I. Genel bakış

21. yüzyıla girerken, dünya çapında inşaat endüstrisinin karşılaştığı en büyük zorluk, inşaat mühendisliği yapısal altyapısının yaşlanmasıdır.

Bu ikilemin ana nedenleri şunlardır:

 (1) Çok sayıda köprü ve bina orijinal tasarımın hizmet ömrüne ulaştı;

 (2) Zamanla yıkım ve çevrenin bozulması hızlanmaya devam ediyor;

 (3) Orijinal tesis tasarımı ve hammadde seçimi, orijinal tesis performansının zayıf olmasına neden olan zamanın teknik koşullarıyla sınırlıdır;

 (4) Sel, yangın, deprem ve diğer felaketler durumunda yapı ve bileşenler yıkıcı olmayan iç yaralanmalara maruz kalır veya takviyelerin takviyesi oksitlenir ve bileşenlerin gücü azalır;

 (5) İnsan faktörleri nedeniyle, beton yapı inşaat kodunun gereksinimlerini karşılayamaz;

 (6) Uzun süredir kullanılan beton yapıda resmi test, gerekli günlük bakım ve bakım yoktur, bu da potansiyel tehlikeye yol açar.

Ülkemin binalarındaki sorunlar esas olarak aşağıdaki yönlerde ortaya çıkmaktadır:

1) Birçok tehlikeli bina var. 1980 tarihli istatistiklere göre, ülkemdeki 200'den fazla şehirde yaklaşık 30 milyon metrekare tehlikeli konut var ve toplam konut alanının% 0,7'sini oluşturuyor. Bunların arasında Şanghay 540.000 metrekare bulunmaktadır. Chongqing 90.000 metrekare, Pekin ise 2 milyon metrekare. Endüstriyel binalarda, yıkılmış binalar 3 milyon metrekaredir ve endüstriyel binaların% 3'ünü oluşturur. 1983 yılında kilit demir ve çelik işletmelerinin bir araştırmasına göre, hala 3 ila 3,5 milyon metrekare Sınıf III binaları var, bu da dahil olmak üzere 3-145 bin metrekare tehlikeli binalar.

 (2) Birçok çökme kazası var. Geriye baktığımızda, birçok çöküş kazası olduğu üç kez oldu. İlk kez 1958'de "İleriye Büyük Sıçrama" sırasında, ikincisi on yıllık kargaşa sırasında ve üçüncüsü 1980'lerin başlarında oldu.

Köprülere gelince, 1998 itibariyle ülke çapında 3053 geçici köprü ve 4105 tehlikeli köprü de dahil olmak üzere 210.822 otoyol köprüsü vardı. Ulusal ve il yollarındaki geçici ve tehlikeli köprülerin sayısı sırasıyla 405 ve 1253'e ulaştı ve geçici ve tehlikeli köprülerin toplam sayısının% 13'ünü ve% 31'ünü oluşturdu.

İkincisi, beton yapı takviye teknolojisinin mevcut durumu ve beklentileri

Yeni yüzyılda inşaat mühendisliği binalarının tasarımında, beton yapılar hala ana temel olacaktır. Çelik-beton beton ve çelik boru beton yapılar ve cam perde duvar yapıları da dahil olmak üzere çelik yapılar olmasına rağmen, her yerde yüksek katlı binalarda ve büyük genişlik binalarında da yeni gelişmeler olacaktır. Yeni yüzyılda beton yapıların gelişimi büyük ölçüde yeni malzemelerin geliştirilmesine ve uygulanmasına bağlıdır.

Bu nedenle, malzemeler için yeni gereksinimler ortaya çıkarılır ve yeni zorluklar ortaya çıkarılır. Özetle, aşağıdaki dört yön var:

 (1) Sadece yeni dökülmüş betonun yüksek mukavemetini değil, aynı zamanda yüksek performansı da gerektirir: betonun esnekliği, iyi işlenebilirlik ve kullanım dayanıklılığı.

 (2) Beton yapıdaki orta düşük mukavemetli çelik çubuğun yüksek mukavemetli çelik tel ve çelik tahıl hattının yerini almak için bir tür korozyon önleyici takviye malzemesi bulmak gerekir.

 (3) Mevcut beton yapıların takviyelendirilmesi ve onarımı için, beton yapının taşıma kapasitesini inşa etmek ve geliştirmek uygundur.

 (4) Çevre koruması ve sürdürülebilir kalkınmadan başlayarak atık betonun geri kazanılabilmesi ve geri dönüştürülebilmesi gerekmektedir.

3. Mevcut takviye yöntemleri

 (1) Genişletilmiş bölüm takviye yöntemi: Genişletilmiş bölüm takviye yöntemi, üyesinin bölüm boyutunu artırmak için demirlenmiş çelik çubuklar ekleyerek ve dışarıya beton yeniden dökümleyerek orijinal üyesin yük taşıma kapasitesini artırmaktır. Avantajı, aynı anda bileşenin sertliğini, taşıma kapasitesini ve deformasyon kapasitesini artırabilmesidir. Bazı durumlarda, bağlantının güvenilirliği de arttırılabilir.

 (2) Çelik güçlendirme yönteminin dış kaynaklanması: Çelik güçlendirme yönteminin dış kaynaklanması, kiriş çimento, epoksi reçine kimyasal bağlama veya kaynak kullanarak kiriş sütunu dış kaynak çeliğini güçlendirmektir. Bu yöntem esas olarak orijinal bileşenleri sınırlayarak taşıma kapasitesini ve deforme edilebilirliğini geliştirir.

 (3) Ön gerilmiş takviye: Ön gerilmiş takviye yöntemi, yükün bir kısmını kirişler, çatı kurulları ve sütunlarda taşımak için önceden gerilmiş çelik çubuklar aracılığıyla üyelere önceden gerilme uygulamaktır ve böylece üyelerin taşıma kapasitesini artırır.

 (4) Çelik bağlı takviye: Çelik bağlı takviye, yapısal taşıma kapasitesini ve deformasyon kapasitesini artırmak için bir takviye yöntemi olan beton üyelerin yüzeyine çelik levhaları bağlamak için özel bir yapısal yapıştırıcı kullanımıdır. Avantajları basit ve hızlıdır ve inşaat sırasında yaşam faaliyetleri ve sakinlerin yaşamları üzerinde az etkiye sahiptir.

 (5) FRP takviyesi: FRP takviyesi kompozit bir malzemedir. FRP, demirbeton kirişinin bükme ve kesme taşıma kapasitesini artırmak ve kiriş deformasyonu performansını artırmak için kirişin altına ve kenarlarına yapıştırılabilir.

4. Karbon fiber beton yapıların teknik özellikleri ve ekonomik analizi

4.1. Malzeme teknik özellikleri

 (1) Performans, takviyelendirme liflerinin yönüne ilişkilidir

 (2) Laminat performansı özelleştirilebilir

 (3) Mükemmel yorgunluk performansı

4.2. Malzeme fiyat analizi

Karbon fiber kumaş beton yapı teknolojisinde kullanılan malzemeler esas olarak karbon fiber kumaş ve yapıştırma malzemeleridir. Mevcut araştırma ve uygulama eğilimleri, teknolojinin ilerlemesi ve karbon fiber malzemelerinin milliselleştirilmesi ile, önümüzdeki birkaç yılda karbon fiber kumaş takviyeli yapısal teknolojinin malzeme maliyetinin büyük ölçüde azalacağını tahmin edebilir.

4.3. Orijinal takviye yöntemiyle karşılaştırıldığında, karbon fiber takviye teknolojisinin teknik avantajları

 (1) Kolay kurulum

 (2) Korozyon direnci

 (3) Kısa inşaat süresi

 (4) Bakım gerekmez

 (5) Hafif ağırlık, orijinal yapıya etki yoktur

 (6) Düşük maliyet, diğer yöntemlere kıyasla maliyet etkili