O dano estrutural contínuo e a deterioração do material da estrutura do cais do porto no processo de operação diário e frequente levam a funções reduzidas, o que leva à falha da capacidade operacional do terminal a ser garantida, e há um risco de insuficiente segurança e durabilidade.

Atualmente, na construção de cais de manutenção e reforço, além de aparar as fissuras, o principal método de reforço é colar materiais compósitos de fibra de carbono. Tecido de fibra de carbono e cola de mergulho de suporte são usados juntos para formar um material composto de fibra de carbono.O tecido de fibra de carbono tem altas propriedades de tração, pode melhorar a capacidade de rolamento e resistência das estruturas de concreto, e também pode evitar o desenvolvimento de trincas de concreto. Através da exploração da tecnologia de construção de material composto de pano de fibra de carbono colando e da análise do efeito de reforço, pode-se entender que este tipo de construção de armadura é amplamente utilizado na construção de armadura estrutural atual e o efeito é óbvio.

1 Propriedades do material

O reforço de um cais adota pano de fibra de carbono de alta resistência grau I com uma espessura de projeto de 0.167mm e uma massa unitária de 300g/m2. Tanto aro em forma de U e talão são feitos de alta resistência grau I pano de fibra de carbono. Os seus indicadores de desempenho devem satisfazer as especificações.A Tabela 1 mostra os requisitos de desempenho do tecido de fibra de carbono de alta resistência grau I exigido pelo projeto e os resultados reais do teste de desempenho do tecido de fibra de carbono comprado.

O índice de desempenho do adesivo para materiais compostos de fibra de carbono deve atender às especificações. Não utilize resina de poliéster insaturada e resina alquídica como adesivos impregnantes e de ligação. Como vigas e blocos são facilmente afetados pela umidade, adesivos curadores de umidade que atendam às exigências devem ser usados.A resistência à aderência à tração positiva com concreto seco é ≥2.5MPa, e a forma de falha da detecção de resistência à tração positiva à fibra de carbono deve ser a falha coesa do concreto.

Antes da construção da armadura do cais, os materiais foram testemunhados e amostrados para inspeção, e foi realizado o teste de desempenho do material de Horse tecido de fibra de carbono de alta resistência. Os resultados mostraram que todos os indicadores estavam em conformidade com as especificações. Portanto, o processo de construção e a qualidade da construção determinarão diretamente se o efeito de reforço pode alcançar o efeito esperado do projeto, de modo a alcançar o objetivo de reforço.

2 Tecnologia de construção

O princípio do fortalecimento dos componentes de concreto do cais é colar o tecido de fibra de carbono na superfície do componente após a reparação do componente original é concluído para melhorar a capacidade de carga dos componentes de viga e laje e alcançar o efeito de fortalecimento do cais. Ao mesmo tempo, o pano de fibra de carbono terceirizando os componentes do cais pode proteger a estrutura original da corrosão.O processo de construção específico é o seguinte:

Descarregue a carga → tratamento da camada inferior → revestimento da camada inferior da resina → cola de tecido de fibra de carbono → inspeção → proteção de superfície.

1) Descarregar a carga: parar a operação do cais na área de construção antes do reforço para garantir que os componentes estão em estado de falta de tensão e o efeito da armadura.

2) Tratamento inferior: Primeiro, os defeitos, como danos e rachaduras na superfície do concreto devem ser removidos e reparados, e as barras de aço corroídas devem ser desprovidas.A cola de reparação vai nivelar a superfície do concreto.Enxaguar a poeira flutuante na superfície antes de aplicar o primer, e secá-lo.Para a área de respingos de maré, você pode usar o fogo para manter a superfície seca antes de prosseguir para o próximo passo da construção.

3) Revestimento da resina de camada inferior: preparar de acordo com os requisitos de uso do produto; a cola de camada inferior é uniformemente revestida na superfície de concreto.Para garantir o efeito de união, o tecido de fibra de carbono deve ser colado o mais rápido possível após a resina da camada inferior ser curada.

4) Colar a fibra de carbono: Primeiro, cortar o pano de fibra de carbono de acordo com os requisitos de largura do documento de projeto, e misturar o adesivo de acordo com a relação de preparação da descrição do produto.Em seguida, aplique a cola mergulhando uniformemente na área de fixação, e preste atenção aos cantos e peças sobrepostas.O tecido de fibra de carbono é colado de um lado do componente, e o outro lado é esticado vigorosamente.É repetidamente pressionado e varrido com um pincel para evitar a geração de bolhas de ar e fazer com que a cola de dimensionamento totalmente encharque o pano de fibra de carbono. Após a superfície do tecido de fibra de carbono estar seca, a camada seguinte deve ser colada. Repita os passos acima para colar multicamadas.

5) Inspeção: A fim de garantir a qualidade de ligação entre o pano de fibra de carbono e o concreto, após a resistência à união é alcançado, um instrumento de desenho de fibra de carbono pode ser usado para testar a resistência à tração positiva do tecido de fibra de carbono, e os resultados correspondentes do ensaio podem ser determinados com referência à especificação.

6) Proteção de superfície: O pano de fibra de carbono deve ser protegido dentro de 24 horas após toda a construção é concluída, para evitar arranhões na superfície reforçada, e prestar atenção à umidade. Após a cura, a superfície da fibra de carbono deve ser protegida por pintura com tinta anticorrosiva.

7) Precauções para a construção de tecido de fibra de carbono

(1) Antes do tratamento de superfície e da colagem de tecido de fibra de carbono, a posição do reforço, a largura do tecido de fibra de carbono e o número de tiras de pano devem ser confirmados.O intervalo entre tiras de pano deve ser realizado de acordo com os requisitos de conceção.

(2) A resina e o adesivo de fundo devem ser pesados de acordo com a proporção especificada nas instruções do produto ao preparar e misturados uniformemente. Não deve haver óleo e impurezas no recipiente de mistura. Antes da construção, deve ser feito um plano para evitar o tempo de espera excessivo que fará com que a cola falhe e cause desperdícios.

(3) Colar tecido de fibra de carbono é um processo chave na construção do reforço do cais. Ela deve ser completada por uma equipe de construção profissional familiarizada com o processo de construção, e deve ser cuidadosamente organizada, cuidadosamente construída e controlar rigorosamente a qualidade da construção do processo

3 Análise do efeito de reforço

Tomando como exemplo a construção da armadura de fibra de carbono de concreto de uma viga e laje do cais, o efeito da armadura foi explorado. Os materiais selecionados do projeto foram enviados para inspeção por amostragem de testemunhas, e os resultados dos testes foram todos qualificados.A peça de construção é rigorosamente implementada de acordo com o plano de construção formulado, e os procedimentos-chave como a preparação, pintura e colamento do adesivo e manutenção são rigorosamente controlados.

3.1 Detecção do efeito de reforço

A fim de confirmar o efeito da armadura, após o alcance da resistência de união, é realizado o teste de resistência à tração positiva à fibra de carbono.As etapas de detecção são as seguintes:

1) Tratamento de superfície: Selecione aleatoriamente a posição de detecção, e polir a superfície da posição detectada para garantir que a superfície é seca e lisa.

2) Corte e pré-corte: corte circular da superfície reforçada do pano de fibra de carbono para o interior do concreto, a profundidade de corte é de 5-10mm, e a largura é de cerca de 2mm.A forma da costura pré-cortada é um círculo com um diâmetro de 50mm.

3) Colar o bloco padrão de aço: usar adesivo de alta resistência, de cura rápida para colar o bloco padrão de aço, a resistência à tração positiva do adesivo deve ser maior do que a resistência à tração positiva do adesivo estrutural colado com folhas de fibra de carbono.O bloco padrão de aço deve ser fixado imediatamente após a cola.

4) Carga a uma velocidade uniforme de 1500~2000N/min, registrar o valor de pico da resistência à tração positiva, ou seja, o valor de carga quando a superfície de união do pano de fibra de carbono e do concreto está danificada, e observar o modo de falha.Por meio do teste, cinco grupos foram selecionados aleatoriamente no local.A força de cada amostra em cada grupo varia de 2.51 a 3.12 MPa, e cada amostra é uma falha coesa de concreto, que atende aos requisitos da norma CECS146:2007 Artigo B4.4..

3.2 Análise dos efeitos do reforço e sugestões

Na construção de armadura de fibra de carbono de um cais, a capacidade de ligação de tecido de fibra de carbono e concreto atende aos requisitos de projeto, e as amostras são todas de ruptura coesa de concreto.No entanto, se o cais antigo for reforçado e reconstruído, o desempenho do concreto diminuirá significativamente.Se o ensaio de resistência à aderência à tração positiva da fibra de carbono for realizado, ocorrerá a falha coesa do concreto, mas a resistência à aderência é baixa.Por conseguinte, o efeito real da armadura deve ser testado durante o processo de inspeção.De acordo com a situação real do edifício, outros métodos de ensaio são utilizados para verificação, quando necessário.

De acordo com as exigências da posição da pasta de fibra de carbono e o número de camadas nos documentos de projeto, a resistência de flexão e cisalhamento do cais são calculadas. Calcula-se que a resistência à flexão e cisalhamento das vigas e lajes reforçadas com tecido de fibra de carbono pode atender às exigências da capacidade de rolamento do píer, o que melhora a segurança e estabilidade do funcionamento global do píer.

O material de fibra de carbono em si tem as características de alta resistência, alto módulo elástico, peso leve e boa resistência à corrosão. Quando o tecido de fibra de carbono é colado, a cola impregnante revestida na superfície é modificada resina epóxi, que tem boa resistência à corrosão e resistência ao envelhecimento. Após a cura, a camada adesiva é enrolada na superfície e no interior do tecido de fibra de carbono, formando um todo com a estrutura de concreto a ser estressada. Portanto, a imersão do pano de fibra de carbono e o adesivo epóxi modificado correspondente pela água do mar não afetarão sua durabilidade.A fim de melhorar o desempenho anti-erosão e anti-desgaste de tecido de fibra de carbono na subida e queda da água do mar, podemos considerar pintar a superfície de toda a área reforçada com um revestimento anti-corrosão para novas medidas de proteção, que podem reforçar a proteção do cais e melhorar a durabilidade.□

4 Conclusão

Tomando como exemplo um projeto de reforço do cais de comércio externo, é realizada uma breve análise da tecnologia de construção e detecção do efeito de reforço de materiais compósitos de fibra de carbono.Este tipo de aplicação de construção de armaduras tem sido muito extensa, e a aplicação convencional está principalmente na estrutura de concreto.O método de reforço tem as vantagens de processo de construção simples, baixo custo, curto período de construção e óbvio efeito de reforço.Na premissa de otimizar o processo de construção e fortalecer a qualidade da construção de processos chave, o efeito da armadura de concreto pode ser assegurado, e o desempenho da estrutura de concreto pode ser efetivamente melhorado, aumentando assim a segurança e durabilidade do cais.