Aramidevezels in composietmaterialen

Aramidevezels worden veel gebruikt voor het structureel versterken van metselwerkartefacten; ze zijn duurzaam in de tijd en hebben een uitstekende mechanische sterkte

Aramidevezels in composietmaterialen

Aramide vezels, wat ze zijn

De vezels van Aramide o aramide het zijn polymeervezels met zeer hoge mechanische prestaties verkregen door verwerking van Aromatic Polyamides, een familie van polymere materialen.
De eerste aramidevezels ze werden geproduceerd in 1960 en stonden bekend onder de naam NOMEX, een materiaal met een relatief lage elasticiteitsmodulus, maar met uitstekende mechanische eigenschappen, zelfs bij hoge temperaturen.

Detail van Procotex-aramidevezels


In 1971 ontwikkelden en patenteerden dezelfde onderzoekers die Nomex hadden uitgevonden een gepatenteerd proces om aramidevezels te verkrijgen die worden gekenmerkt door mechanische prestaties veel hoger dan die van de Nomex en vergelijkbaar met die van sommige soorten koolstofvezels.
Het verkregen materiaal werd op de markt gebracht onder de naam Kevlar en vertegenwoordigt bijna alle vezels die tegenwoordig worden gebruikt in de op aramide gebaseerde composieten.
Deze modernere vezels worden gekenmerkt door kristallijne structuur, waaraan zijn opmerkelijke mechanische prestaties zijn gekoppeld. De aramidevezels worden gekenmerkt door een mechanische treksterkte die vergelijkbaar is met die van de meest voorkomende koolstofvezels, maar door een gemiddelde modulus met lagere elasticiteit.
Ze hebben ook een opmerkelijk slagvastheid en om deze reden worden ze ook op andere gebieden dan constructie gebruikt.

Hoe aramidevezels in de bouw te gebruiken

Aramidevezels zijn niet geschikt voor het herstel van structuren van gewapend beton, waar koolstofvezels veel worden gebruikt.
Hun gebruik is meestal aangegeven in de versterking van metselwerkconstructies waarvoor een hoge elasticiteitsmodulus niet noodzakelijk is. Een interessant voorbeeld van het gebruik van aramidevezels bij het restaureren van metselwerkstructuren is dat wat is uitgevoerd bij de interventies om de gewelven van de basiliek van St. Franciscus van Assisi te beveiligen en te herstellen naar aanleiding van de bekende seismische gebeurtenissen.

Versterking van muurstructuren met aramidevezels van FIDIA S.r.l


Een van de bedrijven die deze vezels exploiteert om composietmaterialen te maken is de FIDIA S.r.l. - Technische wereldwijde diensten, gespecialiseerd in de ontwerp van structurele versterkingen van verschillende aard.
Dit bedrijf bevordert het gebruik van FRP (Vezelversterkte polymeren), of materialen samengesteld uit lange vezels met hoge weerstand, gemaakt van glas, aramide en koolstof, bijzonder bestendig bij blootstelling aan tractie.
Deze producten worden geproduceerd door het smeltlasproces, een techniek die voorkomt dat de vezels gaan rafelen en de installatie ter plekke verbetert.
Dit bedrijf biedt ook de mogelijkheid van aangepaste ontwerpversterkingsstof, op basis van de specifieke vereisten van de bestelling, waardoor op maat gemaakte oplossingen en in overeenstemming met projectspecificaties worden gegarandeerd.

Ontwerp structurele versterking met aramidevezelstoffen


Een product van FIDIA S.r.l. zeer gebruikt in de bouw is FIDARAMID UNIDIR 300 HS100, een weefsel bestaande uit unidirectionele heat-sealed aramide vezels, geproduceerd door hoge temperatuur en hoge snelheid extrusie van het polymeer in oplossing, met daaropvolgende snelle koeling (afschrikken) en drogen.
Deze stof is geschikt voor wapeningselementen in gewapend beton, voorgespannen beton en metselwerk; wordt gebruikt voor de bescherming van elementen onderworpen aan gewelddadige effecten zoals gekenmerkt door uitstekende weerstand tegen snijden.
Het aramidestof leent zich bovendien uitstekend voor het realiseren van verbindingen in versterkende interventies. In feite is het ideaal voor:
- versterking van balken en platen voor het buigen of snijden van spanningen;
- interventies de opsluiting van pilaren om de druksterkte te vergroten;
- versterkingen van structuren na toename van de belasting;
- seismische upgrade-interventies;
- interventies in geval van ontwerp- of constructiefouten;
- versterking van gewijzigde structuren als gevolg van nieuwe architecturale of gebruiksvereisten;
- verbindingen.
Het weefsel wordt meestal geproduceerd met afmetingen van ongeveer 100, 200 of 500 mm breedte, terwijl de lengte afhangt van het te versterken element.
Afhankelijk van de behoeften van de bouwplaats, kan deze worden aangepast om de installatietijden te verkorten. Gebruik aramide vezels voor structurele versterking brengt een aantal voordelen met zich mee, omdat deze ze zijn bestand tegen corrosie, dus na verloop van tijd vormen ze een uitstekend versterkingssysteem.
Over het algemeen zijn de aramitische vezels zeer licht, duurzaam in de tijd en aanpasbaar aan complexe vormen. Ook belangrijk is hun esthetische uiterlijk, omdat de versterkende stof gemaakt met aramide niet-invasief is en eenvoudig te installeren is.

Gerecycleerde aramidevezels


Ook in deze sector is een ander bedrijf dat opvalt de Procotex Corporation dat produceert en exporteert gerecycleerde aramidevezels.
Dit bedrijf behandelt voornamelijk het afval van de productievezels die over de hele wereld worden verzameld en vervolgens opnieuw worden gebruikt.
Deze vezels worden gesneden en gerafeld met ultramoderne machines.
Ze worden vervolgens in balen van 300 kg geperst en vervolgens omwikkeld met een film die beschermt tegen UV-stralen. De open aramide vezels worden opnieuw gebruikt in het spinnen of in de niet-geweven productie.



Video: Werken met composietmaterialen, een introductie