, ống và sản phẩm hoàn thành cùng với vật liệu sợi aramid và sợi oxy hóa trước, cung cấp cho khách hàng xây dựng mô-đun và prefabricated một nguồn duy nhất cho nội dung dệt cấu trúc và chống cháy. Sản phẩm được sản xuất theo hệ thống quản lý chất lượng được kiểm soát và kích thước được đồng ý với bản vẽ dự án trước khi sản xuất thay vì được phát hiện sau khi giao hàng.

Được chỉ định đúng cách, sợi carbon chuyển đổi trọng lượng và áp suất dung nạp của sản xuất sẵn thành một lợi thế cạnh tranh: các mô-đun nhẹ hơn, chi phí vận chuyển và nâng thấp hơn và một phong bì giữ sự sắp xếp của nó cho cuộc sống của tòa nhà.

Kế hoạch một dự án mô-đun hoặc sẵn sàng và so sánh vật liệu? Xem phạm vi sản phẩm sợi carbon của chúng tôi hoặcliên hệ với đội ngũ của chúng tôi để thảo luận về các tấm, hồ sơ và gia cố cho hệ thống xây dựng của bạn.