Dökme malzeme depolama alanında temel altyapı olarak beton siloları, tahıl rezervleri, yapı malzemesi işleme ve madencilik ve metalurji gibi endüstriyel ortamlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Yapısal güvenliği doğrudan tedarik zinciri stabilitesi ve üretim güvenliği ile ilgilidir. Bununla birlikte, uzun süreli hizmet sırasında, dökme malzeme yan basıncı, çevresel erozyon, malzeme yaşlanma ve yük iterasyonu gibi birden fazla faktör nedeniyle, beton siloları çevresel çatlaklar, beton karbonizasyon, çelik takviye korozyonu ve azaltılmış silo duvar yük taşıma kapasitesi gibi yapısal tehlikelere karşı oldukça hassastır. Ciddi durumlarda, bu silo duvar kaçağı ve kısmi çöküş gibi güvenlik kazalarına yol açabilir.

Geleneksel takviye teknikleri genellikle zayıf uyum, büyük kendi kendine ağırlık artışı, uzun inşaat süresi, yüksek bakım maliyeti ve ikincil yapısal hasara duyarlılık gibi darboğazlardan muzdarip çelik levha muhafaza, inşaat demiri takviye ve beton muhafaza güveniyor.

Son yıllardaKarbon fiber takviyeli polimer (cfrp)Kompozit malzemeler, hafif ve yüksek mukavemetli, esnek ve uyarlanabilir, korozyona dayanıklı ve dayanıklı olmanın temel avantajları ve yapımda verimli olması, yavaş yavaş geleneksel malzemelerin yerini aldı ve beton silo takviyesi için yıkıcı bir çözüm haline geldi.

Beton siloların temel başarısızlık zorlukları

Beton silolardaki yapısal arıza, tek bir faktörden kaynaklanmaz, daha çok stres özelliklerinin, çevresel erozyonun ve malzeme yaşlanmasının kombine etkilerinden kaynaklanır. Temel zorluklar üç boyutta yatıyor:

İlk olarak, çevresel gerilme aşırı yüklenmesi. Dökme malzemenin ağırlığı ile üretilen yanal basınç, silo duvarı boyunca sürekli çevresel gerginlik yaratır. Betonun kendisi düşük çekme mukavemetine (basınç dayanımının sadece 1/10 ila 1/15) sahiptir, bu da uzun süreli hizmet boyunca çevresel çatlaklara eğilimli olmasını sağlar. Bu çatlaklar, silo duvarının yük taşıma kapasitesini zayıflatan, malzeme yükleme ve boşaltma alternatif yükleri ile genişlemeye devam ediyor.

İkincisi, yoğunlaştırılmış çevre erozyonu. Tahıl silolarında yüksek nem, çimento silolarında yüksek alkali toz ve kimyasal dökme malzemede asidik/alkali ortam siloları beton karbonasyonunu ve çelik takviye korozyonunu hızlandırır, betonun yüzey sıçramasına, çelik takviye kesitlerinin zayıflamasına ve yapının kırılgan kırılmasına neden olur.

Üçüncü olarak, stres konsantrasyonu tehlikeleri. Stres konsantrasyon katsayısı, silo üst ve duvarın kavşağında, boşaltma limanının etrafında ve silo duvar köşelerinde diğer alanlara göre önemli ölçüde daha yüksektir. Geleneksel takviye malzemelerinin sorunsuz bir şekilde uygulanması, stres kırılmaları ve yapısal hasarı daha da şiddetlendirmesi zordur.

Cfrp betonarme siloları

1. çekirdek teknoloji mekanizması: "pasif onarım" dan "sinerjik geliştirme" ye yükseltme

Cfrp takviyeli beton siloların temel mantığı sadece "çatlak onarımı" değil, aynı zamanda "cfrp-impregnating yapıştırıcı-beton" in üç bir sinerjik stres sistemi oluşturmak için yapısal stres ile malzeme özelliklerinin hassas bir şekilde eşleştirilmesidir. "böylece silo duvarının yük taşıma kapasitesinde temel bir gelişme elde edilir. Çekirdek mekanizması iki açıdan yansıtılır:

İlk olarak, çevresel gerilme sinerjik takviye. Cfrp malzemesinin çekme mukavemeti sıradan q235 çeliğinin 7 ila 10 katına ulaşabilir ve elastik modülü betona (200 ila 240 gpa) yakındır. Cfrp bez/panolar, silo duvarı boyunca çevresel olarak yerleştirildikten sonra, toplu malzemelerin yanal basıncı ile üretilen çevresel çekme kuvvetini doğrudan taşıyabilir, hasarlı çelik çubukların yük taşıma fonksiyonunu değiştirebilir, silo duvar çatlaklarının genişliğini 0.15mm içinde kontrol edebilir (standart limit), Ve kök nedeninden çatlak yayılımını inhibe etmek;

İkincisi, arayüzey yapıştırma sinerjik kuvvet transferi. Özel emprenye edici yapıştırıcı, yüksek mukavemetli bir yapıştırma arayüzü (bağ mukavemeti 2.5 2.5 mpa) oluşturmak için betonun mikro gözeneklerine nüfuz edebilir, cfrp ve betonun eşzamanlı olarak deforme olmasını ve sinerjik olarak yükleri paylaşmasını sağlar, debonding ve hollowing gibi sorunlardan kaçınır ve cfrp'nin yüksek mukavemetli performansını en üst düzeye çıkarır.

2. cfrp takviyesinin dört yenilikçi avantajı (geleneksel çözümlerden ayırt etmek)

• Hafif ve yüksek verimli, sıfır temel yük: cfrp malzeme sadece 1.6 ~ 1.8g/cm³, yaklaşık 1/4 çelik yoğunluğuna sahiptir. Takviye tabakası kalınlığı sadece 1 ~ 3 mm'dir ve birim alan başına ağırlık 0,3 kg/a2'den azdır. Birden fazla katman bağlandıktan sonra, toplam ağırlık artışı orijinal yapının kendi ağırlığının % 5'inde kontrol edilebilir. Silo vakfı'nın ikincil hesaplamaları veya takviyesi gerekli değildir. Eski beton siloları ve yüksek irtifa siloları gibi sınırlı temel taşıma kapasitesine sahip senaryolar için mükemmel bir şekilde uygundur, temel yerleşim risklerinden ve takviye ağırlığının artmasından kaynaklanan yapısal istikrarsızlıktan temel olarak kaçınır.

• Esnek uyarlanabilirlik, dikişsiz takviye: cfrp kumaş, kavisli duvarlar, köşeler ve deşarj portları gibi düzensiz şekillendirilmiş beton siloların alanlarına kesintisiz bağlanmayı sağlayan mükemmel esneklik ve bükülebilirliğe sahiptir ve "boşluksuz kapsama" sağlar. Bu, geleneksel sert malzemelerle (çelik plakalar, beton) ilişkili zayıf yapışma ve stres konsantrasyonunun sorunlarını çözer. Ayrıca, cfrp katman yönü (öncelikle çevresel, ikincil olarak dikey) ve katman sayısı, silo duvarının stres dağılımına göre esnek bir şekilde ayarlanabilir, hassas takviye sağlar ve yapısal tokluğu iyileştirir.

• Korozyon direnci ve dayanıklılık, yaşam döngüsü boyunca maliyet azaltma: cfrp malzemenin kendisi, ek bir korozyon önleyici tedavi gerektirmeyen asitler ve alkaliler, pas, karbonizasyon ve uv radyasyonuna karşı mükemmel dirence sahiptir. Yüksek nem, toz ve asit/alkali koşulları gibi sert ortamlarda 30-50 yıl boyunca istikrarlı bir şekilde hizmet verebilir. Geleneksel çelik levha takviyesi için gerekli olan 5-10 yıllık korozyon önleyici yenileme ile karşılaştırıldığında, cfrp çözümü, uzun vadeli bakım maliyetlerini % 80'den fazla azaltabilir, gerçekten "bir kerelik takviye, uzun vadeli endişesiz," düşük karbonlu işletme ve endüstriyel altyapının bakımı geliştirme eğilimi ile hizalama.

• Üretimde yüksek verim ve minimum bozulma: cfrp takviyesi ağır kaldırma ekipmanı gerektirmez, delme veya kaynak gerektirmez. Sadece silo duvarının taban tabakasına cfrp'yi taşlamak, yapıştırmak ve döşemek gerekir. 3-5 kişilik bir inşaat ekibi, geniş alan operasyonlarını tamamlayabilir ve işgücü maliyetlerini % 60'tan fazla azaltabilir. "Zoned işlemi, kesintisiz takviye" modu, sadece yerel inşaat alanını kapatan ve silonun normal malzeme depolamasını ve boşaltılmasını etkilemeyen kabul edilebilir. Inşaat süresi, üretim kesinti kayıplarını büyük ölçüde azaltan geleneksel çözümlerle karşılaştırıldığında % 70 oranında kısaltılır. Tahıl depolama depoları ve sürekli üretim kimyasal siloları gibi üretim sürekliliği için yüksek gereksinimlere sahip senaryolar için özellikle uygundur.

Karbon fiber takviyeli polimer (cfrp), hafif ve yüksek mukavemetli, esnek ve uyarlanabilir, korozyona dayanıklı ve dayanıklı ve yüksek verimli ve minimal invaziv olmanın temel avantajları ile geleneksel takviye teknolojilerinin sınırlamalarından geçmiştir. Beton siloların takviyesinin "pasif onarım" dan "aktif takviye" ve "standart yapı" dan "kişiselleştirilmiş tasarım" ye yükseltilmesini sağlamıştır. Sadece siloların yapısal gizli tehlikelerini çözmekle kalmaz, aynı zamanda düşük karbonlu, akıllı ve uzun vadeli endüstriyel altyapının geliştirme eğilimi doğrultusunda tüm yaşam döngüsü boyunca işletme ve bakım maliyetini de azaltır.