ข่าว

ลองนึกภาพดูสิ “วัสดุอวกาศ” ที่เคยใช้ในปลอกจรวดและใบพัดกังหันลม กำลังเขียนประวัติศาสตร์การเสริมกำลังอาคารขึ้นมาใหม่ – มัน...ตาข่ายคาร์บอนไฟเบอร์.

• พันธุศาสตร์การบินและอวกาศในช่วงทศวรรษ 1960:

การผลิตเส้นใยคาร์บอนไฟเบอร์เชิงอุตสาหกรรมทำให้วัสดุชนิดนี้ซึ่งมีความแข็งแรงมากกว่าเหล็กกล้าถึงเก้าเท่าแต่เบากว่าถึงสามในสี่ ได้ถูกนำมาใช้กับมนุษยชาติเป็นครั้งแรก เดิมทีวัสดุนี้ถูกสงวนไว้สำหรับ "ภาคส่วนระดับสูง" เช่น อุตสาหกรรมการบินและอวกาศและอุปกรณ์กีฬาระดับไฮเอนด์ ต่อมาได้ทอขึ้นโดยใช้เทคนิคการทอแบบดั้งเดิม แต่วัสดุนี้มีศักยภาพที่จะพลิกโฉมโลกได้อย่างสิ้นเชิง

• จุดเปลี่ยนของ “สงครามเหล็กกล้า”:

ตาข่ายเสริมแรงแบบธรรมดามีลักษณะคล้ายกับ “คนแก่แก่” ในโลกการก่อสร้าง: มันมีน้ำหนักเท่ากับช้าง (ประมาณ 25 กิโลกรัมต่อตารางเมตรของตาข่ายเสริมแรง) และยังทนทานต่อเกลือ น้ำ และเวลา – การกัดเซาะของไอออนคลอไรด์ทำให้เหล็กเสริมขยายตัวและแตกร้าว
การเกิดขึ้นของผ้าตาข่ายคาร์บอนไฟเบอร์ทำลายทางตันได้อย่างสมบูรณ์: ผ่านการทอแบบมีทิศทาง + การชุบเรซินอีพอกซี ทำให้ความหนาของชั้นเสริมแรงเพิ่มขึ้นจาก 5 ซม. เป็น 1.5 ซม. น้ำหนักเพียง 1/4 ของเหล็กเส้น แต่ยังทนทานต่อกรด ด่าง น้ำทะเล และในการเสริมสะพานกลางทะเล ไม่มีสัญญาณของการกัดกร่อนเป็นเวลา 20 ปี

ทำไมวิศวกรถึงรีบเร่งใช้? เผยข้อดี 5 ประการ

เน้น:การก่อสร้างต้องใช้ปูนพอลิเมอร์ให้ตรงกับปูนก่อ! ละแวกบ้านมีการใช้ปูนธรรมดาอย่างผิดพลาด ส่งผลให้ชั้นเสริมแรงของถังหลุดร่วง — เช่นเดียวกับการใช้กาวติดกระจก กาวก็ไม่เท่ากับการสิ้นเปลืองแรงงาน

จากพระราชวังต้องห้ามสู่สะพานข้ามทะเล: เปลี่ยนแปลงโลกอย่างเงียบๆ

• “ผ้าพันแผลที่มองไม่เห็น” สำหรับมรดกทางวัฒนธรรมและอาคารโบราณ:

อาคาร Beyer Bau อายุกว่าร้อยปี ณ มหาวิทยาลัยเทคนิคเดรสเดน ประเทศเยอรมนี จำเป็นต้องได้รับการเสริมกำลังอย่างเร่งด่วนเนื่องจากน้ำหนักบรรทุกที่เพิ่มขึ้น แต่ก็ต้องอยู่ภายใต้ข้อจำกัดของการป้องกันอาคาร วิศวกรใช้ผ้าตาข่ายคาร์บอนไฟเบอร์หนา 6 มม. ร่วมกับปูนฉาบบางๆ แปะ “พลาสเตอร์ใส” ไว้ที่ด้านล่างของคาน ซึ่งไม่เพียงแต่เพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักได้ 50% เท่านั้น แต่ยังไม่เปลี่ยนแปลงรูปลักษณ์เดิมของอาคารแม้แต่น้อย แม้แต่ผู้เชี่ยวชาญของคณะกรรมการมรดกก็ยังยกย่องว่า “อยากให้อาคารเก่าได้รับการปรับโฉมใหม่ให้ไร้รอยแผล”

• วิศวกรรมจราจร “ซูเปอร์แพตช์”:

ฟลอริดา สหรัฐอเมริกา ได้ใช้เสาสะพานข้ามทะเลเสริมด้วยผ้าตาข่ายคาร์บอนไฟเบอร์ในปี พ.ศ. 2546 ความแข็งแรงจาก “จุดอ่อน” เพิ่มขึ้น 420% และปัจจุบัน 20 ปีผ่านไป พายุเฮอริเคนยังคงแข็งแกร่งดุจภูเขาบนชายฝั่ง โครงการอุโมงค์เกาะฮ่องกง-จูไห่-มาเก๊า ในประเทศ ก็ถูกนำมาใช้อย่างเงียบๆ เพื่อเสริมโครงสร้างป้องกันการกัดเซาะของน้ำทะเลเช่นกัน

• “อาวุธวิเศษย้อนวัย” ของบ้านหลังเล็กเก่าทรุดโทรม:

ในย่านหนึ่งในยุค 80 ของกรุงปักกิ่ง พื้นมีรอยแตกร้าวอย่างรุนแรง แผนเดิมคือการรื้อถอนและสร้างใหม่ ต่อมาด้วยการใช้ผ้าตาข่ายคาร์บอนไฟเบอร์เสริมแรงด้วยปูนโพลีเมอร์ ทำให้ต้นทุนต่อตารางเมตรลดลงเหลือเพียง 200 หยวน ซึ่งประหยัดต้นทุนการก่อสร้างได้ถึง 80% และตอนนี้ผู้อยู่อาศัยต่างพูดว่า "รู้สึกเหมือนบ้านดูเด็กลง 30 ปี!"
อนาคตมาถึงแล้ว: การบำบัดตัวเองและการตรวจสอบ "วัสดุอัจฉริยะ" กำลังมา

• “หมอรักษาตัวเอง” ในคอนกรีต:

นักวิทยาศาสตร์กำลังพัฒนาตาข่ายคาร์บอนไฟเบอร์ที่ “ซ่อมแซมตัวเอง” — เมื่อเกิดรอยแตกร้าวขนาดเล็กในโครงสร้าง ตาข่ายนี้สามารถใช้เป็นวัสดุเสริมแรงได้ — เมื่อเกิดรอยแตกร้าวขนาดเล็กในโครงสร้าง แคปซูลในวัสดุจะแตกออกและปล่อยสารซ่อมแซมออกมา ซึ่งจะเข้าไปอุดรอยแตกร้าวโดยอัตโนมัติ การทดสอบที่ห้องปฏิบัติการในสหราชอาณาจักรแสดงให้เห็นว่าวัสดุชนิดนี้สามารถยืดอายุการใช้งานของคอนกรีตได้นานถึง 200 ปี

• “สร้อยข้อมือสุขภาพ” สำหรับอาคาร:

ฝังเซ็นเซอร์ไฟเบอร์ออปติกไว้ในตาข่ายคาร์บอนไฟเบอร์เปรียบเสมือน “นาฬิกาอัจฉริยะ” สำหรับอาคาร: อาคารสำคัญแห่งหนึ่งในเซี่ยงไฮ้ใช้นาฬิกานี้เพื่อตรวจสอบการทรุดตัวและรอยแตกร้าวแบบเรียลไทม์ และข้อมูลจะถูกส่งไปยังฝ่ายบริหารโดยตรง ซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่าการตรวจสอบด้วยมือแบบเดิมถึง 100 เท่า และมีประสิทธิภาพมากกว่าการตรวจสอบด้วยมือแบบเดิมถึง 100 เท่า
คำแนะนำที่ใส่ใจต่อวิศวกรและเจ้าของ
1. เลือกวัสดุที่ถูกต้อง ผลลัพธ์เพิ่มขึ้นสองเท่า แต่ใช้ความพยายามเพียงครึ่งเดียว:รับรู้ผลิตภัณฑ์ที่มีความแข็งแรงแรงดึง ≥ 3400MPa และโมดูลัสความยืดหยุ่น ≥ 230GPa และคุณสามารถขอให้ผู้ผลิตจัดเตรียมรายงานการทดสอบได้
2. อย่าขี้เกียจในการก่อสร้าง:พื้นผิวฐานจะต้องขัดให้สะอาด และต้องผสมปูนโพลีเมอร์ตามสัดส่วน
3.ลำดับความสำคัญของการปรับปรุงอาคารเก่า:เมื่อเปรียบเทียบกับการรื้อถอนและสร้างใหม่ การเสริมตาข่ายคาร์บอนไฟเบอร์สามารถคงรูปลักษณ์เดิมของอาคารไว้ได้ แต่ยังช่วยประหยัดต้นทุนได้มากกว่า 60% อีกด้วย
บทสรุป
เมื่อวัสดุสำหรับการบินและอวกาศ “ลงสู่พื้นดิน” สู่ภาคการก่อสร้าง เราก็พบทันทีว่า การเสริมแรงในตอนแรกไม่จำเป็นต้องใช้ความพยายามมากนัก แต่การก่อสร้างแบบเก่าเดิมก็สามารถ “เติบโตแบบย้อนกลับ” ได้เช่นกันผ้าตาข่ายคาร์บอนไฟเบอร์เปรียบเสมือน “ซูเปอร์ฮีโร่” ในวงการก่อสร้าง ด้วยคุณสมบัติที่เบา แข็งแกร่ง ทนทาน ทำให้ทุกอาคารเก่ามีโอกาสฟื้นคืนชีพขึ้นมาใหม่ได้ – และนี่อาจเป็นเพียงจุดเริ่มต้นของการปฏิวัติวงการวัสดุเท่านั้น