שימוש בסיבי פחמן בתעשיית הבנייה ?

ענף הבניין במהלך העשורים האחרונים הופך מלוי טיק להייטק ומתפתח באופן שלא ניתן להסביר לאדם רגיל. זה נובע מכך שיזמי טכנולוגים ממצאים חדשים וטכנולוגיות חדשניות שהצליחו לתת פתרונות ומענה לבעיות מורכבות מאוד בענף ע"י כך שהמציאו  סוגים חדשים של חומרים שמעולם לא חשבו עליהם. סיבי פחמן הם סוג כזה של חומר רב-תכליתי שבא מעולם התחבורה המוטורית ואיך סיבי פחמן סייעו בפיתוח תחום הבנייה בעולם. סיבי פחמן הרב-תכליתיים בעל חוזק מתיחה גבוה והם חזקים מאוד לגודלם תכונות נוקשות גבוהה, חוזק מתיחה גבוה, עמידות כימית גבוהה, סובלנות לטמפרטורה גבוהה והתפשטות תרמית נמוכה. תכונות אלה הופכים את סיבי פחמן לאחד החומרים הפופולריים והמשומשים ביותר בהנדסה אזרחית.  סיבי פחמן מורכבים ממודולסט אלסטי גבוה ועוצמת עייפות בהשוואה לסיבי זכוכית, מה שהופך אותם לאידיאליים לתעשיית הבנייה כל התוכנות האלה הסיבי פחמן בעלי עוצמה הגבוהה פי חמישה מפלדה ומשקלם קל יותר באופן משמעותי מאוד בשל בעובדה כי סיבי פחמן עשויים מחוטים דקים מאוד של היסוד פחמן.

איפה ניתן לראות שימוש  בסיבי פחמן בבנייה בענף הבניה .

תיקון מבנים לחוצים

במקרה של מבני בטון מחוזק (RC) או מבטון טרום (PC), טכנולוגיית תיקונים חדשה כוללת שימוש בלמינציות FRP (פלסטיק מחוזק סיבים) מלוכדות חיצונית. בדומה למליטה צלחת פלדה, מליטה למינציה של FRP כוללת הדבקת יריעת סיבים דקה וגמישה למשטח הבטון עם שרף סט תרמוס. משתמשים בטכניקה זו כדי להגדיל את יכולת הגזירה והגמישה של קורות ולוחות וכדי להגביר את הכליאה בעמודים. המערכת אינה מוסיפה עומס מת משמעותי למבנה, סובלת פחות מקורוזיה ועלולה להיות מותקנת בפרק זמן קצר יחסית. השימושים במוטות FRP קרובים (NSM), הם טכנולוגיה חדשה ומבטיחה להגברת חוזק גמיש וגזירה. היתרונות של שימוש במוטות FRP צמודי שטח, בהשוואה לרבד FRP מלוכד שטחית הם האפשרות לעגן את המוטות לחברים סמוכים ופחות זמן התקנה. יתרון נוסף של שיטה זו הוא האופי האטרקטיבי במיוחד לחיזוק גמישות באזורי הרגע השלילי של לוחות וסיפונים, כאשר חיזוק חיצוני יהיה נגרם נזק מכני וסביבתי ויהיה צורך בכיסוי מגן שעלול להפריע לנוכחות גימורי הרצפה.

הטכניקה שהוזכרה לעיל יכולה לשמש גם לתיקון גשרים.

המגמות הנוכחיות בבנייה לקראת תיקון ושיקום הדגישו את הצורך לספק כוח נוסף למבנים קיימים כאלה. מבנים שחווים שינוי בשימוש או בעיית השפלה, או ליקוי בתכנון / בניה דורשים בדרך כלל מידה מסוימת של חיזוק.

שימוש בסיבי פחמן בבטון טרום תחום זה חדש יחסית ומתקדם במהירות. סיבי פחמן בבטון טרום החל להופיע בייצור כמויות החל משנת 2003. כעת זהו חומר נפוץ מאוד עבור אלמנטים מוקדמים בצפון אמריקה. רשת סיבי פחמן משמשת בפני הפאנל להחלפת חיזוק רשת פלדה, וכקישור מכני לחלקים החיצוניים והפנימיים של קיר בטון. חיזוק רשת סיבי פחמן לא מאכלת בפנים לוח הקיר מאפשר פחות שימוש בבטון, מה שמפחית משקל וחומר גלם בשימוש. לוחות הקיר עם חיזוק רשת סיבי פחמן שוקלים כ 40% פחות מלוחות טרום קונבנציונליים. הוא משמש כרשת גזירה לחיבור החלק החיצוני של הבטון הפנימי והחיצוני של לוחות קיר סנדוויץ ', ויוצרים יחידה מורכבת במבנה, יעילה מבחינה תרמית. רשת סיבי פחמן משולבת כחיזוק בלוח טי כפול להחלפת רשת פלדה קונבנציונאלית. החלפת החגורה המולחמת ברשת סיבי פחמן בלוחות מפחיתה את המשקל ואת הצורך בהגנה מפני כימיקלים.

סיבי פחמן בבניית גשר

תחום נוסף של יישום סיבי פחמן הוא בניית גשרים. מאז 1992 נבנו גשרים רגליים רבים שנבנו בעיקר מתרכובות מחוזקות בסיבים. המטרה העיקרית ליישום פלסטיק מחוזק בסיבי פחמן הייתה לספק הפחתת משקל בגשר וחסכון בציוד הרמה.

 

לסיכום :

סיבי פחמן הם פתרון מעניין מאוד ותחליף טוב לחוטי פלדה בבטון סיבים, לעיבוי וחיזוק של בטונים  מה שהופך אותם לאידיאליים לתעשיית הבנייה, ולחיזוק אלמנטים הנדסים מורכבים שדורשים התערבות קונסטרוקטיבית מהתעייפות של הבטון או אי עמידה בעומסים נוספים .