Korozlu demirbeton yapılar iki duruma ayrılır, hafif koroze edilmiş yapılar ve ağır koroze edilmiş yapılar. Yapısal takviye sırasında, iki korozyon hasarı durumu için farklı takviye yöntemleri kabul edilir. Hafif koroze edilmiş yapı, beton yapının içindeki çelik çubukların korozyonu ifade eder, ancak beton bileşenin dış beton koruyucu katmanı henüz takviye çatlakları boyunca ortaya çıkmadı ve bileşenin taşıma kapasitesi önemli ölçüde azalmadı. Ağır koroze edilmiş yapı, beton yapının çelik çubukların genişlemesi nedeniyle tendonlar boyunca çatlaklara sahip olması ve betonun bazılarının soyulması anlamına gelir. Bileşenler, normal kullanım sınır durumu ve kodda belirtilen taşıma kapasitesinin sınır durumunun temel gereksinimlerini karşılayamaz.

Ağır koroze edilmiş beton yapılar için korozyon takviye teknolojisi, bağlama çelik takviye teknolojisi ve lif takviyeli kompozit malzeme (FRP) takviye teknolojisini içerir. Fiber güçlendirilmiş kompozit malzemeler (FRP olarak kısaltılmış) esas olarak karbon lif (CFRP), kare lif (AFRP) ve cam lif (GFRP) anlamına gelir. Ülkemde en popüler araştırma uygulaması karbon lif (CFRP) takviyesidir.

Karbon fiber ile takviye edildikten sonra beton yapının hasar tipi

Literatüre göre, karbon fiber kumaşın güçlendirildikten sonra, test, stres başarısızlığının aşağıdaki özelliklere sahip olduğunu buldu.

CFRP takviyesi çok büyük olduğunda. (Örneğin, beş katmanlı karbon lif kumaş olan bir kiriş) ve güvenilir demirleme. Süper takviyeli hasara neden olabilir, yani çekme çelik çubuğu verim vermeden ve karbon lif kırılmadan önce. Sıkıştırma bölgesindeki beton kırılır. Açık kırılgan arıza özellikleri ile. Bu tür bir arıza meydana geldiğinde, CFRP'nin gerilimi son çekme mukavemetinin sadece 1/10'una ulaşır, mukavemeti tam olarak kullanılmaktan uzaktır ve arıza sırasında kırılganlık önemlidir. Kaçınmalıdır. Karbon fiber kumaş miktarını hesaplayarak, yani CFRP takviye miktarını sınırlayarak kontrol edebiliriz.

Kaçınması gereken kırılgan bozukluğun bir başka özelliği, koruyucu tabaka betonun, beton yüzeyine etki veren yapısal yapışkanın oluşturduğu kesme gerilimi olan kesme çekme soyma bozukluğundan geçmesi. Normal stresle birleşik eylem, yatay çatlaklarla oluşturulan ve genişletilen yatay çatlaklara neden olur. Beton koruyucu katmanın soyulmasına neden olur. Karbon lif kumaş ve yapısal yapıştırıcı arasındaki bağlama gücü ve yapısal yapıştırıcı ile beton arasındaki bağlama gücü nedeniyle, betonun (veya yüzeydeki sığ betonun) çekme gücü, macunun kalitesini sağlamak koşulunda betondan (veya yüzeydeki sığ betonun) daha büyük. Bu nedenle, soyma arızasının çoğu bileşen beton koruyucu katmanın alanında meydana gelir. Bu tür çatlakları yapısal önlemler ve karbon fiber kumaş miktarı ile kontrol edebiliriz. Örneğin, ek demirleme boncukları; çapa grubunun uzunluğunu artırmak; inşaat kalitesini sıkıca kontrol edin; bileşenlerin yüzey işlemesini kesinlikle gerçekleştirin. Ayrıca, literatürden bilinir ki, karbon lif kumaş (CFRP) ve beton taban katmanı arasındaki bağlama malzemesinin düşük mukavemeti veya yetersiz demirleme uzunluğu, kumaş malzemesi ve beton yüzeyi arasındaki soyma arızasına da neden olabilir.

Yukarıdaki iki tip soyma başarısızlığının her ikisi de önemli bir kırılganlığa sahiptir ve uygulamada önlenmelidir.

Ağır koroze edilmiş yapılar için karbon fiber kumaş takviyesinin tasarım prensipi

Karbon fiber kumaş takviye tasarımının temel rehberlik fikirleri:

1) İyi görünümlü bileşenler için, daha az çelik korozyonu ve beton koruyucu katmanı henüz çatlamamıştır, yani hafif koroze edilmiş beton yapısı. Taşıma kapasitesini hesaplarken, çelik çubuğun ve betonun gücünün ve aralarındaki bağ gücünün azalmadığını düşünebiliriz. Bu nedenle, bu tür bileşenler için, karbon fiber takviyesi kullanılırsa, olumsuz ortamlarda bileşenin korozyon direncini artırmak için sadece önleyici korozyon karşıtı takviyesi kullanılabilir. Bu tür takviye yapısal takviyedir ve gerekli miktarda karbon fiber kumaş hesaplamak gerekmez.

2) Beton koruyucu katmanının çatladığı ciddi koroze edilmiş beton yapılar için, çelik çubuğun korozyonu çelik çubuğun kesit alanını azaltacak ve çelik çubuğun gücü azalacak ve çelik çubuğun ve beton arasındaki bağın gücü azalacaktır. Karbon fiber takviyesi gerçekleştirilirken, bükme direncini artırmak için gerekli uzunluk karbon fiber kumaş sayısı farklı yapısal korozyon derecesine göre hesaplanmalıdır. Kesme kapasitesini artırmak için ters karbon lif kumaş sayısını hesaplayın. Burada, yapısal takviyelerin çelik kaybını telafi etmek değil, tüm bileşenin mukavemetini geri kazanmak ve iyileştirmek olduğunu belirtmek gerekir.

Korozyonlu bileşenlerin kesme kapasitesi için takviye tasarımı

Çalışmalar, kirişlerin kesme kapasitesini iyileştirmede karbon fiber kumaşının mekanizmasının, çapların mekanizmasına benzediğini kanıtlamıştır. Karbon fiber kumaşın kesme direncinin iyileşmesi aşağıdaki faktörlerle ilişkilidir. Birinci kategori, takviyeli kirişin kendisinin performansı ve orijinal durumudur: yük durumu, destek durumu, kiriş yüksekliği-aralığı oranı, kesme-aralığı oranı, beton mukavemeti, takviyeli oranı, çanak oranı vb. İkinci kategori, takviye malzemelerinin (karbon fiber kumaş ve tutkal dahil) performansıdır: CFRP'nin kalınlığı (katman sayısı), elastik modülü, demirleme uzunluğu, kesme aralığı oranı, tutkal elastik modülü, kesme mukavemeti, kalınlığı, sınır Uzama vb. Yukarıdaki etkileyen faktörler arasında, takviye oranı, CFRP'nin kalınlığı (katman sayısı), kesme aralığı oranı ve yapışkanın kesme mukavemeti, nihai taşıma kapasitesi ve arıza özellikleri üzerinde daha büyük bir etkiye sahiptir.

Genel olarak, karbon fiber kumaş macununun daha fazla katmanı. Güçlendirilmiş kirişin kesme kapasitesi ne kadar artar; aynı miktarda karbon elyaf ile, küçük şerit aralığı ve daha az katmanlı takviye şeması, büyük şerit aralığı ve birçok katmanlı takviye şemasından daha iyidir.

Karbon fiber kumaşla güçlendirilmiş üyeler için iki tür kesme arızası vardır. Biri, kiriş tarafına yapıştırılmış karbon fiber kumaşının çekme arızasıdır; diğeri, karbon lif kumaş ve kiriş tarafındaki beton arasındaki bağlantı soyma arızasıdır.

Karbon fiber kumaş takviye özellikleri

Korozlu yapı mühendisliği için takviye teknolojileri arasında, karbon fiber kumaş takviyesi, bağlı çelik takviye ve elektrokimyasal takviye ile karşılaştırıldığında aşağıdaki özelliklere sahiptir:

1 Elektrokimyasal takviye teknolojisi ile karşılaştırıldığında, karbon fiber kumaş takviyesinin avantajları

1) Korozlu yapıların güçlendirilmesinde, karbon fiber kumaş, yapının şeklini değiştirmeden ve yapının görünümünü etkilemeden yapının gerekli parçalarına yerleştirilebilir ve yapıştırılabilir. Özellikle deniz demirbeton yapıları için, dalga alanındaki kirişlerin, levhaların, kaburgaların ve sütunların alt ve yanları. Katodik koruma sistemi, bileşenin alt, yan ve özel yapısının inşaat tasarımı için zor. Bazen başarmak zor.

2) Elektrokimyasal takviye yönteminde, katodik koruma sistemi orijinal yapının ağırlığını artırmalıdır. Karbon fiber kumaş takviyesi temelde yapının kalıcı yükünü arttırmaz veya çok az arttırır. Karbon fiber kumaş yapıştırıldıktan sonra, m başına ağırlık 1.0kg'dan az ve yapıştırılmış katmanın kalınlığı sadece 1mm'dir. Takviye ve onarımdan sonra mevcut yapının ağırlığı temelde artmaz. Ve büyüklüğü.

3) Elektrokimyasal takviye yöntemi takviye etkisini güvenilir bir şekilde değerlendiremez; karbon fiber kumaş takviyesi, beton yapının hesaplama yöntemine göre hesaplanabilir, böylece takviye etkisi garanti edilebilir ve takviye sonrası yapının hizmet ömrü ve güvenilirliğini hesaplamak mümkündür.

Bağlantılı çelik takviye teknolojisi ile karşılaştırıldığında, karbon fiber kumaş takviyesinin avantajları

1) Bağlama çelik takviye teknolojisinin çalışması karmaşıktır. Karbon fiber kumaş takviye yapısı uygun, verimli ve iyi bir çalışma kabiliyetine sahiptir. Mevcut yapıya az rahatsızlık veren, mevcut yapının bütünlüğünü etkilemeyecek ve inşaat kalitesini garanti etmek kolaydır.

2) Bağlantılı çelik takviye teknolojisi tuzlu toprak ortamında, deniz ortamında ve kimyasal erozyon ortamında kullanılamaz. Bu nedenle, yeraltı yapılar, su kaynağı ve drenaj yapıları, hidrolik yapılar, liman yapıları, kimyasal atölyeler vb. Araştırma, bu tür yapıların pas genişlemesi nedeniyle en ciddi hasarlı yapılar olduğunu gösteriyor.