Karbon Fiber Beton Çatlak Onarımı

Kapsamlı ofis binası 1997'de tamamlandı. Ağustos 2006'daki kalite denetimi sırasında, bazı çerçevelerin kiriş uçlarında belirgin eğik çatlaklar olduğu ve potansiyel güvenlik tehlikelerine neden olduğu bulundu. Çatlakların boyutuna ve gelişimine göre, tasarımcı, çerçeve kirişlerinin kayma mukavemetini artırmak için mal sahibinin bu binanın bazı kirişleri için karbon fiber takviye kullanmasını önerdi.

Performans göstergeleri şunlardır: tek elyaf yönü, birim kütle 200g/m2, kalınlık 0.111mm, çekme dayanımı 3550MPa, elastikiyet modülü 2.35×105MPa. Karbon fiber için yapıştırıcının performans göstergeleri şunlardır: çekme dayanımı 30MPa, kesme dayanımı 10MPa, bağlama dayanımı 2.0MPa, uygulanabilir sıcaklık 5~35℃ ve kullanılabilir süre 20~120dk. Kiriş takviye şeması Şekil'de gösterilmiştir. Karbon fiber takviyesinden sonra, kirişin kesme kapasitesi %43~%62 oranında artmaktadır.

Karbon fiber kumaş takviye tasarımının temel rehber fikirleri

(1) Görünümü iyi, çelik çubukların daha az korozyona uğramış ve henüz çatlamamış beton koruyucu tabakası olan, yani hafif korozyona uğramış betonarme yapılardaki bileşenler için, taşıma kapasitesi hesaplanırken çelik çubukların ve betonun öz dayanımı, aralarındaki bağ dayanımı olarak düşünülebilir. Hiçbir şey azaltılmamıştır. Bu nedenle, bu tür bileşenler için, karbon fiber takviyesi kullanılıyorsa, yalnızca önleyici korozyon önleyici takviye, olumsuz ortamlarda bileşenin korozyon direncini artırabilir. Bu tür takviye yapısal takviyedir ve gerekli miktarda karbon fiber bezin hesaplanması gerekli değildir.

(2) Beton koruyucu tabakanın çatladığı ciddi şekilde aşınmış betonarme yapılarda, çelik çubukların korozyonu çelik çubukların enine kesit alanının azalmasına, çelik çubukların mukavemetinin azalmasına ve çelik çubuklar ile beton arasındaki bağın kaybolmasına neden olur. Karbon fiber takviyesi yapılırken, eğilme direncini artırmak için farklı yapısal korozyon derecelerine göre gereken uzunlamasına karbon fiber bez sayısı hesaplanmalıdır. Kesme kapasitesini artırmak için enine karbon fiber bez sayısını hesaplayın. Burada, yapısal takviyenin çelik kaybını telafi etmek için değil, tüm bileşenin mukavemetini geri kazandırmak ve iyileştirmek için olduğunu belirtmek gerekir.

Karbon fiber kumaş dozajı

Eşit kuvvet ilkesine göre karbon fiber kumaşın alanı eşdeğer çelik çubuk alanına dönüştürülebilir, yani:

CFRP kumaşın kesit alanı, CFRP kumaşın izin verilen çekme gerilimi ile çarpılır ve çelik çubuğun çekme dayanımına bölünür.

CFRP kumaşın alanı net alanı olarak alınır, yani hesaplanan karbon fiber kumaş kalınlığı karbon fiberin genişliği ile çarpılır ve daha sonra karbon fiber kumaşın katman sayısı ile çarpılır.

Çapa uzunluğu

CFRP kumaş ile beton arasındaki bağlanma performansı, değişken dağılımdan veya gerilim dağılımından bağımsız olarak, etkili bir ankraj uzunluğuna sahiptir. Gerinim ve çatlak arasındaki mesafenin grafiğinden, değer farkı hariç, eğrinin şeklinin çok benzer olduğu görülebilir; bu, karbon fiber kumaştaki gerinim ve gerilimin istikrarlı bir şekilde geliştiğini gösterir. Aynı zamanda, bağlanma gerinim ve gerilimi esas olarak çatlaktan itibaren 50 mm içinde önemli ölçüde değişir; bu da karbon fiber kumaşın bağlanma ve ankraj uzunluğunun yaklaşık 100 mm olduğunu açıklayabilir.

CFRP'nin ortaya çıkışından bu yana geçen yarım asırda, geleneksel malzemelerin ulaşamadığı fiziksel, mekanik ve kimyasal özelliklere sahip olması, hammadde temininin kolay olması ve fiyatının da giderek geleneksel malzemelere yaklaşması nedeniyle birçok alanda yaygın olarak kullanılmaya başlandı.