Proje genel bakış

Jinan-Qingdao otoyolu 1993 yılının sonundan beri trafiğe açıldı. Ağır araçların sayısının artmasıyla birlikte, ağır araçların tekrarlanan etkisi altında kirişlerde ve levhalarda yapısal çatlaklar ortaya çıktı, bu da yapının güvenliğini ciddi bir şekilde etkiledi ve artan trafiğin ihtiyaçlarını karşılamak için onarım ve takviye gerekti. 2005'ten 2008'e kadar, Jinan-Qingdao Otoyolunun Qingdao bölümünün 67 kiriş ve levhası tek yönlü karbon lif kumaşla güçlendirildi. Kullanım ve test sonuçlarından, etki iyiydi.

Karbon fiber takviyesinin süreç prensipi

Karbon fiber kumaş, son derece yüksek çekme dayanıklılığına sahip ve özel bir işlemle dokunan karbon fiber filamentlerin tek yönlü düzeninden yapılmıştır. Kullanıldığında, karbon fiber kumaş, kuvvet yönünde veya çatlak yönüne diki bir çimento malzemesi ile beton yapının takviye parçasına yapıştırılır. Çimento malzemesi, yapının çekme veya kesme direncini artıran aralarındaki kesme gücü olarak hizmet eder. Ve yapının gücünü, esnekliğini ve çatlak direncini etkili bir şekilde geliştirebilir ve çatlakların ve sapmanın sürekli gelişimini kontrol edebilir. Gerekirse, tek yönlü karbon lif levhaları da çapraz bağlanabilir. Tüm sürecin anahtarı, orijinal yapıyla entegre edilmesini sağlamak için karbon lif kumaşının yapışması ve sıkıklığı ve sağlamlığıdır. Bağlama malzemesi özel bir eşleşen epoksi reçinesidir.

Karbon fiber takviyeli malzeme

1 Beton yapıların karbon fiber kumaş onarımı ve takviyesi için kullanılan malzemeler iki kategoriye bölünebilir: karbon fiber kumaş ve onunla eşleşen özel epoksi reçine. Eşleşen reçine primer reçine, düzeltme reçine ve macun reçine bölünür. Destek reçinesi ana ajan ve sertleştirme ajanı tarafından hazırlanır; kış ve yaz kullanımı için uygun kış tipine ve yaz tipine ayrılır. Ana ajan ve sertleştirme ajanı ayrı ayrı paketlenmektedir. Yerde hareket ederken, gerekli primer reçinesi, düzeltme reçinesi ve bağlama reçinesi oluşturmak için süreç gereksinimlerine göre ve belirtilen oranda eşit olarak karıştırılmalıdır.

2 Karbon fiber kumaş aşağıdaki özelliklere sahiptir: (1) Etkili takviye sağlamak için yüksek elastik modül;  (2) Yüksek dayanıklılık;  (3) Bireysel lifler arasındaki gücünde küçük bir değişiklik;  (4) Güç istikrarlıdır ve üretim ve kullanım sırasında değişmez kalır.

3 Bağlama malzemesinin özellikleri

Bağlama malzemesinin performansı, karbon lif ve beton arasındaki işbirliğini sağlamanın anahtarıdır ve aynı zamanda karbon lif ve beton arasındaki güç iletimi yolunda zayıf bir bağlantıdır. Karbon lif ve beton arasındaki kesme gücünün iletimini sağlamak için yeterli sertliğe ve mukavemete sahip olmalıdır ve aynı zamanda beton çatlaması nedeniyle kırılgan bağlantı bozulmasını önlemek için yeterli sertlik uygulamalıdır. Ayrıca, yerinde inşaat koşullarına uyarlanmalıdır, yani normal koşullarda sertlenebilir, uygun akıcılık ve viskoziteye sahiptir ve düşük sertleşme küçülmesine sahiptir. Yapışkan malzemeler esas olarak üç türü içerir: primer, düzeltme malzemesi ve impregnasyon reçinesi. Özellikleri şunlardır:

1) Başlangıç

Betonun yüzey gücünü güçlendirmek için beton yüzeyine batırılır, böylece beton ve karbon fiber kumaş arasındaki yapışma geliştirilir.

2) düzeltme malzemesi

Karbon fiber kumaşın, betonun yüzeyindeki keskin çıkışlar, dislokasyonlar ve köşeler nedeniyle hasar görmesi veya boş olması muhtemeldir, sonuç olarak azalmış mukavemet. Düzenleme malzemesi, beton yüzeyinin bozulması veya yüzey işlemesi nedeniyle meydana gelen boşlukları veya yamakları doldurabilir. Öte yandan %90 için kullanılabilir. Köşe cilalandıktan sonra, bir kemer şekline dönüştürülür.

3) reçine impregnerleme

Sürekli yapıştırılmış karbon lif kumaşını bir plaka şeklinde sertleştirmek için birleştirin, böylece lifler birbirleriyle birleştirilir, dış kuvvetlere eşit bir şekilde direnir ve lifin genel gücünü uygular. Aynı zamanda, karbon fiber kumaş ve beton, dış kuvvetlere birlikte direnmek için kompozit bir bütün oluşturmak için birbirine bağlanır.

Karbon lif yapısal güçlendirme önerisi

Yapışkan karbon fiber takviye yöntemi basit inşaat teknolojisine ve ideal takviye etkisine sahiptir, ancak doğru zamanda yapılmalı ve diğer takviye yöntemleri ile koordine edilmelidir. Kartın altında görünen çatlaklar için, çatlakların nedeni tespit edildikten sonra uygun takviye yöntemi seçilmelidir. Hastalık mümkün olduğunca erken olmalıdır ve hastalık nispeten tek ve tahtanın altında başka hiçbir hastalık (örneğin, çiçeklenme, alkali korozyonu, menteşe su sızıntısı vb.) yoktur. Plakanın altında birden fazla hastalık olduğu ve çatlakların ana nedeni olduğu durumda, köprü güvertesinin su geçirmezliğini çözmek önerilir. İyi su geçirmez ve drenaj etkilerini sağlamak durumunda, yapıştırma ve takviye etkisini etkileyen alkali korozyonu önlemek için yapıştırma ve takviye süreci benimsenir. Aynı zamanda, yapıştırma ve güçlendirmeden sonra, yükseklik sınır işaretleri, takviyeli köprünün özel koşullarına göre takviyeli malzemelerin dış faktörler tarafından hasar görmemesini sağlamak için ayarlanmalıdır.

Fayda analizi

Takviye öncesi ve sonrası kaplama test sonuçları ve takviye sonrası tüm köprünün dinamik ve statik yük test sonuçları, takviye etkisinin iyi olduğunu göstermektedir. Uygulama, karbon fiber takviyelerinin doğrudan faydalarının kısa inşaat süresi, hızlı sonuçlar, normal trafik üzerinde etki olmadığı ve daha az insan kaynakları olduğunu göstermektedir. Geleneksel yedek kirişlerle karşılaştırıldığında, karbon fiber kumaşının maliyeti nispeten yüksektir, ancak ikisinin uygulama kapsamı farklıdır. Karbon fiber kumaş takviyesi yöntemi, inşaat dönemi sıkı, trafik kesilmemeli ve çatlak hasarı ciddi olmadığı köprü levhası takviyesi için uygundur. Bununla birlikte, levha gövdesi ciddi hasar gördüğünde kiriş levhasının değiştirilmesi önerilir. Bu yöntem nispeten uzun bir inşaat süresine sahiptir ve inşaat sırasında trafik kesilmelidir, bu da geçen araçlara ve yayalara rahatsızlık yaratacak ve daha fazla insan gücü ve malzeme kaynakları gerektirecek.

Sonuç yorumlar

Ülkemin otoyol inşaatı yavaş yavaş bakım ve yeniden inşa aşamasına girdi ve artan trafiğin ihtiyaçlarını karşılamak için çok sayıda köprü yapısının güçlendirilmesi gerekiyor. Karbon lif mükemmel mekanik özelliklere sahiptir ve ideal bir köprü takviye malzemesidir. Neyse ki, yerli karbon lifinin kalitesi Japonya ve Amerika Birleşik Devletleri gibi gelişmiş ülkelerin kalitesine yakındır ve fiyat da hızlı bir şekilde düşüyor. Karbon lifin gelecekteki köprü takviyelerinde büyük bir rol oynayacağı sonucuna varılabilir.