Com o desenvolvimento da economia social na China, a escala e a quantidade de projetos de engenharia civil estão aumentando. Como um novo tipo de material,Compósitos FRP(polímero reforçado com fibra) têm sido amplamente utilizados na construção civil e engenharia de infraestrutura devido à sua baixa densidade, alta resistência, resistência a altas temperaturas e resistência à corrosão.A aplicação da CFRP em infraestrutura e edifícios civis é analisada neste trabalho.

Materiais compostos CFRP em edifícios civis e infra-estruturas

A aplicação de materiais CFRP em infra-estruturas e edifícios civis tem principalmente as seguintes características:

Primeiro, materiais CFRP são projetados. Quando compósitos de fibra ou CFRP são usados como materiais estruturais, por ser uma combinação de materiais reforçados e materiais de matriz, ele não só pode manter algumas características do material original, mas também desempenhar um novo papel após a combinação. Ele pode ser projetado de acordo com as necessidades da estrutura, de modo a atender alguns requisitos de desempenho que um único material não pode atender.

Em segundo lugar, a CFRP caracteriza-se por alta resistência e peso leve. Sua resistência à tração é relativamente alta, em comparação com a barra de aço comum, ao longo da direção de fibra de resistência à tração é muito maior, é claro, sua uniformidade é ligeiramente pior do que o aço, e anisotropia, de modo que a resistência ao cisalhamento e a resistência da força multiaxial também é menor. Sua qualidade é muito leve, a densidade é de apenas 1/5 da densidade de aço, na construção e instalação é mais conveniente;

Os três são resistência à fadiga e resistência à corrosão. Normalmente, a resistência à fadiga da barra de aço e de outros metais é de cerca de 50% da resistência à tração, mas a resistência à fadiga dos compósitos reforçados com fibras é geralmente superior a 70% da resistência à tração, que tem uma boa função anti-fadiga. Os materiais de construção em geral, como as barras de aço, não são resistentes à corrosão, especialmente em projetos offshore, e o ar, os produtos químicos e a água do mar são fáceis de reagir, de modo que a construção de infraestrutura e a engenharia civil não podem desempenhar seu papel de forma eficaz, resultando em maiores perdas.CFRP e outros compósitos de fibra têm melhor resistência à corrosão. Os equipamentos e componentes feitos de CFRP apresentam melhor resistência à corrosão a substâncias químicas como álcali, ácido e sal.

Quatro, o desempenho sísmico e desempenho de segurança é melhor.Em comparação com os materiais de construção originais, os materiais CFRP apresentam frequências naturais mais elevadas, sem ressonância e, basicamente, nenhuma fratura rápida devido à ressonância sob a frequência e velocidade de carregamento.E nos compósitos de fibra, há fibras mais independentes, se a sobrecarga de material composto não ocorrer imediatamente fratura de fibra. Mesmo que haja uma pequena quantidade de quebra de fibra, a carga será redistribuída para outras fibras não danificadas, impedindo assim que a infraestrutura e os componentes de engenharia civil percam a capacidade de carga do momento da fratura;

Cinco, tem uma forte valorização estética plasticidade.O material CFRP é relativamente macio, a forma do produto é basicamente ilimitada, pode ser coloração arbitrária, a forma estrutural e a estética material são unificadas.

Aplicação de materiais compostos CFRP em infraestrutura e engenharia civil

1.CFRP pode melhorar a aplicação de concreto.

Em infraestrutura e construção civil, o concreto é um material de aplicação indispensável, e o uso de uma quantidade muito grande. Geralmente, as barras de aço são usadas para aumentar a resistência, mas as próprias barras de aço são geralmente vulneráveis à corrosão ácido-alcali, mas também causam certos danos ao concreto, o que requer a busca de novos produtos de concreto. Nesse caso, o concreto de fibra surge no momento histórico, que é a inovação do concreto. Fibra de vidro, fibra de aço e vinil foram usados para reforçar o concreto, mas o CFRP é geralmente usado para reforçar o concreto.O módulo, a resistência, o comprimento da fratura e a estrutura espacial dos materiais de fibra determinam as propriedades do concreto.A aplicação de material CFRP pode aumentar a resistência à tração, resistência à fissura e resistência à flexão do concreto, e pode ser usado como materiais decorativos, painéis de parede, painéis de parede e edifícios principais.A estrutura do concreto original tem problemas de deterioração e corrosão, especialmente a corrosão do aço é o mais comum, e haverá incidentes de segurança, e, em seguida, o uso de fibra de aço.A fibra de aço tem alto custo e fácil corrosão.A sua aplicação é relativamente limitada. Mais tarde, a resistência à tração da fibra de vidro é muito melhor do que a barra de aço, e o peso é apenas 1/4 do peso da barra de aço, pela água do mar e erosão do cimento é muito menor do que a barra de aço, mas a fibra de vidro tem as características de fácil quebra e resistência álcali, e a aplicação da poluição.O concreto CFRP é amplamente utilizado devido à sua alta resistência, baixa densidade e alta dureza, alto módulo de elasticidade e resistência à tração, alta condutividade, alta resistência à temperatura, resistência ao desgaste e boa ligação com concreto. Naturalmente, alguns dos edifícios não podem ser aplicados por causa de sua condutividade magnética.Por exemplo, estudiosos japoneses usam a fibra sentida como um componente da função de absorção de ondas eletromagnéticas para realizar parede de cortina leve e à prova de choque.Este tipo de material CFRP pode não só proteger ondas eletromagnéticas, mas também pode ser usado em sistemas inteligentes de tráfego. Muitas vantagens do material CFRP torná-lo popular na construção civil e construção de infraestrutura.

2. Aplicação de CFRP em materiais de reforço estrutural

Os materiais CFRP são utilizados principalmente no reforço de materiais para infraestrutura e estruturas de engenharia civil.O material original de reforço é principalmente chapa de aço, com auto-peso, envelhecimento fácil, baixa resistência à corrosão e inconveniente de construção e outras deficiências. Atualmente, os materiais de armadura utilizados são geralmente materiais CFRP, geralmente mais adequados para mudanças estruturais de concreto armado, falta de resistência, fissuras e aumento de carga na armadura do projeto de reparo.Em comparação com a tecnologia de chapa de aço ligada existente, esta tecnologia de reforço CFRP tem as vantagens de alta eficiência, alta resistência, bom desempenho de manutenção, construção conveniente, alta qualidade, ampla aplicação e inteligência.A manifestação do concreto é que a própria CFRP possui as características de peso leve e de alta resistência, podendo efetivamente melhorar o desempenho cisalhamento, flexão e sísmico dos membros reforçados sob a condição de pouca influência sobre a estrutura original.As fibras de carbono são leves e flexíveis, capazes de envolver superfícies de concreto manualmente, sem o uso de máquinas de grande escala, sem necessidade de 50 operações e soldagem, e com pouco ruído e poeira. Seu melhor desempenho de proteção e manutenção é devido à fibra de carbono ter boa durabilidade e resistência à corrosão, pode resistir a vários ácidos alcalinos e clorídricos causados pela corrosão estrutural, e o uso desta tecnologia de armadura, sem manutenção regular, por conta própria para a proteção interna do concreto.A folha é macia e pode ser reparada para todos os tipos de estruturas e tipos de edifícios para conseguir a reparação sem alterar a forma da estrutura eo aspecto da estrutura.E também pode conseguir inteligente, folha CFRP feita de materiais de reforço, de acordo com o desempenho elétrico da posição de reparo de armadura, para inspeção de segurança e diagnóstico desta parte da situação, como a Suíça sobre o uso deste material composto, 39 m-span Ibach ponte de reforço de danos, de modo que atenda à necessidade de requisitos de capacidade de suporte de carga.

3. Existem alguns problemas na aplicação CFRP.

A CFRP tem sido amplamente utilizada em infraestrutura e engenharia civil.No entanto, ainda existem alguns problemas, como o CFRP tem feito grandes conquistas no fortalecimento do concreto.No entanto, as propriedades mecânicas da estrutura reforçada não são perfeitas, o cálculo numérico e a análise teórica são limitadas, e a pesquisa sobre o fortalecimento do modo de ruptura do concreto não é muito profunda.A pesquisa e aplicação sobre o fortalecimento da rigidez, flexão e dutilidade de cisalhamento da estrutura são consideradas. Ainda existem algumas deficiências no número de materiais de reforço, na tecnologia de registro e construção causadas por fatores abrangentes.Na China, a resistência da fibra de carbono PAN é geralmente entre 2000 e 3000 Mpa, e seu módulo de elasticidade é de cerca de 2100000 Mpa. Esta propriedade pode atender aos requisitos de reforço.A qualidade do prepreprepreg produzido e processado ainda tem uma deficiência relativamente grande, por isso a localização dos materiais é uma questão fundamental.E a tecnologia de reforço ainda é a falta de normas e sistemas de normas nacionais mais perfeitos, precisam formular seus próprios padrões e diretrizes de construção relacionadas, de modo que o projeto de construção para realizar padrões mais padronizados e confiáveis.

Resumo

Com a crescente escala e quantidade de obras de construção, a aplicação de materiais CFRP é cada vez mais extensa. Embora existam mais produtos de fibra de carbono no exterior, o desenvolvimento e aplicação em larga escala da China não podem depender inteiramente das importações.A fim de reduzir os custos e desenvolver a indústria nacional, precisamos fortalecer a localização de materiais CFRP, e fortalecer constantemente a pesquisa de materiais CFRP e aplicações de engenharia de construção, para que os materiais CFRP possam realmente jogar suas próprias vantagens, reduzir os custos de construção, melhorar seus benefícios econômicos e sociais.