Karbon fiber kumaş takviyesi ve bağlı çelik takviyesi birçok benzerliğe sahiptir, bu yüzden pratik uygulamalarda değiştirilebilir mi?

01

Karbon kumaşını yapıştırmak ve çelik yapıştırmak arasındaki benzerlikler

Uygulama kapsamından, karbon kumaş ve bağlı çelik de bükme üyeleri, büyük eksantrik sıkıştırma üyeleri ve gerilim üyeleri için kullanılabilir. Örneğin, kirişin altına karbon kumaş veya çelik levha yapıştırmak, yapının taşıma kapasitesini artırabilir ve takviye amacını elde edebilir. Buna ek olarak, prensip olarak, hem karbon kumaş hem de yapıştırılmış çelik, karbon kumaş veya çelik levha beton temel malzemeye yapıştırmak için yapısal yapıştırıcı kullanır, böylece takviye malzemesi ve temel malzemesi bir bütün oluşturur ve kuvveti birlikte taşır.

İnşaat sürecinden, karbon kumaş da bağlanmış çelikle çok benzer. Her iki yöntem de yapısal yapıştırıcıdan büyük ölçüde etkilenir. Yapısal yapışkanın kalitesi niteliksiz ise, takviye malzemesi temel malzemeden soyulur ve potansiyel güvenlik tehlikelerine veya hatta kazalara neden olur. Aynı zamanda, her iki yöntem de takviylemeden önce boşaltılmalıdır. Boşaltma gerçekleştirilmezse veya boşaltma tamamlanmazsa, ikincil kuvvet oluşturulacak ve sonuç olarak takviye malzemesinin gecikmesine neden olur. Ayrıca, yüzey işleme ve inşaat sıcaklığı da dahil olmak üzere yüksek derecede bir örtüşüm var.

Aslında, karbon fiber kumaşının ve çelik levhanın yapısal takviylemedeki rolü, demirbeton yapılardaki takviye oranının artmasına eşdeğer olabilir. Bu nedenle, belli bir dereceye kadar, karbon fiber kumaş takviyesi ve bağlı çelik takviyesi birbirleriyle değiştirilebilir. Özelliklerde gerekli tasarım değerine göre basit bir karşılaştırma yapabiliriz. Özelliklerdeki önemli bileşenler için, yüksek mukavemetli sınıf I karbon kumaşının mukavemet tasarım değeri 1600MPa ve Q235 çelik levhanın tasarım mukavemeti 215MPa'dır. Yani, aynı malzeme genişliği durumunda, genellikle 1 mm kalınlığındaki karbon lif kumaşının takviye etkisinin 8 mm kalınlığındaki çelik levhanın etkisine benzer olduğunu düşünebilir.

02

Karbon kumaşının avantajları

Karbon fiber kumaşın çekme mukavemetinin tasarım değeri 2000MPa olarak alınırsa ve çelik (Q235) çekme mukavemetinin tasarım değeri 200MPa olarak alınırsa, 0,1 mm kalınlığındaki karbon fiber kumaş, 1 mm kalınlığındaki çelik plakaya eşdeğer olabilir.

Buna ek olarak, karbon fiber hafif ve incedir, büyük inşaat makineleri gerektirmez ve taşınması, depolanması ve inşa edilmesi kolaydır. Aynı iş miktarı için, karbon lifi yapıştırmak için inşaat süresi, yapıştırma çeliğinin yaklaşık% 40'ıdır. Çelikle karşılaştırıldığında, karbon lif inert bir malzemedir, koroze etmez, zararlı ortamlar tarafından kolayca koroze edilmez ve sert ortamlarda iyi dayanıklılığa sahiptir.

Karbon lif ayrıca iyi esnekliğe sahiptir ve bileşenleri karmaşık şekillerle sarabilir. Çok pürüzsüz olmayan çelik çubukların temel etkili yapışma oranı da% 100'e ulaşabilir. Genel olarak, yapışkan çelik levhaların etkili yapışkan yüzeyi yaklaşık% 70-80'e ulaşabilir.

03

Yapışkan çelik avantajları

Sadece yukarıdaki sonuçlara dayanarak, karbon kumaşının takviye etkisinin bağlı çelikten çok daha yüksek olduğuna inanılır, bu da büyük bir hatadır. Farklı dayanıklılık sınıflarına sahip karbon lif kumaşının kalınlığı da farklıdır ve takviylemede kullanılan I sınıf 300g karbon kumaşının kalınlığı sadece 0,167mm'dir. Karbon fiber kumaş takviyesinde birden fazla takviye katmanı olsa da, en fazla dört katmanı aşmasına izin verilmez. Ve takviye etkisi ikinci katmadan azalacak ve 5mm kalınlığındaki çelik levhanın takviye etkisine kıyasla hala bir boşluk var.

Karbon lif ve çelik elastik modülü temelde aynıdır. Bununla birlikte, karbon lifin çekme mukavemeti çeliğin yaklaşık 10 katıdır, bu nedenle takviye malzemesinin mukavemetini tam olarak oynamak için karbon lifin bağlanması takviye üyesinin daha büyük bir deformasyonu gerektirir. Yani, küçük deformasyon durumunda, bağlı karbon lif takviyesinin gerilim histerezi önemlidir, bu yüzden bileşenlerin taşıma kapasitesi çok farklıysa, bağlı çelik takviye tercih edilmelidir.

Karbon lif ve çeliğin elastik modülleri temelde aynıdır, aynı güç değerine ulaşır ve çelik bölümü çok daha büyük, bu nedenle çelik takviye bağlayarak bileşenin sertliğinin artması karbon lif takviyesinden daha büyük. Yani, aynı bükme direnci eklenirse, bağlı çelik takviyelerin sapma değişimi karbon fiber takviyelerinden daha küçüktür.

Çelik levha demir çubuklarıyla kaynaklanabilir veya demir çubukları kurmak için delnebilir, bu nedenle bağlı çelik takviylemenin demirleme yöntemi bağlı karbon fiberden daha esnektir.

Yukarıdaki karşılaştırma ideal bir bakış açısından yapılmıştır. Bunu gerçekten değiştirmek istiyorsanız, ayrıntılı hesaplama ve doğrulama yapmanız gerekir. Karbon kumaş ve bağlantılı çelik değiştirirken hala dikkate alınacak birçok şey var. İkisinin elastik modülü benzer, ancak çekme dayanımı nispeten yüksektir. Bu nedenle, karbon lifin gücünü tam olarak oynamak için, orijinal yapının büyük deformasyon üretebilmesi gerekir. Bu nedenle, orijinal yapının boşaltılması açık olmadığında veya yapısal deformasyon küçük olduğunda, bağlı çelik takviye açıkça karbon lif takviyesinden daha iyidir.

Karbon kumaş ve yapışkanlı çelik aynı çevre için uygun değildir. Yüksek mukavemetin yanı sıra, karbon fiber kumaş da avantajlarından biridir. Malzemenin kendisi açısından, karbon fiber kumaş paslanmayacak ve uzun süredir sert ortamlarda olan beton yapılar için daha iyi bir seçim olacaktır. Ayrıca, aynı ölçekteki bir takviye projesi için, bağlama çelik yapısının maliyeti, dikkat gerektiren karbon kumaş takviyesinin 2-3 katına ulaşabilir.

04

Özetle

Takviye projesinde, sorunu tamamen çözmek için sadece bir takviye yöntemi kullanılır, çok az. Başka bir deyişle, herhangi bir takviye yönteminin kendi sınırları olacaktır. Her takviye yönteminin avantajlarını ustalaştırmamız ve her takviye yönteminin avantajlarını tam olarak oynamamız gerekir.