FRP kompozit malzemeler, düşük yoğunluğu, yüksek çekme dayanımı ve mükemmel korozyon direnci nedeniyle beton yapıların tamiri ve takviyesinde yaygın olarak kullanılır. Yüksek performanslı lif kumaş, yüksek mukavemetli bağlayıcı ve sertleştirme ajanının bir kompozitidir. En yaygın kullanılan lif kumaşlar karbon lif kumaş ve aramid lif kumaştır.

Performans analizi ve değerlendirmesi

1 Malzeme performansı karşılaştırması 

Aramid lif ve karbon lif, yapısal takviye alanında yeni bir tip metal olmayan kompozit malzeme olarak, çeşitli özelliklere sahiptir: 1) Yüksek elastik modül, yüksek çekme dayanımı; 2) Düşük yoğunluk; 3) İyi dayanıklılık, korozyon direnci ve yaşlanma direnci; 4) Yüksek yorgunluk dayanımı; 5) Anisotropi; 6) Stres-gerilim ilişkisi doğrusal. 

Yukarıdaki iki lifin gücü, lif kumaşının değil, malzemenin kendisinin gücüdür. 

Güç, belirli lif kumaşının gücü aşağıdaki gibi: 

1) Karbon fiber: 0.11mm, 0.167 mm ve 0.333mm yaygın olarak kullanılan özelliklerdir, 3 600 MPa'nın dayanıklılığı ile. Karbon lif kırılgan bir başarısızlık olduğundan, başarısızlıktan önce hiçbir işaret yoktur. 

Trilyon, bu yüzden dikkate alınan güvenlik rezerv faktörü genellikle 0,5 ila 0,7 arasındadır, yani uygulanabilecek güç 

0,7 × 3600 = 2520 MPa'dır. 

2) Aramid lif: AK-40 ve AK-60 yaygın olarak kullanılan iki özelliktir, kalınlıklar sırasıyla 

0'dur. 193 mm ve 0. 286 mm, aramid lifinin sertliği nedeniyle 2 060 MPa'dır 

Performans özellikle iyidir, bu nedenle güvenlik rezervi katsayısı genellikle 0,75 ila 0,95 arasındadır, yani gönderebilir 

Uçuşkanlık yoğunluğu 0,85 × 2 060 = 1 751 MPa'dır. 

Bu nedenle, gücün etkili değeri karbon lifinin aramid lifinden daha büyük olmasıdır. Bununla birlikte, karbon fiber takviyesinden sonra bileşenin arıza formu, uzun vadeli statik yükleri taşıyan yapılar için daha uygun hale getiren kırılgan arıza. Aramid lif, yerel darbeye karşı güçlü bir dirence sahiptir (vücut zırhının erken kullanımından görülebileceği gibi), bu nedenle dinamik yükler taşıyan bileşenler için daha uygundur. 

Ayrıca, FRP malzemesinin takviye için kullanılmasının nedeni, esasen lif kumaşının reçine ile impregnelendikten sonra reçine ve beton arasındaki iyi bağlama yeteneği yoluyla koordine edilmiş bir deformasyon elde edebilir ve birlikte yükü taşıyabilir. Hem aramid kumaş hem de reçine organik malzemeler olduğundan, ikisi arasındaki bağlama gücü çok güçlüdür. Reçine inorganik karbon lifi ile birleştirildiğinde, geçirgenlik aramid lifinden daha iyidir ve inşaat süresi aramid lifinden daha kısadır, bu da genel maliyeti azaltır. 

2 İnşaat performansının karşılaştırılması 

Aramid fiber kumaşla karşılaştırıldığında, karbon fiber kumaş daha esnektir. İnşaat sırasında makasla gerekli şekile ve boyuta kesilebilir ve farklı bileşenlerin şekillerine son derece yüksek uyumluluğa sahiptir. Karbon fiber kumaşın hafif ağırlığı nedeniyle kaldırma ekipmanı gerekmez ve küçük makineler kullanarak manuel olarak tamamlanabilir. Ayrıca küçük bir alanda (10 cm) inşa edilebilir. İnşaat hızı hızlıdır, döngü kısadır ve bağlama kalitesi garanti edilmesi kolaydır. Ayrıca, lifin yüzeyinin boyanması kolaydır, bu da çevresel gereksinimlere uygundur ve tamir izlerini en aza indirebilir. 

3 Ekonomik performansların karşılaştırılması 

Karbon fiber kumaşına benzer şekilde, aramid fiber malzemesinin fiyatı geleneksel yapısal takviye malzemelerinden daha yüksektir ve genel maliyeti de daha yüksektir. Karbon lif ekonomisi esas olarak aşağıdaki yönlerde yansıtılır: 

1) Taşıma, depolama, yükleme ve boşaltma, işleme ve bakım sırasında daha az maliyet; 

2) İnşaat, mekanik vardiyaların maliyetini azaltan ve yapısal ihtiyacı azaltan büyük ölçekli ekipman ve makineler gerektirmez 

Normal kullanımın müdahalesi; 

3) Hızlı inşaat hızı nedeniyle, inşaat süresi kısaltılır ve işgücü maliyetleri tasarruf edilir; 

4) Bakım maliyetlerini azaltan iyi dayanıklılık. 

Yurtdışındaki mevcut mühendislik uygulamasına göre, köprüler gibi büyük ve orta boyutlu yapılar için karbon fiber takviyesinin kapsamlı maliyeti çelik levhaları yapıştırmanın kapsamlı maliyetinden daha düşüktür ve kapsamlı performans da daha iyidir

4 Uygulanabilirliğin Karşılaştırılması 

Fiber takviyesi, köprüler, metrolar, yeraltı yapılar, endüstriyel ve sivil binalar, su kuleleri, havuzlar, bocalar vb. gibi inşaat mühendisliğinin hemen hemen her alanında yaygın olarak kullanılır. Temel olarak gerginlik, sıkıştırma, bükme ve kesme altında betonun takviyesini kapsar. Karbon fiber kumaş, lif yönünde yüksek çekme mukavemeti ve yorgunluk mukavemetine sahiptir, ancak düşük basınç ve kesme mukavemetine sahiptir. Bu nedenle, özellikle kirişlerin takviylenmesi için gerginlik altında beton yapıların takviylenmesi için özellikle uygundur. Bununla birlikte, hasarın kırılganlığı nedeniyle, tasarımda güvenlik faktörü tamamen dikkate alınmalıdır. Karbon lif malzemeleri gibi, aynı zamanda kompozit bir malzeme olan aramid lif de düşük bir basınç mukavemetine sahiptir, ancak kesme direnci mükemmeldir, bu nedenle bir iskelenin kesme direnci ve sismik takviye olarak kullanılması çok idealdir. 

5 Güvenlik karşılaştırması 

Beton yapıları güçlendirmek için FRP kompozitlerinin teknik performansının gereksinimleri karşılamadığının anahtarı, lif kumaş ile beton arasındaki bağlantının garanti edilebilip edilemeyeceğidir. Şu anda, belirtilen tasarım ve inşaat yöntemleri altında, beton yapıları takviyelendirmek için nitelikli donatılmış lif kompozit malzemelerin kullanılması, beton bileşenlerin taşıma kapasitesini ve sertliğini etkili bir şekilde artırabilir ve bileşenlerin sapmasını azaltabilir, bileşenlerin esnekliğini artırabilir ve çatlakların genişlemesini sınırlayabilir, yapının sismik performansını iyileştirebilir ve böylece hizmet ömrünü uzatabilir.