1 Karbon lif güçlendirme takviye malzemelerinin gereklilik araştırması

1.1 Stratejik ihtiyaçlar

Beton yapılardaki karbon fiber malzemelerinin takviye ve onarım teknolojisi ile ilgili olarak, 1980'lerin başında ABD ve Japonya gibi gelişmiş ülkeler bu alanda deneyler ve araştırmalar yapmaya başladı ve oldukça olgunlardılar. Şu anda, dünyanın karbon lif üretimi çoğunlukla Japonya, Birleşik Krallık, Amerika Birleşik Devletleri, Fransa ve Güney Kore gibi birkaç gelişmiş ülkede yoğunlaşmıştır. Ana ürünleri olarak akrilik lifi olan üç Japon şirketi, dünya üretiminin% 75'inden fazlasını oluşturan yüksek performanslı ham iplik üretiminde bir avantaj oluşturmak için gelişmiş ipleme teknolojilerine güveniyor. 1990'ların sonlarında ülkem karbon fiber takviye teknolojisini incelemeye başladı ve köprü mühendisliği yapılarının takviyesinde popülerleştirilmeye ve uygulanmaya başladı. Bununla birlikte, uluslararası ileri seviyeye kıyasla hala belli bir boşluk var. Genel gelişim seviyesi yaklaşık 20-30 yıl geride. Şu anda ülkemin karbon lifinin %95'i ithalata bağlıdır. Bilimsel ve teknolojik güç, kapsamlı ulusal gücün ana sütunlarından biridir. Tek teknolojik gelişimin üstün yüksekliklerini ele geçirerek girişimi kavrayabiliriz. Ülkem karbon lif endüstrisinin gelişimine büyük önem veriyor. Ulusal "863 Programı" ve ilgili bakanlıklar ve komisyonlar ülkemin karbon lif endüstrisinin gelişimi ve sanayileşme hızı hakkında endişeleniyor ve güçlü destek veriyor.  "On iki beş yıllık" geliştirme planında, ulusal endüstriyel güvenlikle ilgili yüksek teknoloji lif malzemeleri en önemli önceliktir. Karbon fiber ilk olarak listelenmiştir. Ülkemde karbon lifinin gelişimi için benzersiz koşullar yaratan ilgili "973 Programı" da başlatıldı.

1.2 Koruma odaklı bir toplum oluşturma ihtiyacı

 "Otoyol Eski Köprü Muayene, Değerlendirme ve Güçlendirme Teknolojisinin Araştırması, Tanıtımı ve Uygulaması" projesinin değerlendirme ve kabul toplantısında İletişim Bakanlığı liderleri ve katılımcı uzmanlar bu araştırmayı yüksek seviyede konuştular. Araştırma sonuçlarının ülkemin yol ağı optimizasyonu ve tehlikeli köprüler için yeniden inşa planlarının sorunsuz bir şekilde uygulanması için güçlü teknik destek sağladığına, koruma odaklı bir endüstri inşa etmenin bilimsel gelişim kavramını yansıttığına ve düşük karbonlu koruma odaklı bir toplum inşa etmemizi teşvik ettiğine inanıyorlar.

1.3 Bilim ve teknolojinin gelişiminin ihtiyaçları

Köprü restorasyon projeleri kendi özelliklerine sahiptir ve bilimsel araştırma için büyük miktarda bilimsel veri sağlar. Yıllarca sistematik araştırmadan sonra ülkem temelde hizmet içi köprü muayenesi, onarım ve takviye için bir dizi standart özellik oluşturdu ve nispeten eksiksiz bir pratik teknik sistem oluşturdu. Mühendislik malzemelerinin gelişimi ve yeni malzemelerin ortaya çıkması her zaman inşaat mühendisliğinin gelişiminin öncüleri ve itici güçleri olmuştur. Karbon fiber malzemelerinin ortaya çıkması ve inşaat mühendisliğinin takviylenmesi ve takviylenmesinde başarılı kullanımları, inşaat mühendisliği takviyleme teknolojisinin araştırmasını daha yüksek bir seviyeye getirdi.

2 Özellikler

Karbon fiber malzemesi, inşaat mühendisliği alanında en eski, en olgun teknolojiyle ve en büyük miktarda kullanılan yüksek teknoloji malzemesidir. Geleneksel takviye malzemelerine kıyasla çağ yaratan bir takviye malzemesi olarak, birçok değiştirilmez avantaj ve özelliğe sahiptir. Karbon Fiber CF olarak adlandırılan Karbon Fiber, piroliz yoluyla 1000-3000 derece C'lik yüksek sıcaklıkta inert gaz ortamında organik matris liflerinden yapılan% 95'ten fazla karbon içeriğine sahip yeni bir lif malzemesidir. Sadece karbon malzemelerinin doğal özelliklerine sahip değil, aynı zamanda tekstil liflerinin yumuşak işlenebilirliğine de sahiptir. Yüksek mukavemetli lif malzemelerinin yeni nesildir. Yüksek mukavemeti, yüksek modülüsü, düşük yoğunluğu ve düşük doğrusal genişleme katsayısı nedeniyle yeni malzemelerin kralı olarak adlandırılır. Uluslararası olarak “siyah altın” ve “üçüncü nesil malzeme” olarak bilinir. Özel ağırlığı çelikten 1,4'ten azdır ve çekme mukavemeti çelikten 7-9 kat daha yüksektir ve esneklik çekme modülü de çelikten daha yüksektir. ve güçlü asit ve alkali direnci ve korozyon direnci vardır.

ve yurtdışında hızlı bir gelişme döneminde, üretim teknolojisi ve üretim verimliliği önemli ölçüde gelişti ve ürün maliyetleri istikrarlandı ve azaldı. Karbon fiber malzemelerle beton yapıların takviyelendirilmesi için yeni teknolojilerin güçlü gelişimi ile inşaat endüstrisinde yaygın olarak kullanılmıştır.

3 Karbon lif takviyesinin tanımı, ilkesi, özellikleri ve uygulama kapsamı

3.1 Tanım

Karbon fiber güçlendirme, güçlendirilmesi gereken köprü beton üyelerinin yüzeyine karbon fiber malzemeleri yapıştırmak için özel formüle edilmiş yapışkan reçine veya impregnerli reçine kullanımını ifade eder. Reçine sertleştirildikten sonra, yapısal bileşenin bükme ve kesme taşıma kapasitesini artırmak için birlikte çalışan orijinal bileşenle yeni bir kuvvet taşıyan kompozit gövde oluşturur.

3.2 İlke

Bina yapısı takviyesi için kullanılan karbon fiber malzemeler iyi mekanik özelliklere sahiptir. Karbon fiber takviyesi öncelikle karbon fiber kumaşındaki karbon fiber filamentlerinin aynı yönlülüğe sahip olmasını ve birlikte çalışmasını sağlamalıdır. Bu gerekli şart ve güçlendirme anahtarıdır. Epoksi reçine ile son derece yüksek çekme mukavemetine sahip karbon lifi önceden impregner ettikten sonra, karbon lif kumaşının çekme mukavemetini büyük ölçüde geliştiren bir kompozit takviye malzemesi (tek yönlü sürekli lif) olur. Daha sonra, çekme yönünde veya yeni bir kompozit gövde oluşturmak için çatlak yönüne diki olarak güçlendirilecek bileşene yapıştırmak için bir epoksi reçine yapıştırıcısı kullanılır. Macun malzemesi ve orijinal demirbeton, demirlenmiş bileşenin güç performansını iyileştirmek, bileşenin çatlak ve kesme direncini artırmak ve demirleme amacını elde etmek için birlikte çalışır. Bu nedenle, bağlayıcı, karbon lif kumaşın güçlendirilmesinde hayati bir rol oynar.

3.3 Özellikleri Köprünü güçlendirmek için karbon fiber kumaş kompozit malzemeyi yapıştırmak, çelik levha takviyesine kıyasla aşağıdaki avantajlara sahiptir:

3.3.1 Shaanxi için daha uygundur, büyük ölçekli takviye ekipmanları kullanmaya gerek yoktur, yüksek verimliliğe ve hızlı inşaat hızına sahiptir.

3.3.2 beton yapılardaki çatlakları etkili bir şekilde mühürleyebilir, çatlakların görünümünü ve genişlemesini geciktirebilir veya ortadan kaldırabilir ve yapının hizmet ömrünü uzatabilir.

3.3.3 Delik yapmaya gerek yok, orijinal yapıya yeni bir hasar yoktur.

3.3.4 Takviye edildikten sonra, orijinal bölümün boyutu ve şekli değişmez. Saat hafif ve güzel.

3.3.5 Ekonomik ve dayanıklı, iyi takviye etkisi, sonraki bakıma gerek yok.

3.3.6 Karbon fiber malzemelerinin mükemmel yorgunluk direnci nedeniyle, karbon fiber kumaşla takviyeli beton yapıların yorgunluk direnci gelişecektir.

3.3.7 Korozyon önleyici güçlüdür, uygulama geniştir, güçlendirilmiş bileşenlerin korozyon direnci ve dayanıklılığı büyük ölçüde geliştirilir ve çeşitli karmaşık çalışma ortamlarında bileşenlerin güçlendirilmesine uygulanabilir.

3. 3-8 Karbon fiber malzemesinin sertliği, beton yüzeyinin sertliğinden daha düşüktür, bu da takviye bölümündeki su akışı kapasitesini artırabilir.

3.3.9 Takviye üyelerinin geçirmezliğini ve erozyon direncini artırmak.

4 Karbon lif takviyeli malzemelerin sınıflandırılması, karşılaştırılması ve geliştirme durumu

4.1 Sınıflandırma Karbon fiber malzemeleri karbon fiber kumaş ve karbon fiber levha içerir. Karbon lif kumaş, reçine impregnasyonu olmadan sürekli karbon liflerin bir veya daha fazla yönde düzenlendiği kumaş benzeri bir üründür. Karbon lif levhası, sürekli karbon liflerinin bir veya daha fazla yönde düzenlendiği ve reçine ile impregnelendirildiği ve sertleştirildiği plaka şeklinde bir üründür.

4.2 Karbon fiber takviyeli malzemelerin karşılaştırılması

4.2.1 İnşaat açısından, karbon fiber kumaşa kıyasla, karbon fiber levha aşağıdaki avantajlara sahiptir:

 (1) İnşaat uygundur ve inşaat kalitesini garanti etmek daha kolaydır.

 (2) Bacaklar yüksektir, 1.2mm kalınlığındaki bir tabaka, 10 katman karbon fiber kumaşa eşdeğer.

 (3) Karbon fiber tahtası, karbon fiberin fonksiyonuna daha elverişli olan karbon fiber kumaştan daha kolay lifi düz tutmaktadır.

 (4) Karbon fiber tahtası önceden gerginli takviye için daha uygundur ve karbon fiberin yüksek mukavemetine tam oyun verebilir.

(5) Fiber kumaşla karşılaştırıldığında, kırık boyut levhası tuğla-beton yapının duvar takviyesi için daha uygundur.

4.2.2 Karbon fiber kumaşla karşılaştırıldığında, karbon fiber tahtası aşağıdaki dezavantajlara sahiptir:

 (1) Lif kumaşının daha geniş bir uygulama aralığı vardır ve çeşitli şekillerde yapıları (dairesel veya karmaşık eğri yüzeyler) güçlendirmek için keyfi olarak kesilebilir.

 (2) Karbon fiber tahtanın uygulanmasını sınırlayan pahalıdır.

5 Sonuç yorumlar

Karbon fiber güçlendirme malzemeleri birçok benzersiz özellik ve avantajlara sahiptir ve üretilen kapsamlı ekonomik ve sosyal faydalar iyidir, geniş uygulama beklentilerine sahiptir ve köprü onarım projelerinde güçlü bir teşvike layıktır.