Reforço de fibra de carbono e reforço de aço ligado têm muitas semelhanças, então eles podem ser substituídos em aplicações práticas?

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As semelhanças entre colar tecido de carbono e colar aço

Do escopo da aplicação, o tecido de carbono e o aço colado também podem ser usados para membros de flexão, grandes barras de compressão excêntricas e barras de tensão.Por exemplo, colar pano de carbono ou placa de aço na parte inferior da viga pode melhorar a capacidade de rolamento da estrutura e alcançar o objetivo de reforço. Além disso, em princípio, tanto o tecido de carbono quanto o aço ligado usam adesivo estrutural para colar o tecido de carbono ou a placa de aço ao material de base do concreto, de modo que o material de reforço e o material de base formam um todo e suportam a força juntos.

A partir do processo de construção, o tecido de carbono também é muito semelhante ao aço ligado. Ambos os métodos são muito afetados pelo adesivo estrutural.Se a qualidade do adesivo estrutural não for qualificada, o material de reforço será retirado do material de base, resultando em potenciais riscos de segurança ou até mesmo acidentes. Ao mesmo tempo, ambos os métodos precisam ser descarregados antes do reforço.Se a descarga não for realizada ou a descarga estiver incompleta, será gerada força secundária, resultando na defasagem do material de armadura. Além disso, há um alto grau de sobreposição, incluindo tratamento de superfície e temperatura de construção.

De fato, o papel do tecido de fibra de carbono e da placa de aço na armadura estrutural pode ser equivalente ao aumento da relação de armadura em estruturas de concreto armado. Portanto, em certa medida, o reforço de tecido de fibra de carbono e o reforço de aço colado podem ser substituídos um pelo outro.De acordo com o valor de projeto exigido na especificação, podemos fazer uma comparação simples.Para os componentes importantes na especificação, o valor de design de resistência do pano de carbono de alta resistência grau I é 1600MPa, e a resistência de projeto da placa de aço Q235 é 215MPa. Ou seja, no caso da mesma largura de material, pode-se considerar geralmente que o efeito de reforço de tecido de fibra de carbono com espessura de 1 mm é semelhante ao de uma placa de aço com espessura de 8 mm.

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Vantagens do tecido de carbono

Se o valor de projeto da resistência à tração do tecido de fibra de carbono for tomado como 2000MPa, e o valor de projeto da resistência à tração do aço (Q235) é tomado como 200MPa, o pano de fibra de carbono com uma espessura de 0.1mm pode ser equivalente a uma placa de aço com uma espessura de 1mm.

Além disso, a fibra de carbono é leve e fina, não requer grandes máquinas de construção, e é fácil de transportar, armazenar e construir.Para a mesma quantidade de trabalho, o período de construção para colar fibra de carbono é de cerca de 40% do que para colar aço.Em comparação com o aço, a fibra de carbono é um material inerte, não corroe, não é facilmente corroída por meios nocivos, e tem boa durabilidade em ambientes severos.

Fibra de carbono também tem boa flexibilidade e pode envolver componentes com formas complexas.A taxa básica de aderência eficaz de barras de aço que não são muito lisas também pode chegar a 100%.De um modo geral, a superfície de aderência eficaz de chapas de aço de fixação pode atingir cerca de 70%-80%.

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Vantagens do aço de fixação

Se depender apenas dos resultados acima, acredita-se que o efeito de reforço do tecido de carbono é muito maior do que o do aço ligado, o que é um grande erro.A espessura do tecido de fibra de carbono com diferentes graus de resistência também é diferente, e o tecido de carbono grau I 300g usado na armadura é apenas 0.167mm. Embora existam múltiplas camadas de reforço no reforço de fibra de carbono, não é permitido exceder quatro camadas no máximo.E o efeito de reforço será reduzido da segunda camada, e ainda há uma lacuna em comparação com o efeito de armadura de 5mm de espessura placa de aço.

O módulo elástico de fibra de carbono e aço é basicamente o mesmo.No entanto, a resistência à tração da fibra de carbono é cerca de 10 vezes a do aço, de modo que, a fim de dar pleno jogo à resistência do material de reforço, a união da fibra de carbono requer uma maior deformação do membro de reforço. Ou seja, no caso de pequena deformação, a histerese de tensão da armadura de fibra de carbono colada é significativa, então quando a capacidade de rolamento dos componentes difere muito, a armadura de aço colada deve ser preferida.

Os módulos elásticos de fibra de carbono e aço são basicamente os mesmos, alcançando o mesmo valor de força, e a seção de aço é muito maior, de modo que o aumento da rigidez do componente por meio da colagem de reforço de aço é maior do que o da armadura de fibra de carbono. Ou seja, se for adicionada a mesma resistência à flexão, a mudança de deflexão da armadura de aço ligada é menor do que a da armadura de fibra de carbono.

A placa de aço pode ser soldada com barras de âncora, ou perfurada para montar barras de âncora, de modo que o método de ancoragem de armadura de aço colado é mais flexível do que a fibra de carbono ligada.

A comparação acima é de uma perspectiva ideal.Se você quer realmente substituí-lo, você precisa realizar cálculos detalhados e verificação. Ainda há muitas coisas a considerar quando se substitui o tecido de carbono e o aço ligado.O módulo elástico dos dois é semelhante, mas a resistência à tração é relativamente alta. Portanto, a fim de dar pleno jogo à resistência da fibra de carbono, a estrutura original precisa ser capaz de produzir grande deformação. Portanto, quando a descarga da estrutura original não é óbvia ou a deformação estrutural é pequena, a armadura de aço colada é obviamente melhor do que a armadura de fibra de carbono.

O tecido de carbono e o aço pegajoso não são adequados para o mesmo ambiente. Além da alta resistência, o tecido de fibra de carbono também é uma de suas vantagens.Do ponto de vista do próprio material, o tecido de fibra de carbono não enferrujará, e será uma escolha melhor para as estruturas de concreto que estão em ambientes severos há muito tempo. Além disso, para um projeto de reforço da mesma escala, o custo da construção de aço de ligação pode atingir 2-3 vezes o da armadura de tecido de carbono, o que requer atenção.

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Resumir

No projeto de reforço, apenas um método de reforço é utilizado para resolver completamente o problema, muito poucos.Por outras palavras, qualquer método de reforço terá as suas próprias limitações. Precisamos dominar as vantagens de cada método de armadura e dar total jogo às vantagens de cada método de armadura.