CABKOMA - Vật liệu cứu cánh cho nhiều công trình tại khu vực động đất

19-08-2019
CABKOMA - Vật liệu cứu cánh cho nhiều công trình tại khu vực động đất
Hầu hết các tòa nhà không sụp đổ bởi sự rung lắc dữ dội của mặt đất dưới chân chúng mà là do sự dịch chuyển mặt đất truyền các sóng sung kích qua các phần còn lại của cấu trúc và khiến tòa nhà rung lắc qua lại. Các tần số này cộng hưởng với tần số tự nhiên của tòa nhà, khuếch đại thêm sự rung lắc cho đến khi lực căng quá lớn khiến tòa nhà sụp đổ. Hiện nay phương pháp gia cố phổ biến là lắp đặt các bộ cách ly địa chấn dưới phần móng nhà để xóa bỏ sự cộng hưởng bằng cách để cho hệ thống dao động lệch pha với tần số tự nhiên của công trình (tuy nhiên, các tòa nhà phải được xây dựng trên thiết bị, vì nó sẽ trở thành một phần móng của tòa nhà; những tòa nhà đã xây dựng từ trước không thể lắp đặt bổ sung thiết bị này). Đối với những tòa nhà đã xây dựng từ trước, theo phương pháp truyền thống, để gia cố thì vật liệu được sử dụng thường rất cồng kềnh, nặng nề và không thẩm mỹ.
Vào tháng 11, năm 2011 nước Nhật Bản đã bị một trận động đất mạnh 9 độ richter, khiến hơn 15.000 người thiệt mạng và làm hư hại hơn 125.000 tòa nhà. Những thiên tai tương tự như vậy xảy ra ngày càng nhiều, gây thiệt hại ngày càng lớn khiến nhu cầu tìm kiếm, cải tiến các vật liệu xây dựng để chống chọi với những thảm họa trở nên cấp bách. Komatsu Seiren - một công ty tại Nhật Bản - đã cho ra đời vật liệu mà họ tin rằng có thể giải quyết được vấn đề gia cố cho các tòa nhà - thanh sợi CABKOMA và vượt trội hơn so với vật liệu truyền thống.
CABKOMA là gì?
Thanh sợi CABKOMA để gia cố các công trình chống lại động đất là hỗn hợp sợi carbon nhiệt dẻo, sử dụng sợi carbon, lớp ngoài bao phủ bởi sợi tổng hợp và sợi vô cơ, kết thúc bằng cách ngâm tẩm với nhựa nhiệt dẻo. Một thanh sợi CABKOMA tạo thành từ 1 tổ hợp 7 thanh sợi nhỏ màu trắng bện lại với nhau.
Ảnh 1: Mặt cắt ngang thanh sợi (komatsumatere.co.jp)
Tính chất cơ học
Độ bền kéo của thanh có đường kính 5,83mm là 1,43 kN / mm2 (207.350 psi). Các thanh này có đường kính và trọng lượng nhỏ hơn đáng kể so với dây thép mà vẫn có sức mạnh tương đương.
Ảnh 2: Một cuộn dây dài 160 mét chỉ nặng 12 kg, một người đàn ông có thể cầm lên bằng một tay (komatsumatere.co.jp)
Ảnh 2: Thanh sợi CABKOMA và thanh sắt trong ảnh gần như bằng nhau về sức mạnh trong khi chỉ nhẹ bằng 1/5.(komatsumatere.co.jp)
Bảng 1: So sánh các tính chất của thanh sợi CABKOMA với dây thép
*Đối với thí nghiệm này, thanh sợi CABKOMA đường kính 9 mm đã được sử dụng. Các giá trị trên là giá trị đo được, không phải là giá trị cam kết.

Ứng dụng của thanh sợi CABKOMA trong việc gia cố công trình
Sử dụng thanh sợi CABKOMA là phương pháp gia cố nhằm hạn chế tác động của động đất tới các công trình được xây dựng từ trước.
Tòa nhà đầu tiên sử dụng vật liệu này để gia cố chính là tòa nhà trụ sở cũ của Komatsu Seiren.
Ảnh 4 (gizmodo.com)
Sử dụng CABKOMA giúp chống rung lắc các tầng trên, hấp thụ các lực ngang bằng cách truyền lực này xuống đất. Trên thực tế, bề ngoài của tòa nhà đã được bọc kín bởi hơn 4000 thanh sợi CABKOMA, trông giống như một lớp vải bọc bên ngoài. Kết quả tạo ra môt mặt tiền thoáng mát, có tính thẩm mỹ cao trong khi vẫn cung cấp khả năng gia cố, bảo vệ tòa nhà an toàn khi có động đất xảy ra.
Ảnh 5 (gizmodo.com)
Ảnh 6 (gizmodo.com)
Ảnh 7 (idsnmow)
Việc sáng tạo ra thanh sợi CABKOMA  không có nghĩa là Nhật Bản sẽ bọc tất cả các tòa nhà lại, hơn nữa nó không khả thi với những thành phố có mật độ tòa nhà dày đặc. Hơn thế nữa, việc tính toán số lượng thanh sợi và lắp đặt chúng vào các công trình vô cùng phức tạp, cần được tính toán tỉ mỉ. Nhưng đây là một giải pháp hiệu quả để bảo vệ những nơi quan trọng như di tích lịch sử, trạm nghiên cứu,... Kuma Kengo, cha đẻ của vật liệu này tin rằng thanh sợi CANKOMA sẽ có tiềm năng tạo ra một cuộc cách mạng lớn trong thế giới vật liệu xây dựng, không chỉ được sử dụng để gia cố công trình mà còn ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác. Chúng ta cùng chờ đợi nhiều công trình được ứng dụng vật liệu này trong tương lai.
Ảnh 8 (komatsumatere.co.jp)
Tổng hợp bởi Nguyễn T. Mai Hồng - Marketing Truyền Thông - Prime Group
BẠN CÓ THỂ THÍCH
Sidebar
ĐĂNG KÝ NGAY

Hỗ trợ từ Prime