ข่าว

คุณนึกภาพออกไหม? วัสดุที่เคยใช้ในจรวดและใบพัดกังหันลม ซึ่งเปรียบเสมือน "วัสดุอวกาศ" กำลังพลิกโฉมประวัติศาสตร์การเสริมความแข็งแรงของอาคาร – มันคือ...ตาข่ายคาร์บอนไฟเบอร์.

• พันธุศาสตร์ด้านอวกาศในทศวรรษ 1960:

การผลิตเส้นใยคาร์บอนในระดับอุตสาหกรรมทำให้วัสดุชนิดนี้ ซึ่งแข็งแกร่งกว่าเหล็กถึงเก้าเท่าแต่เบากว่าถึงสามในสี่ ได้ถูกนำมาใช้ประโยชน์เป็นครั้งแรก ในตอนแรกนั้นถูกสงวนไว้สำหรับ "ภาคส่วนชั้นสูง" เช่น อุตสาหกรรมการบินและอวกาศและอุปกรณ์กีฬาระดับไฮเอนด์ โดยใช้วิธีการทอแบบดั้งเดิม แต่ก็มีศักยภาพที่จะพลิกโฉมโลกได้

• จุดเปลี่ยนใน “สงครามต่อต้านเหล็ก”:

ตาข่ายเหล็กเสริมแบบดั้งเดิมนั้นเปรียบเสมือน "คนแก่หัวโบราณ" ในวงการก่อสร้าง มันมีน้ำหนักมากราวกับช้าง (ประมาณ 25 กิโลกรัมต่อตารางเมตรของตาข่ายเหล็กเสริม) และยังกลัวเกลือ น้ำ และกาลเวลาอีกด้วย – การกัดกร่อนของไอออนคลอไรด์ทำให้เหล็กเสริมขยายตัวและแตกได้
การปรากฏตัวของผ้าตาข่ายคาร์บอนไฟเบอร์แก้ปัญหาที่ติดขัดได้อย่างสิ้นเชิง: ด้วยการสานแบบมีทิศทาง + การเคลือบด้วยเรซินอีพ็อกซี ทำให้ความหนาของชั้นเสริมแรงลดลงจาก 5 ซม. เหลือเพียง 1.5 ซม. น้ำหนักเพียง 1/4 ของเหล็กเส้น และยังทนต่อกรด ด่าง น้ำทะเล และในการเสริมแรงสะพานกลางทะเล ก็ไม่มีร่องรอยการกัดกร่อนมานานถึง 20 ปี

เหตุใดวิศวกรจึงรีบนำมาใช้? เปิดเผยข้อดีที่สำคัญ 5 ประการ

เน้น:การก่อสร้างต้องใช้ปูนโพลิเมอร์ที่เหมาะสม! มีกรณีที่ใช้ปูนธรรมดาในการก่อสร้าง ทำให้ชั้นเสริมแรงของโครงสร้างพังทลายลงมา เหมือนกับการใช้กาวติดกระจก กาวไม่ใช่สิ่งที่ถูกต้องและเป็นการสิ้นเปลืองแรงงาน

จากพระราชวังต้องห้าม สู่สะพานข้ามทะเล: มันกำลังเปลี่ยนแปลงโลกอย่างเงียบๆ

• “ผ้าพันแผลที่มองไม่เห็น” สำหรับมรดกทางวัฒนธรรมและอาคารโบราณ:

อาคารเบเยอร์ บาว (Beyer Bau) ซึ่งมีอายุร้อยปี ณ มหาวิทยาลัยเทคนิคเดรสเดน (Technische Universität Dresden) ประเทศเยอรมนี จำเป็นต้องได้รับการเสริมความแข็งแรงอย่างเร่งด่วนเนื่องจากน้ำหนักบรรทุกที่เพิ่มขึ้น แต่ก็อยู่ภายใต้ข้อจำกัดที่กำหนดโดยกฎหมายคุ้มครองโบราณสถาน วิศวกรได้ใช้ผ้าตาข่ายคาร์บอนไฟเบอร์หนา 6 มิลลิเมตร ผสมกับปูนฉาบบางๆ บริเวณด้านล่างของคาน คล้ายกับ "พลาสเตอร์ปิดแผลโปร่งใส" ซึ่งไม่เพียงแต่เพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักได้ถึง 50% เท่านั้น แต่ยังไม่เปลี่ยนแปลงรูปลักษณ์ดั้งเดิมของอาคารแม้แต่น้อย ผู้เชี่ยวชาญจากคณะกรรมการมรดกทางวัฒนธรรมยังชื่นชมว่า "เหมือนเป็นการปรับปรุงโฉมอาคารเก่าโดยไม่ทิ้งร่องรอยใดๆ"

• งานวิศวกรรมจราจร "จุดเชื่อมต่อขนาดใหญ่":

ในรัฐฟลอริดา สหรัฐอเมริกา เสาของสะพานข้ามทะเลแห่งหนึ่งได้รับการเสริมความแข็งแรงด้วยผ้าตาข่ายคาร์บอนไฟเบอร์ในปี 2003 ส่งผลให้ความแข็งแรงเพิ่มขึ้นจากระดับที่ "อ่อนแอ" ถึง 420% และแม้ผ่านมา 20 ปีแล้ว สะพานก็ยังคงมั่นคงแข็งแรงราวกับภูเขาที่ตั้งอยู่บนชายฝั่ง โครงการอุโมงค์สะพานฮ่องกง-จูไห่-มาเก๊าในประเทศจีน ก็ได้นำวัสดุนี้มาใช้ในการเสริมความแข็งแรงของโครงสร้างเพื่อป้องกันการกัดเซาะจากน้ำทะเลเช่นกัน

• “อาวุธวิเศษย้อนวัย” สำหรับคนตัวเล็กที่แก่ชราและทรุดโทรม:

ในย่านที่อยู่อาศัยแห่งหนึ่งในปักกิ่งซึ่งสร้างขึ้นในช่วงทศวรรษ 1980 แผ่นพื้นบ้านมีรอยแตกร้าวอย่างรุนแรง แผนเดิมคือต้องทุบทิ้งแล้วสร้างใหม่ แต่ต่อมาได้ใช้ผ้าตาข่ายคาร์บอนไฟเบอร์และปูนโพลิเมอร์เสริมแรง ทำให้ต้นทุนต่อตารางเมตรเพียง 200 หยวน ประหยัดค่าใช้จ่ายได้ถึง 80% เมื่อเทียบกับการสร้างใหม่ และตอนนี้ผู้อยู่อาศัยต่างพูดว่า “รู้สึกเหมือนบ้านใหม่ขึ้น 30 ปีเลย!”
อนาคตมาถึงแล้ว: วัสดุอัจฉริยะที่สามารถซ่อมแซมตัวเองและตรวจสอบการทำงานได้กำลังจะมาถึง

• "หมอรักษาตัวเอง" ในรูปแบบคอนกรีต:

นักวิทยาศาสตร์กำลังพัฒนาตาข่ายคาร์บอนไฟเบอร์ที่ “ซ่อมแซมตัวเองได้” — เมื่อเกิดรอยแตกร้าวขนาดเล็กในโครงสร้าง ตาข่ายนี้สามารถใช้เป็นวัสดุเสริมแรงได้ — เมื่อเกิดรอยแตกร้าวขนาดเล็กในโครงสร้าง แคปซูลในวัสดุจะแตกออกเพื่อปล่อยสารซ่อมแซมที่เข้าไปเติมเต็มรอยแตกร้าวโดยอัตโนมัติ การทดสอบในห้องปฏิบัติการในสหราชอาณาจักรแสดงให้เห็นว่าวัสดุนี้สามารถยืดอายุการใช้งานของคอนกรีตได้นานถึง 200 ปี

• “กำไลสุขภาพ” สำหรับอาคาร:

ฝังเซ็นเซอร์ใยแก้วนำแสงไว้ในตาข่ายคาร์บอนไฟเบอร์เปรียบเสมือน "สมาร์ทวอทช์" สำหรับอาคาร: อาคารสำคัญแห่งหนึ่งในเซี่ยงไฮ้ใช้เทคโนโลยีนี้ในการตรวจสอบการทรุดตัวและรอยแตกแบบเรียลไทม์ และข้อมูลจะถูกส่งตรงไปยังฝ่ายบริหาร ซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่าการตรวจสอบด้วยมือแบบดั้งเดิมถึง 100 เท่า
คำแนะนำที่รอบคอบสำหรับวิศวกรและเจ้าของ
1. เลือกวัสดุให้เหมาะสม จะได้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้นเป็นสองเท่าด้วยความพยายามเพียงครึ่งเดียว:ตรวจสอบผลิตภัณฑ์ที่มีความแข็งแรงดึง ≥ 3400 MPa และโมดูลัสความยืดหยุ่น ≥ 230 GPa และคุณสามารถขอรายงานการทดสอบจากผู้ผลิตได้
2. อย่าขี้เกียจในงานก่อสร้าง:พื้นผิวฐานต้องขัดให้สะอาด และควรผสมปูนโพลิเมอร์ตามสัดส่วนที่กำหนด
3. ลำดับความสำคัญในการปรับปรุงอาคารเก่า:เมื่อเปรียบเทียบกับการรื้อถอนและสร้างใหม่ การเสริมแรงด้วยตาข่ายคาร์บอนไฟเบอร์สามารถรักษารูปลักษณ์เดิมของอาคารไว้ได้ อีกทั้งยังช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายได้มากกว่า 60%
บทสรุป
เมื่อนำวัสดุจากอุตสาหกรรมการบินและอวกาศมาประยุกต์ใช้ในงานก่อสร้าง เราก็พบว่า: การเสริมเหล็กแบบเดิมไม่จำเป็นต้องใช้ความพยายามมากนัก และอาคารเก่าที่มีอยู่เดิมก็สามารถ "ต่อเติม" ได้ผ้าตาข่ายคาร์บอนไฟเบอร์เปรียบเสมือน “ซูเปอร์ฮีโร่” ในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง ด้วยคุณสมบัติที่เบา แข็งแรง และทนทาน ทำให้ทุกอาคารเก่ามีโอกาสที่จะกลับมามีชีวิตอีกครั้ง และนี่อาจเป็นเพียงจุดเริ่มต้นของการปฏิวัติวัสดุเท่านั้น