Новые материалы: углеродное волокно в архитектуре

Новые материалы: углеродное волокно в архитектуре

Углеродное волокно - новая технология

Новые материалы, новые возможности. Углеродное волокно в архитектуре — это уже реальность. Его начали использовать в производстве сверхлегких конструкций, от кузовов Формулы-1 до компонентов велосипедов. И сегодня это распространилось на строительство и другие производственные секторы, также тесно связанные с автоматизацией и роботизацией.

Что такое углеродное волокно и каковы его основные преимущества?

Изготовленное из углеродных нитей, которые обычно вплетаются в ткань, углеродное волокно часто покрывается смолой или термопластом для создания композитов с очень высоким отношением прочности к весу. В результате получился материал в пять раз прочнее и в пять раз легче стали и в два раза более жесткий, который легко переносит нагрев и коррозию, что делает его идеальным для экстремальных условий окружающей среды.

Примеры применимости углеродного волокна к архитектуре

Несмотря на относительно высокую стоимость углеродного волокна, архитекторы и инженеры начали использовать его для строительства зданий и объектов инфраструктуры. Например, исследователи из Института вычислительного проектирования и строительства (ICD) Штутгартского университета и Института строительных конструкций и структурного проектирования (ITKE) использовали углеродное волокно в качестве важного строительного материала в своей последней работе: Fiber Pavilion. BUGA 2019 в Bundesgartenschau, Хайльбронн, Германия. Купол из стекловолокна и карбоновых ребер, облицованный прозрачной мембраной из ETFE.

la fibra de carbono en arquitectura

Команда запрограммировала робота доставить более 492 000 футов волокнистых нитей в пространственном расположении, при котором тип и плотность волокна могут варьироваться в зависимости от структурных нагрузок. Углеродные волокна, имитирующие биологические системы, окружают прозрачные стеклянные волокна и образуют сгруппированные структурные элементы, напоминающие согнутые мышечные ткани. По словам команды, один волокнистый компонент может выдержать около 25 тонн или вес более 15 автомобилей. Купол с просветом около 75 футов и площадью 4 305 квадратных футов состоит из 60 этих компонентов, каждый из которых весит всего 16,8 фунтов на квадратный метр.

Хотя работа ICD / ITKE принимает форму индивидуальных демонстраций, другая исследовательская группа широко внедряет углеродное волокно в общественную инфраструктуру. Центр современных композитов и конструкций Университета штата Мэн разработал композитную арочную мостовую систему из бетона, армированного углеродным волокном.

Разработанная для однопролетных мостов длиной до 65 футов, система состоит из ряда труб из армированного углеродным волокном полимера (CFRP), которые заполняются бетоном на месте и затем покрываются бетонной подушкой, армированной сталью. Как и надувные плоты, трубы из углепластика транспортируются на площадку в компактном и сложенном состоянии, отсюда и прозвище «Мост в рюкзаке».

Согласно веб-сайту центра: «Луки легко транспортируются, быстро развертываются и не требуют тяжелого оборудования или больших бригад, необходимых для выдерживания веса традиционных строительных материалов». Помимо своей легкости, трубы из углепластика служат в качестве опалубки для бетона, что устраняет необходимость в дополнительных материалах. Они также служат в качестве неагрессивной бетонной арматуры, что является явным преимуществом по сравнению с подверженной коррозии сталью. На сегодняшний день с помощью этой системы было построено 23 моста.

Михаил

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *