Tapety sejsmiczne pomagają podczas trzęsienia ziemi

Trzęsienie ziemi na Haiti, styczeń 2010. Takim zniszczeniom można by zapobiegać, przynajmniej częściowo, za pomocą tapet sejsmicznych.
Fot. Marco Dormino/ The United Nations

Materiał z włókna szklanego przytwierdzony do ścian specjalnym klejem może zapobiec 60-70 proc. zniszczeń budynków podczas trzęsienia ziemi.

Badania prowadzone po trzęsieniach ziemi Haiti, Chile, Chin, Nowej Zelandii czy Japonii wykazały, że skala zniszczeń zależy przede wszystkim od czasu, przez jaki energia z wnętrza Ziemi działa na powierzchnię, w mniejszym zaś stopniu od intensywności zjawiska w skali Richtera. Zdaniem prof. Lothara Stempniewskiego z Karlsruhe Institute for Technology (KIT) nawet mniejsze trzęsienia mogą wywołać dramatyczne skutki, powodując zawalenie się murowanych budynków.

Podczas badań w laboratorium naukowcy z KIT stwierdzili, że w dotkniętych wstrząsami budynkach pęknięcia pojawiają się najpierw w okolicach ram drzwi i okien oraz w zaprawie pomiędzy cegłami. Stąd zrodził się pomysł pokrycia ścian warstwą tkaniny z włókna szklanego, zwiększającej stabilność murów. Taką tapetę opracował niemiecki producent tkanin technicznych KAST.

Jednak to nie rozwiązało do końca problemu, bo zwykły klej do tapet nie jest w stanie efektywnie związać murów z tkaniną sejsmiczną i przenieść na nią obciążeń ze ścian. Pod wpływem wstrząsów tapety po prostu odrywają się od ścian, często wraz z tynkiem. To sprawia, że istniejące na rynku inne sejsmiczne tapety z włókna węglowego działają tylko po zerwaniu tynku. Ponieważ jednak jest to kosztowne rozwiązanie, naukowcy dążyli do tego, by stworzyć klej, który można położyć na tynk.

Idąc tym tropem, zespół badaczy z Bayer Material Science opracował elastyczny klej do tapet sejsmicznych bazujący na tworzywie poliuretanowym o nazwie Dispercoll. Wykorzystuje się go również do produkcji sejsmicznych tapet z włókna szklanego, co zapewnia im dużą wytrzymałość na rozdarcie. To rozwiązanie rozprasza energię naprężeń sejsmicznych na całą powierzchnię ściany, która, absorbując ją, odciąża punkty najbardziej narażone, czyli ościeżnice i okna poddane naciskowi. Nawet jeśli dochodzi do podłużnych pęknięć ściany, tkanina z włókna szklanego i klej pozwalają utrzymać konstrukcję w całości. Dzięki temu są w stanie zapobiec zawaleniu się budynku lub przynajmniej opóźnić je, dzięki czemu mieszkańcy zyskują czas na ucieczkę.

Testy laboratoryjne z użyciem prasy hydraulicznej i wibrującego metalowego stołu wykazały, że nawet pod wpływem silnych wstrząsów i nacisku tapeta sejsmiczna z elastycznym klejem utrzymuje ściany w całości. Naukowcy szacują, że to rozwiązanie może zapobiec 60-70 proc. zniszczeń budynków podczas trzęsienia ziemi.

– Te wyniki zaskoczyły nawet nas. Ściany wzmocnione w ten sposób były niemalże niemożliwe do zniszczenia – mówi prof. Stempniewski.

Tekst jest elementem współpracy z firmą Bayer. Partner nie miał wpływu na treść ani opinie, które wyrażamy.