Zaštita od eksplozije - ugljenična vlakna za ojačanje zgrada

Većina zgrada nije građena tako da može da izdrži neočekivanu eksploziju ili udar. Sada, međutim, istraživač sa Univerziteta u Misuriju radi sa vojskom SAD-a na testiranju metoda ojačanja zgrada koji bi ih zaštitio u slučaju terorističkog napada.

Sara Orton (Sarah Orton), asistent na katedri za građevinarstvo na Univerzitetu u Misuriju, radi na upotrebi polimera prenapregnutog ugljeničnim vlaknima (Carbon fiber Reinforced Polymer - CFRP), materijala koji može da izdrži opterećenje od oko 10.000kg/cm^² i ima raznolike primene za ojačanje zgrada od prenapregnutog betona.

CFRP se ranije koristio za ojačanje zgrada u slučaju zemljotresa. „CFRP je korišćen na mestima kao što je Kalifornija još od 80-ih godina XX veka da bi se zgrade zaštitile od zemljotresa, ali on ima i mnoge druge mogućnosti primene“, kaže Ortonova. „Danas, moramo da vodimo računa o oštećenjima koja bi izazvali napadi. Ovaj materijal mogao bi da bude izvrsno oruđe za zaštitu ljudi u ugroženim zgradama.“

Da bi se zgrada zaštitila od ekstremnog događaja, CFRP se može upotrebiti da bi se povećao kapacitet savijanja zidova ili stubova. Prethodno, Ortonova je izmislila anker koje može biti ugrađen u stub ili spoj kako bi CFRP bio efikasniji. U toku rada na tome, Ortonova je otkrila da ankeri omogućavaju CFRP-u da dostigne svoju punu zateznu snagu što se pokazalo kao bolje od odvajanja od betona sa samo polovinom njegove snage.

CFRP se može koristiti kako bi se čitav jedan zid zaštitio od eksplozije. Da bi proučila efikasnost različitih načina primene CFRP-a, Ortonova je radila sa sa Inženjerskim centrom za istraživanje i razvoj vojske SAD-a (U.S. Army Engineer Research and Development Center - ERDC), kako bi aktivirala eksplozive u blizini betonskih ploča ojačanim CFRP-om. Otkrila je da CFRP, kada je u slojevima i ukotvljen, obezbeđuje značajan stepen zaštite. Međutim, ona kaže da bi primena dodatne zaštite na betonskoj ploči, kao što je čelični lim, povećala jačinu ploče.

Ortonova kaže da visoke cene od oko 330$/m² sprečavaju da CFRP počne da se naširoko primenjuje u oblastima koje nisu podložne zemljotresu.

„Ovo je stvarno koristan materijal“, kaže Ortonova. „Još uvek sam fascinirana jačinom ovog materijala i mogućnostima njegove primene. Ojačavanje zgrada sa CFRP-om pomoći će u zaštiti ljudi od napada i mogućeg urušavanja zgrade.“

Istraživanje Use of Carbon Fiber Anchors to Improve Performance of CFRP Strengthened Concrete Structures Subjected to Blast and Impact Loads, biće objavljeno u specijalnom izdanju Američkog instituta za beton (American Concrete Institute).