Karbon Fiber Güçlendirilmiş Ploymer (CFRP), yeni bir yüksek dayanıklı malzemedir. Son yıllarda inşaat mühendisliği alanındaki araştırma ve uygulama hızlı bir şekilde gelişti. Geleneksel yapısal takviye yöntemleriyle karşılaştırıldığında, karbon fiber takviye teknolojisi, yüksek mukavemet, yüksek verimlilik, uygun inşaat ve geniş kullanım avantajlarına sahip yeni ve verimli bir takviye ve onarım teknolojisidir. Bunlar arasında karbon fiber levha, beton yapılar için yeni bir takviye ve onarım teknolojisidir ve inşaat yöntemi esas olarak "üç adımlı yöntemi" benimser. Yani, alt katman reçinesinin iki bileşenlü reçine bağlama malzemesi, düzeltme malzemesi ve reçine impregneli reçine, takviye amacına ulaşmak için yapısal üyesin dış yüzeyine karbon lif levhasını yapıştırmak için kullanılır. Şu anda, betondaki uygulamaya ek olarak, yavaş yavaş taş yapılarının, çelik yapıların ve hatta ahşap yapıların takviylenmesi ve onarımına teşvik ediliyor.

Tek yönlü karbon lif levhasının takviye özellikleri

Beton yapı mühendisliğinin takviye teknolojisi arasında, tek yönlü karbon fiber levha takviyesi, elektrokimyasal takviye teknolojisi ve bağlı çelik takviye teknolojisine kıyasla benzersiz avantajlara sahiptir.

1) Elektrokimyasal takviye teknolojisi ile karşılaştırıldığında

Beton yapıların takviylenmesinde, karbon fiber levhalar yapının şeklini değiştirmeden veya yapının görünümünü etkilemeden yapının gerekli parçalarına yerleştirilebilir ve yapıştırılabilir. Özellikle deniz demirbeton yapıları için, dalga alanındaki kirişlerin, levhaların, kaburgaların ve sütunların alt ve yanları. Katodik koruma sistemi bileşen alt, yan ve özel yapının inşaat tasarımı için zor ve bazen gerçekleştirmek zor.

Elektrokimyasal takviye yönteminde, katodik koruma sistemi orijinal yapının ağırlığını artırmalıdır. Karbon fiber levha takviyesi temelde yapının kalıcı yükünü artırmaz veya çok az artar. Karbon fiber levha yapıştırıldıktan sonra, metrekare başına ağırlık 1,0 kg'dan az ve yapıştırılmış katmanın kalınlığı sadece 1 mm'dir. Takviye ve onarımdan sonra, mevcut yapının ağırlığı ve boyutu temelde artmamaktadır.

Elektrokimyasal takviye yöntemi takviye etkisini güvenilir bir şekilde değerlendiremez. Karbon fiber levha takviyesi, beton yapının hesaplama yöntemine göre hesaplanabilir, böylece takviye etkisi garanti edilebilir ve takviye sonrası yapının hizmet ömrü ve güvenilirliğini hesaplamak mümkündür.

2) Bağlantılı çelik takviye teknolojisi ile karşılaştırıldığında

Yapışkan çelik takviye teknolojisinin çalışması karmaşıktır. Karbon fiber levha takviye yapısı uygun, verimli ve iyi bir çalışma kabiliyetine sahiptir. Mevcut yapıya az rahatsızlık veren, mevcut yapının bütünlüğünü etkilemeyecek ve yapı kalitesini garanti etmek kolay olan takviye yapısı için cıvata veya pervet gerekmez.

Bağlantılı çelik takviye teknolojisi tuzlu toprak ortamlarında, deniz ortamlarında ve kimyasal olarak koroze edilmiş ortamlarda kullanılamaz. Bu nedenle, yeraltı yapılar, su kaynağı ve drenaj yapıları, hidrolik yapılar, liman yapıları, kimyasal atölyeler vb. Araştırma, bu tür yapıların pas genişlemesi nedeniyle en ciddi hasarlı yapılar olduğunu gösteriyor. Karbon fiber levhanın takviye teknolojisi bu tür yapıların takviyesine uyum sağlayabilir.

Proje

Bu alandaki bir mağazanın yenileme projesinin ilk aşamasında, saha incelemesi ve tasarım hesaplamalarından sonra, yapının birinci, ikinci ve beşinci katlarının kullanım fonksiyonlarındaki değişiklikler nedeniyle yerel kirişlerin bükülme taşıma kapasitesinin gereksinimleri karşılayamadığı bulundu. Şemaları karşılaştırdıktan sonra, tek yönlü karbon fiber levha kiriş altının uzunluk yönünde yapıştırılır ve karbon fiber levha u şeklinde bir halka yapmak için kiriş ucuna bağlanır. Sadece kirişin altındaki karbon fiber levha üzerinde iyi bir demirleme etkisi olmakla kalmaz, aynı zamanda kirişin uçunun kesme taşıma kapasitesini de geliştirir. Takviye tasarımı temeli aşağıdaki gibidir:

Bileşenin ön bölümünün bükme direncini artırmak için bileşenin ana ekseni boyunca karbon fiber levhalarını yapıştırın;

Karbon lifi bileşenin ana eksenine diki yönde yapıştırın ve karbon lif ve orijinal süpürge, bileşenin kesme taşıma kapasitesini artırmak için kesme gücünü paylaşır;

Güçlendirilmiş parçanın esnekliğini artırmak ve sismik performansını artırmak için bileşenin ana eksenine dik yönde karbon lifini yapıştırın.

Şu anda, yerli mühendislikte en yaygın olarak kullanılan yöntem, ilk yöntemdir, yani kiriş ve levhanın ön bölümünün yük taşıma kapasitesini geliştirmek için güçlendirme ve onarım, böylece kullanımın fonksiyonel gereksinimlerini karşılayabilir.

Karbon fiber kompozit malzemelerin seçimi

Beton yapıların takviylenmesi ve onarımı için kullanılan iki ana karbon fiber malzemesi vardır: karbon fiber ve destekleyici reçine bağlayıcıları. Karbon lif yüksek dayanıklı ve yüksek modüllü bir malzemedir ve dayanıklılığı çelikten on kat daha yüksektir. İnşaat yapıştırıcılarının birçok türü vardır ve belli bir karbon lif levha ile iyi bir uyumluluk seçmek anahtardır. Reçine bağlayıcısının bağlama mukavemeti betonun çekme kesme mukavemetinden daha büyük olmalıdır ve inşaat işlemlerini kolaylaştırmak için uygun bir çalışma viskozitesine sahiptir. Karbon lifle eşleşen reçine bağlayıcı genellikle dört parçadan oluşur. Yani, primer yapıştırıcısı, düzeltme malzemesi, impregnasyon reçinesi ve koruyucu malzemesi.

Primer yapıştırıcısı, bağlanmayı teşvik etmek ve uzun süreli bir arayüzün temelini oluşturmak için beton yüzeyine nüfuz edebilmeli;

Yerleştirme malzemeleri, levhaları kullanmak için yapının yüzeyinin düzlüğünü onarmak için kullanılır;

Impregnasyon reçinesi, beton yüzeyinde in-situ bir laminat oluşturmak için karbon lif levhasını impregner etmek için kullanılır;

Koruyucu malzeme, karbon fiber levhasını dış koşullardan korumak ve hizmet ömrünü uzatmak için kullanılır.

Sonuçta

Tek yönlü karbon fiber levha demirbeton yapısının inşaat süresi çok kısa ve verimliliği yüksek olduğundan, malzemeler yerinde manuel olarak işlenir. Büyük ve orta boyutlu ekipmanların kaybı yoktur. Tespit uygun ve hızlıdır ve inşaat aynı anda küçük bir alanda gerçekleştirilebilir. Temel olarak yapının normal kullanımını etkilemez. İnşaat uygundur. Çeşitli yapısal üyelerin şekli bu yöntemle güçlendirilebilir. Aynı zamanda, malzemenin nispeten hafif ağırlığı nedeniyle, yapı takviye sonrası ağırlığı artırmayacak ve yapının görünüm boyutu ve şekli değişmeyecek. Diğer takviye yöntemleriyle karşılaştırıldığında, çok miktarda mekanik emek maliyetleri, emek maliyetleri ve muayene maliyetleri tasarruf eder.

Tek yönlü karbon fiber takviye teknolojisinin kullanımı, inşaat sırasında çevre üzerinde az etkiye sahiptir ve bu da modern mühendislik inşaatının gereksinimlerini karşılar ve çevre korumasına yardımcı olur. Uzun vadede, bu teknoloji yapısal takviye alanında hakim bir konumu ele alacak.