Aşırı yüklü hizmet ve sismik etkiler gibi faktörler nedeniyle, birçok binada beton sütunların fonksiyonları güvenli kullanım gereksinimlerini karşılamıyor. Sütunlar önemli yapısal üyelerdir. Beton sütunların etkili takviyesi çok önemlidir. Zamanında güçlendirilmezse, yapının güvenliğini etkileyebilir ve hatta yapının çökmesine neden olabilir. Bu nedenle, zamanında ekonomik, güvenilir ve basit bir yöntem seçmek çok gereklidir.

Beton sütunların güçlendirilmesi için geleneksel yöntemler

Beton sütunların takviye yöntemlerinde, dış çelik levha yöntemi ve genişletilmiş bölüm yöntemi gibi birkaç yöntem genellikle kullanılır.

Çelik levha yönteminin dış kaynak sağlama özel uygulama sürecinde, çelik yapının yüzeyine yapışmak zor, korozyona dayanıklı değildir ve sık sık karşılaştığımız bir sorun olan düzenli paslanmaz olmalıdır.

Genişletilmiş bölüm yöntemi, esasen içine makul miktarda çelik çubuk düzenlerken bölümü genişletmek ve kalınlaştırmaktır. Bu yöntem etkilidir ancak yapının hacmini ve ağırlığını artırır. Aynı zamanda, sayısız inşaat prosedürü ve uzun inşaat süresi nedeniyle birçok rahatsızlık var.

Bu nedenle geleneksel takviyelerin birçok sınırlaması vardır. Basit, ekonomik ve dayanıklı bir takviye teknolojisi seçmek için karbon fiber malzeme takviye teknolojisi ortaya çıktı. Bağlantılı çelik takviye ile karşılaştırıldığında, temel takviye ilkesi bağlantılı çelik takviye ile aynıdır, ancak uygulama aralığı daha geniştir.

Karbon fiber beton sütun takviye yöntemi

Karbon fiber beton sütunu, epoksi reçine ile impregnasyonla oluşturulan ve yapısal yüzeye epoksi reçine ile yapıştırılan bir karbon fiber kompozit levhasıdır. Epoksi reçine sertleştirildikten sonra, yapı ile yeni bir eklem gövdesi oluşturulur ve karbon lif levha ve çelik çubuk birlikte streslenir. Karbon fiber levhaları yükü paylaştığı için çelik çubukların gerilimi azalır ve yapıdaki beton ve çelik çubuklar etkili bir şekilde korunur. Tamir ve takviye malzemeleri esas olarak karbon lif ve yapıştırıcı içerir. Takviye ve onarım etkisi doğrudan bu iki malzemenin özelliklerinden etkilenir.

Karbon fiber takviye teknolojisinin avantajları

 (1) Kolay ve hızlı inşaat

Beton sütunlarını karbon fiber levhalarla güçlendirmek için sadece betonun yüzeyini parlatmak, belirli bir epoksi reçine boyamak, ardından karbon fiber levhaları yapıştırmak ve son olarak doğal sertleşme ve sertleşme için bir epoksi reçine katmanı uygulamak gerekir.

 (2) Temel olarak yapısal ağırlıkta artış yok

Karbon fiber levhanın ağırlığı hafiftir ve epoksi reçinenin ağırlığı hala çok hafiftir, bu da yapının ağırlığı üzerinde az etkiye sahiptir ve karbon fiber levhanın ağırlığının yapı üzerindeki olumsuz etkisi göz ardı edilebilir.

 (3) Çeşitli yapısal şekillerin takviyesine uyum sağlayabilir

Karbon lif levhaları çeşitli istenen şekillere kesilebilir ve yapısal şekille sınırlı olmayan çok ince bir kalınlığa sahiptir. Örneğin, eğri kirişler ve değişken kesit kirişleri kolayca yapıştırılabilir.

 (4) Betonun çatlaklarını etkili bir şekilde kapatabilir

Karbon fiber levha, beton çatlaklarını etkili bir şekilde mühürleyebilen beton yüzeyine yapıştırılır. Aynı zamanda, karbon fiber levhanın yüksek mukavemet ve yüksek modül özellikleri de beton yapı çatlaklarının oluşturulmasını ve genişlemesini kısıtlar ve böylece beton üyesinin sertliğini etkili bir şekilde iyileştirir.

Karbon fiber güçlendirilmiş sütunun kesimli performansı

 (1) Karbon lif beton sütununun kesitinin etkisi ve tedavisi

Beton kare sütunla karşılaştırıldığında, beton sütunun taşıma kapasitesi beton kare sütunundan daha yüksektir. Karbon fiber beton sütununun etkisinin beton sütun bölümünün şeklinin etkisini tam olarak göz önünde bulundurması gerektiği görülebilir.  

 (2) Karbon fiber beton sütunlarının sıkıştırma performansı

Eksenli kuvvetin etkisi altında, beton çatlakları ve betonun çevresel bölümü artar, bu da çevresel liflerin gerginini teşvik eder, çevresel çekme gerilimi oluşturur ve betonu çevresel bir sıkıştırma durumunda hale getirir. Böylece, beton sütunun basınç mukavemeti geliştirilir ve üyesinin esnekliği büyük ölçüde geliştirilir. Beton sütunun karbon lif malzemesi ile takviyelendirilmesinin eksenli taşıma kapasitesini etkili bir şekilde geliştirebileceği görülebilir. Karbon fiber kumaş çevresindeki beton sütunları güçlendirmek için kullanıldığında, karbon fiber kumaşın kullanım verimliliği en yüksektir.

 (3) Karbon lif beton sütunlarının normal bölümünün taşıma kapasitesi performansı

Karbon fiber kumaş, takviye için sütunun ekseni boyunca yapıştırıldıktan sonra, sütunun esneme taşıma kapasitesini etkili bir şekilde geliştirebilir ve çatlakların gelişimini önleyebilir. Etki, lif kumaş katmanlarının sayısıyla ilişkilidir. Karbon fiber kumaş katmanları sayısı arttığında, takviye etkisi önemli ölçüde artar. Ancak sayı belli bir dereceye kadar arttığında, taşıma kapasitesinin iyileşmesi üzerindeki etkisi yavaş yavaş zayıflar.

 (4) Karbon lif beton sütunlarının eğik bölümünün mekanik özellikleri

Beton sütunu karbon fiber kumaşla güçlendirdikten sonra, esnekliği ve kesme kapasitesi büyük ölçüde geliştirilir. Artışın etkisi beton sütunun performansı ve lif kumaş katmanlarının sayısıyla ilgilidir. Karbon fiber kumaş katmanları sayısı arttığında, beton sınırlama etkisi artacak ve kuvveti ve esnekliği daha iyi gelişecektir. Artan kesme kapasitesi, sütunu kesme arızasından bükme arızasına dönüştürebilir ve böylece sütunun esnekliğini etkili bir şekilde iyileştirebilir. Ancak yıldız sayısı belli bir dereceye kadar arttığında, kesme kapasitesinin artması üzerindeki etkisi yavaş yavaş zayıflar. Aynı zamanda, beton sütunun eksenli sıkıştırma oranı ne kadar büyük olursa, karbon lif beton sütununun esneklik etkisi o kadar iyi olur. Bu nedenle, karbon fiber kumaş miktarı rasyonel olarak ayarlanmalıdır ve bileşenin kendi performansının karbon fiber kumaş takviye etkisi üzerindeki etkisine dikkat edilmelidir.

 (5) Karbon fiber beton sütunlarının sesmik performansı

Beton sütunu karbon fiber kumaşla güçlendirdikten sonra, beton sütunun esnekliği ve histerez özellikleri önemli ölçüde geliştirilir ve histerez döngüsü giderek daha dolu hale gelir. Aynı zamanda, beton sütunun tam kaplı karbon fiber kumaşının takviye etkisi, şerit fiber kumaşından daha iyidir. Bu nedenle, sismik takviye için, her şeyi içeren karbon lif kumaş takviye yöntemi şerit takviyesinden tercih edilmelidir. Aynı zamanda, bileşenin performansının karbon lif kumaşının takviye etkisi üzerindeki etkisine dikkat edilmelidir.