Giriş

Yeni bir malzeme türü olarak, FRP sarma, son yıllarda yüksek mukavemet-ağırlık oranı, korozyon direnci ve kolay inşaatı nedeniyle beton yapıların tamiri ve takviyelendirilmesi için yaygın olarak kullanılmıştır. Ortak takviye yöntemi, beton kirişler ve levhaların çekme yüzeyine CFRP sarmasını yapıştırmak veya yapıyı güçlendirmek için beton sütunları sarmak için yapısal yapıştırıcı kullanmaktır. Bununla birlikte, CFRP sarma beton yapılarının yangın direnci çok zayıftır. CFRP sarma ile güçlendirilmiş ve onarılmış beton yapıların ortam sıcaklığı uzun süre 60 C'den daha yüksek olmamalıdır. Bir yandan, karbon lif levhalarını yapıştırmak için kullanılan yapıştırıcıların çoğu epoksidir. Sıcaklık cam geçiş sıcaklığını (Tg) aştığında, yapıştırıcılar parçalanır veya yumuşaklaşır, böylece lifler arasındaki kesme gücünü kaybeder ve liflerin bükülmesini önler. Öte yandan, aerobik koşullarda, sıcaklık 400 C'den daha yüksek olduğunda, CFRP sarması açıkça oksitlenecek ve yanma toksik duman salındıracaktır. CFRP güçlendirilmiş yapının yangın koruma önlemleri olmadan yangın direnci gereksinimlerini neredeyse karşılayamayacağı bulundu. Bu nedenle, CFRP sarma demiyetli beton yapısının yangına dayanıklılığını artırmak için iyi koruyucu önlemler almak çok önemli bir role sahiptir. Yurtdışındaki ve yurtdışındaki araştırmacılar, CFRP demirli beton üyelerinin yangın koruma önlemleri ve yangına dayanıklılık performansının iyileştirilmesi konusunda birçok deneysel araştırma ve teorik analiz yaptılar ve verimli araştırma sonuçları elde ettiler. Yurt içinde ve yurtdışında mevcut araştırma literatürünün analizine dayanarak, CFRP demiyetli beton yapısını araştırma nesnesi olarak alınarak, bu makale esas olarak CFRP sarma demiyetli beton yapısında şu anda kullanılan yangın koruma malzemelerinin karşılaştırmasını açıklar, yangın direncini etkileyen faktörleri sistematik olarak özetler ve incelenecek bazı sorunlara işaret eder.

Mevcut yangın koruma malzemelerinin karşılaştırılması

CFRP sarmasının kendisi yeterli yangın direncine sahip olmadığından ve CFRP sarmasının esasen takviyeleme ve onarım için kullanıldığından, yangına dayanıklı bir malzeme olarak kullanılmadığından, kod, beton yapıyı CFRP sarması ile güçlendirdikten sonra, takviyelendirilmiş ve onarılmış yapının yüzeyinin korunmasını gerektirir. Yangına dayanıklı malzemeler ve tedavi yöntemleri, takviye edildikten sonra binaların gerekli yangın koruma derecelerine ulaşmak için kullanılmalıdır. Güçlendirilmiş yapılar diğer özel ortamlarda olduğunda, etkili koruyucu malzemeler belirli koşullara göre seçilmelidir. Şu anda, CFRP sarma beton yapılarında kullanılan ana yangın koruma malzemeleri şunlardır: kalın yangın geciktirici kaplama, ultra ince yangın geciktirici kaplama, yangın önleme tahtası ve sıradan çimento harcıdır.

 (1) Kalın yangın geciktirici kaplamalar: Kalın yangın geciktirici kaplamaların mekanizması, kaplamalara özgü yüksek verimli yalıtım malzemelerinin iyi termal yalıtımını ve katkı maddelerinin ısı emici etkisini kullanarak, substratın kritik sıcaklığını hafifletmek için substratın yüzeyine yangın ısısını önlemek ve tüketmektir. Kalın yangın geciktirici kaplamalar sadece yangın direncinde açık avantajlara sahip değil, aynı zamanda su dayanıklı, düşük maliyetli ve iyi hava direnci özelliklerine de sahiptir. Yangın direnci testi için 40 mm kalınlığında kaplı yangın geciktirici kaplı koruyucu kiriş kullanıldı. CFRP'nin yüzey sıcaklığı 2 saat yangından sonra yaklaşık 225 C'ydi ve örneğin yangın direnci sınırı 125 dakikaydı, bu da Mimari Tasarımda Yangın Koruma Kodu (GB 16-87) tarafından 2.0 H için gerekli olan birinci sınıfın yangın direnci sınırını aştı. Bu, yöntemin daha iyi yangın önleme etkisine sahip olduğunu göstermektedir. Kalın kaplamalar kaplamaların kalınlığı nedeniyle küçülme ve çatlamaya eğilimlidir, bu nedenle her kaplamanın kalınlığı 10 mm'yi geçmez ve kaplamaların tel örgü ve genişleme cıvataları ile sabitlenmesi gerekir.

 (2) Ultra ince yangın geciktirici kaplamalar: çok sayıda inert gaz, yüksek ateş sıcaklığında termal bozulma yoluyla serbest bırakılır, bu da havadaki yanıcı gazlar ve oksijen konsantrasyonunu azaltır ve yanmayı yavaşlatır veya bastırır. Buna ek olarak, kaplama ateşlendiğinde, genişler ve köpükler oluşturur, substrata ısı transferini etkili bir şekilde önleyebilen hafif gözenekli bir karbonlanmış köpük katmanı oluşturur. Yangın koruması için ultra ince yangın geciktirici kaplamalarla güçlendirilmiş kirişlerin başlangıçta kaplamada daha geniş çatlaklar olduğu deneysel olarak bulundu ve daha sonra köpük kalınlığının artmasıyla kaplamalar arasındaki daha geniş çatlaklar yavaş yavaş dolduruldu. Karşılaştırmaya göre, ultra ince yangın geçirmez kaplamanın yangın direnci kalın yangın geçirmez kaplamadan daha düşüktür. Kaplamalar ve CFRP sarması arasındaki yapışmayı artırmak için, kaplamalar ve CFRP sarması arasındaki tel örgüsüne ek olarak, dışarıda az miktarda kuvars kumu püskürtmeli.

 (3) Yangına dayanıklı tahta: genellikle temel malzeme olarak inorganik malzemeden yapılır ve belirli bir süreçten sonra çeşitli modifiye edilmiş malzemeler eklenir. Bu tür tahta yangında belli bir gücü koruyabilir ve iyi boyut istikrarına ve yangın yalıtımı performansına sahiptir. 40 mm kalınlığındaki kalsiyum silikat yangına dayanıklı levha, IS0834 standart ısıtma eğrisi altında 122 dakika boyunca koruyucu katman olarak kullanıldı ve son sapma 143.6 mm'ydi. İnşaat Bileşenleri için Yangına Dayanıklı Test Yönteminin hükümlerine göre, örneklerin yangına dayanıklılık sınırını belirlemek için kriter, örneklerin çökmesi veya örneklerin maksimum sapmasının test sırasında L / 20'yi aşmasıdır, burada L örneklerin yangın aralığı, birim mm'dir. Kirişin gerçek yangın aralığı 4m ve maksimum sapma sınırı 200mm'dir. Bu nedenle yangın koruma kurulu hala daha iyi yangın koruma etkisi elde edebilir.

 (4) çimento harcı: püskürtülen veya el ile boyalı, çimento harcı takviye bileşenlerinin yüzeyine uygulanacaktır. Çimento harcı yangına dayanıklı bir malzeme değildir. Sıradan çimento harcının düşük yangına dayanıklı sınır koşulları altında beton kirişleri güçlendirmek için yangına dayanıklı bir koruma önlemi olarak da kullanılabileceği önerilmektedir. CFRP sarmasının erken dökülmesinden kaçınmak için, U şeklinde çelik tel örgü çimento harcı ve CFRP sarması arasında ayarlanmalıdır ve genişleme vidaları çelik tel örgüsünü güçlendirmek için her iki taraftaki kirişin üstünde ayarlanmalıdır.

Yangın direncini etkileyen ana faktörler

Mevcut literatüre göre, CFRP sarma beton kirişlerinin yangın direncini etkileyen faktörler şunlardır: beton kapağının kalınlığı, yük oranı, CFRP sarma takviyesi, kaplama kalınlığı, Yükseklik-Yükseklik oranı, yangına dayanıklı malzemelerin termal performansı.