Sợi carbon fiber - vị vua mới của ngành vật liệu xây dựng

Đăng lúc: 15:24, Thứ Hai, 08-07-2019 - Lượt xem: 77

VNT - Không chỉ ứng dụng trong việc gia cố kết cấu, vật liệu carbon fiber còn được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất các chi tiết cần độ mảnh và chịu lực cao hoặc tạo ra các chi tiết kiến trúc vượt nhịp lớn.

Được coi là tòa nhà chọc trời đầu tiên trên thế giới, Tòa nhà Home Insurance đã chứng minh rằng thép là vật liệu xây dựng khả thi và xây dựng khung thép là kĩ thuật khả thi. Dù chỉ cao 10 tầng (138 feet), nhưng nó là tiền thân của mọi tòa nhà cao tầng được xây dựng kể từ đó

Hơn 130 năm sau, thép và khung thép trở thành vua trong ngành xây dựng. Thế nhưng trong thời đại khoa học công nghệ mới, thép có thể trở bị soán ngôi vương.

Một trong những vật liệu tổng hợp hứa hẹn nhất cho tương lai là sợi carbon. Một sợi tổng hợp bao gồm các nguyên tử carbon dài và mỏng kết dính với nhau thành mạng tinh thể - mỗi sợi mỏng hơn một sợi tóc người, nhẹ hơn thép nhưng mạnh hơn năm lần và cứng gấp hai lần.

Với những nhà sản xuất, loại vật liệu này thường được làm bằng cách xoắn các sợi này lại để dệt thành vải hoặc đúc thành hình dạng cụ thể được sử dụng phổ biến cho khung xe đạp, cần câu cá, cánh máy bay cho đến thân xe đua, gậy chơi golf hay cột thuyền buồm.

"Sợi carbon và các vật liệu composite khác có hiệu suất cao, có nghĩa là chúng có trọng lượng rất nhỏ nhưng có tải rất lớn", theo lời của kiến trúc sư Simon Kim, một thành viên của BUILD Space.

Bởi vì sợi carbon có đặc tính độc đáo như vậy, Kim và những người khác tin rằng nó có thể là vật liệu xây dựng lý tưởng. Kim cho biết, “vật liệu tổng hợp là một cơ hội rất thú vị để chế tạo và tùy biến nhanh chóng”, ông Kim nói thêm rằng sẽ mất vài tuần để xây dựng vỏ bọc cho một căn nhà nhỏ bằng sợi carbon, so với vài tháng bằng vật liệu thông thường.

“Cấu trúc tổng hợp có thể được xây dựng lên khá nhanh và không yêu cầu nhiều về lao động và quy trình công việc chuyên biệt - từ các nhà thầu nói chung và nhà thầu phụ, đến nhà cung cấp vật liệu. Do đó chúng tôi có thể đi nhanh hơn, chuỗi phân phối ngắn hơn, lượng vật liệu được giảm xuống và rẻ hơn. ”

Nhờ vào trọng lượng nhẹ và sự linh hoạt, sợi carbon có thể được di chuyển dễ dàng. Các Modul có thể được chọn, lấy từ nhiều nơi khác, kết hợp cùng nhau để tạo thành một nhóm lớn hơn phù hợp theo yêu cầu. Điều đó làm cho cấu trúc composite vượt xa so với các công trình truyền thống.

Kiến tạo tương lai

Sự ra đời của vật liệu thép không tạo ra các tòa nhà chọc trời, các kiến trúc đã lợi dụng những tính năng của thép để tạo ra khung thép. Đây có thể là bài học cho cho trường hợp của sợi carbon, mấu chốt tiềm năng của nó là về sự phát triển các phương pháp chế tạo tiên tiến để thu hẹp khoảng cách giữa các phòng thí nghiệm và nơi làm việc.

Từ điêu khắc đến kết cấu

Kim bắt đầu cư trú tại Boston vào tháng 6 năm 2017. Mục tiêu của ông là chứng minh rằng việc xây dựng sợi carbon có thể tạo ra không chỉ là chức năng vượt trội mà còn tạo ra hình thức vượt trội. Các thí nghiệm của ông - đánh giá tính chất sức mạnh của các loại nhựa khác nhau để tạo ra vật liệu tổng hợp polyme gia cố bằng sợi carbon (CFRP).

Chúng tôi đang sử dụng những công trình mang tính tạm thời để không chỉ giới thiệu những cái mà sợi carbon có thể làm rất hiệu quả mà còn thể hiện rằng nó có vẻ đẹp văn minh. Kim đã nhấn mạnh chất lượng hình ảnh và xúc giác của cấu trúc CFRP trong tác phẩm "The Forest of Sound", ông đã hoàn thành cùng với một nhà soạn nhạc opera Lembit Beecher cho vở opera thế giới của mình - Sophia's Forest, ra mắt vào tháng 9 năm 2017. Vở opera có 9 tác phẩm điêu khắc âm thanh được tạo ra bởi Kim và nhóm của ông tại BUILD Space.

Mặc dù chỉ áp dụng trên một tỉ lệ nhỏ, những điêu khắc di động này có thể gợi ra được những tiềm năng kiến trúc của sợi carbon. Ông hình dung ra một tương lai trong đó các cấu trúc đang tồn tại, chẳng hạn như nhà kho kiểm soát khí hậu được thêm một lớp vỏ sợi carbon. Về cơ bản, bên ngoài công trình vẫn ổn định, nhưng bên trong có thể tùy chỉnh thành những modul văn phòng hoặc nhà ở.

Chúng ta có thể xây dựng các cơ sở mới, nhưng chúng ta sẽ đối mặt với sự thật rằng chúng ta có nền xây dựng đang tồn tại hàng trăm năm mà không cần có sự chuyển dịch nào. "Để gỡ bỏ những công trình bê tông, gạch và tấm đá xuống và tái xây dựng lại chúng rất khó khăn trong việc bù đắp năng lượng và những dấu ấn nhất định. Tại sao không sử dụng lại chúng và hiện đại hóa chức năng bằng cách chèn thêm những chế tác tốt, trọng lượng nhẹ và giá cả phải chăng?

Định hình tương lai ngành chế tạo

Thế giới tự nhiên có đầy đủ hình học thú vị, từ hình xoắn ốc và hình cầu đến hình cong và hình nón. Thế nhưng, thế giới xây dựng chỉ quanh quẩn những hình tam giác, hình tròn, hình vuông. Để tìm kiếm và mở rộng danh mục các hình dạng khả thi cho ngành xây dựng, Lharchi và Lu đã dành chỗ ở BUILD Space của họ để khám phá tiềm năng hình học của vật liệu tổng hợp cốt sợi (FRCs).

"Tạo ra hình học mới với FRCs - bao gồm carbon, thủy tinh và sợi aramid - đòi hỏi một phương pháp chế tạo hiệu quả, theo Lharchi. "Cách sử dụng tốt nhất với sợi tổng hợp là dùng cho các cấu trúc nhịp lớn - chẳng hạn như khi bạn muốn che mái nhà của một sân vận động mà bạn không muốn có các cột ở không gian bên dưới," ông nói.

Nếu bạn muốn xây một công trình như vậy, bạn có thể sử dụng một cỗ máy lớn như loại máy đã được sử dụng để tạo ra những ngôi nhà in 3D, hoặc một cánh tay robot nhưng bị giới hạn bởi việc nó sẽ vươn được bao xa. Những gì chúng tôi đang cố gắng làm là tìm phương pháp chế tạo thực tế để xây dựng một cấu trúc [FRC] quy mô lớn liên tục.”

Một phương pháp chế tạo đầy hứa hẹn sử dụng robot cáp, Lharchi nói. Nhóm của ông đã chứng minh triển vọng của các robot cáp tại BUILD Space, ông đã sử dụng sợi dây thừng để bắt chước các đặc tính hành vi của sợi carbon. Với phương pháp này, các robot sẽ di chuyển trên những sợi cáp, một con robot sẽ ở phía trên con còn lại, chúng sẽ trao đổi các sợi qua lại, dệt thành những hình học độc đáo.

"Bất cứ lúc nào bạn cần tạo ra một cấu trúc lớn, nhẹ, sợi là một lựa chọn tốt. Bằng cách nghiên cứu các phương pháp chế tạo rẻ và dễ tiếp cận, tôi hy vọng rằng chúng tôi có thể tạo ra các công trình xây dựng sợi tại chỗ.”

Phòng Kỹ thuật

Theo dõi:

Từ khóa: vật liệu, mới, công nghệ, carbon fiber, cfrp,

Tin cùng chuyên mục


Gia cố kết cấu công trình và bảo vệ khí tài bị ăn mòn trên biển Đông

Chống ăn mòn khí tài và gia cố kết cấu bị ăn mòn bởi môi trường đang là từ khóa nóng của Trung Quốc tại các đảo nhân tạo bồi đắp lấn chiếm trên biển Đông.


Những ưu điểm vượt trội của vật liệu sợi carbon fiber trong việc gia cố kết cấu

Gia cố kết cấu bằng tấm sợi carbon fiber có rất nhiều ưu điểm vượt trội so với phương pháp khác. Đa số mọi người quyết định sử dụng vật liệu này khi biết đặc điểm thứ 5 dưới đây.


Phương pháp gia cố lỗ mở kỹ thuật trên trên sàn hoặc vách bê tông

Có nhiều phương pháp gia cố lỗ mở trên sàn hoặc trên vách bê tông. Tuy nhiên, chúng tôi xin giới thiệu 2 phương án phổ biến nhất.


Đau đầu với vết nứt trên kết cấu dầm sàn

Vết nứt trong kết cấu bê tông nói chung và cấu kiện dầm sàn nói riêng là một vấn đề phổ biến thường gặp trong quá trình xây dựng. Vết nứt không tự sinh ra nhưng cũng không thể tránh được một cách hiệu quả.


Những công dụng tuyệt vời khi gia cố kết cấu bằng phương pháp dán tấm sợi carbon fiber

Gia cố kết cấu bằng phương pháp dán tấm sợi carbon fiber ngày càng được ưa chuộng bởi tính tiện dụng, độ bền cao và không bị ăn mòn theo thời gian. Tuy nhiên, trước khi sử dụng chúng ta cần hiểu đầy đủ về cơ chế gia cố kết cấu của nó.


Các phương pháp gia cố sàn bê tông

Có nhiều phương pháp gia cố sàn hoặc trần bê tông cốt thép. Tuy nhiên, trong bài viết này chúng tôi chỉ giới thiệu các phương pháp gia cố tác động lên bản thân ô sàn mà không dùng kết cấu phụ.


Sửa chữa công trình bê tông cốt thép bằng phương pháp... dán!

Sửa chữa, gia cố công trình bằng cách sử dụng vật liệu sợi Carbon fiber reinforced polymer (CFRP) là một phương pháp đã được áp dụng tại các nước tiên tiến từ 30 năm trở lại đây.


Dầm bẹt - Đẹp nhưng hay nứt

Có lẽ không ít kiến trúc sư, chủ đầu tư đau đầu vì trót thi công dầm bẹt để tăng chiều cao thông thủy tầng nhưng bị nứt.


Carbon fiber (CFRP) - Vật liệu hoàn hảo để gia cố kết cấu công trình

Carbon fiber (CFRP) là loại vật liệu chuyên dụng rất được thị trường xây dựng trên thế giới ưa chuộng sử dụng trong các giải pháp dịch vụ gia cố kết cấu, cải tạo công trình xây dựng.


Công nghệ gia cường kết cấu công trình giao thông bằng vật liệu carbon fiber (CFRP)

Sửa chữa, gia cố công trình bằng cách sử dụng vật liệu sợi cường độ cao như sợi carbon fiber là một phương pháp có rất nhiều ưu điểm như thi công đơn giản, không cần sử dụng cốp pha, có tính thẩm mỹ cao. Tuy nhiên, phương pháp này vẫn còn khá mới mẻ tại Việt Nam.

Tìm kiếm


Bạn đã thỏa mãn với các nội dung trình bày nêu trên chưa? Nếu chưa thấy hài lòng, bạn có thể tìm kiếm các bài viết khác trong THƯ VIỆN của VNT lên bằng cách nhập "Từ khóa" vào ô tìm kiếm sau:


Ví dụ: Khi cần tìm TCVN 4453:1995 - Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối - Quy phạm thi công và nghiệm thu, bạn hãy nhập "4453" hoặc từ "bê tông" ... bla... bla... vào ô tìm kiếm.

Liên hệ

Xin trân trọng cảm ơn Quý vị đã truy cập website tìm hiểu thông tin và dịch vụ của VNT. Khi cần dịch vụ Tư vấn giám sát hoặc các dịch vụ khác của chúng tôi, vui lòng liên hệ theo thông tin dưới đây:

- Trụ sở công ty: 285A Ngô Gia Tự - Quận Long Biên - Hà Nội
- Điện thoại: 024.66.809.810 - Hotline: 098.999.6440
- Email: contact@vntvietnam.com - Hoặc bấm vào đây để trao đổi trực tiếp với chúng tôi.
Đồng thời, Quý vị có thể download hồ sơ năng lực mới nhất của chúng tôi tại đây download hồ sơ năng lực

giacoketcau.com

Mô tả gia cố kết cấu bằng phương pháp dán tấm sợi carbon fiber

Gia cố kết cấu bằng tấm sợi Các bon cường độ cao (CFRP - Carbon Fiber) có các ưu điểm sau:
- Không đục phá kết cấu hiện có, chỉ bóc bỏ lớp vữa trát (nếu có).
- Không ảnh hưởng đến kiến trúc hiện trạng của công trình.
- Không làm tăng tải trọng của công trình.
- Quá trình thi công nhanh, không ảnh hưởng đến công trình lân cận.
- Tấm sợi carbon fiber (CFRP) và keo liên kết không chịu tác động bởi ăn mòn hóa học (axit, kiềm) và ô xi hóa dưới tác động của điều kiện môi trường.

Gia cố dầm không đạt mác bê tông

Gia cố dầm không đạt mác bê tông

Gia cố khả năng chịu cắt của dầm

Gia cố khả năng chịu cắt của dầm

Gia cố dầm thi công thiếu thép chịu lực

Gia cố dầm thi công thiếu thép chịu lực

Gia cố cột bê tông bị giảm yếu do môi trường, hóa chất xâm thực

Gia cố cột bê tông bị giảm yếu do môi trường, hóa chất xâm thực

Gia cố lỗ mở ô thông tầng

Gia cố lỗ mở ô thông tầng

Gia cố bê tông sàn bị nứt

Gia cố bê tông sàn bị nứt

Gia cố kết cấu sàn đáy bể bơi

Gia cố kết cấu sàn đáy bể bơi

Gia cố trần để cắt dầm nhằm tăng chiều cao thông thủy tầng

Gia cố trần để cắt dầm nhằm tăng chiều cao thông thủy tầng

Gia cố đường ống bị giảm yếu nhưng không phải dừng hoạt động sản xuất

Gia cố đường ống bị giảm yếu nhưng không phải dừng hoạt động sản xuất

Gia cố sàn không dầm bị nứt

Gia cố sàn không dầm bị nứt

Gia cố trần bê tông nhà cổ xuống cấp

Gia cố trần bê tông nhà cổ xuống cấp

Gia cố lanh tô không cần tháo cửa

Gia cố lanh tô không cần tháo cửa

Gia cố sàn kê ba cạnh bị nứt do xây tường lên trên

Gia cố sàn kê ba cạnh bị nứt do xây tường lên trên

Hotline: 098.999.6440

Facebook

Youtube

<< Download hồ sơ năng lực

Tìm kiếm tài liệu