Com o desenvolvimento da ciência do material, a aplicação de materiais compósitos de fibra na engenharia civil tornou-se um tema de pesquisa quente em casa e no exterior. Tecido de fibra de carbono Unidirectioanlé um material artificial de alta tecnologia, que tem excelente desempenho e estabilidade.Este material é adequado para a manutenção e reforço de estruturas de concreto.

1 Características da Fibra de Carbono

Fibra de carbono é uma espécie de material fibroso de carbono.É um produto de material de alta tecnologia fabricado por tecnologia especial sob a alta temperatura de milhares de graus. Os materiais de fibra de carbono têm as vantagens de resistência ao envelhecimento, alta resistência, peso leve, resistência à corrosão e propriedades físicas extremamente estáveis. Sua resistência à tração pode atingir 7-1O vezes de aço, mas sua proporção é inferior a 25% de aço.É filamento preto, diâmetro muito pequeno, muito fácil de quebrar, não pode ser usado sozinho. Somente após impregnar fibras de carbono com resina e transformá-las em compósitos com arranjo direcional de fibras por tecnologia especial podem ser aplicadas. Geralmente, a folha acabada é dividida em tecido de fibra de carbono e fibra de carbono laminado. Folha de fibra de carbono é mais aleatória do que laminado fibra de carbono.

2 Características e Vantagens da Tecnologia de Reforço de Fibras de Carbono

2.1.A estabilidade química das fibras de carbono é excelente. Pode melhorar a adaptabilidade da estrutura de construção ao ambiente externo e prolongar a vida útil da estrutura de construção.

2.2.As propriedades físicas e mecânicas dos materiais de fibra de carbono são excelentes.As excelentes propriedades físicas e mecânicas do material permitem que ele seja efetivamente utilizado na engenharia de fortalecimento de flexão, cisalhamento, compressão, fadiga, sísmica, vento, crack e controle de deflexão de estruturas, e alcançar excelente efeito de reforço.

2.3.O material de fibra de carbono é leve em peso e de alta resistência.A estrutura fortalecida por ela pode ser decorada sem deixar rastros de reforço e afetando a aparência externa da estrutura. Seu peso leve e alta resistência permitem reforçar a estrutura sem aumentar o volume da estrutura e mudar a forma da estrutura. Esta é uma característica que outros métodos de manutenção e reforço não podem ser comparados.

2.4.O processo de construção de concreto de reforço com CFRP é muito simples e conveniente. Quando está na construção de reforços, não precisa usar equipamentos de engenharia de grande escala, só precisa usar pequenas ferramentas elétricas para operar. Portanto, tem as vantagens de menos tipos de trabalho, menos trabalho, menor período de construção e mais rápido progresso na construção. Como a construção da tecnologia de reforço CFRP é conveniente e simples, ela tem grandes benefícios econômicos e sociais, então a tecnologia de reforço CFRP é um material de construção ideal para o fortalecimento de estruturas de concreto.

3 Reforço com CFRP

O desenvolvimento contínuo e o progresso dos materiais de construção utilizados na prática de engenharia e o surgimento de novos materiais são importantes forças motrizes para o desenvolvimento da engenharia de construção.A pesquisa e desenvolvimento de novos materiais de fibra de carbono e sua aplicação bem sucedida no campo da manutenção e reforço de projetos de construção abriram um novo capítulo na tecnologia de reforço de projetos de construção.

3.1. Requisitos para materiais de fibra de carbono

(1) Compósitos de fibra de carbono

Compósitos de fibra de carbono são compostos de matriz e fibras. Existem três tipos de materiais de fibra comumente usados no fortalecimento de estruturas de concreto: fibra de aramida, fibra de carbono e fibra de vidro.As características destes três compósitos são que eles são elásticos completamente lineares em tensão e deformação, e não há ponto de escoamento ou região plástica no material. Ao fortalecer estruturas de concreto com CFRP, é necessário que a CFRP seja ordenadamente ligada à superfície dos membros de acordo com o estresse estrutural e as características estruturais, de modo a fazer uso das características da CFRP para conter a deformação estrutural e melhorar a resistência final e a capacidade de carga das estruturas.

2) Materiais de ligação

Se o pano de fibra de carbono e o concreto podem funcionar em conjunto é o ponto chave para o desempenho do material de ligação.O material de ligação é também a chave para a transmissão de força entre eles.O material de ligação que escolhemos deve ter resistência suficiente. Ele não causará quebra de ligação quebradiça devido à fissuração de concreto. Ao mesmo tempo, deve ter resistência e rigidez suficientes para garantir a transferência de força de cisalhamento entre fibra de carbono e concreto. Como o ambiente de construção do projeto de armadura de estrutura de concreto não é limitado, o material de união deve ser capaz de se adaptar ao ambiente natural severo, assim como o material de fibra de carbono.

3.2. Tecnologia de Construção e Requisitos de Estruturas de Concreto Reforçadas CFRP

(1) Requisitos para a preparação e tratamento da fundação antes da construção

Antes de colar o pano de fibra de carbono ao concreto, é necessário que a camada deteriorante na superfície da estrutura do concreto seja removida e polida pela roda de moagem primeiro: a luxação e protrusão da superfície base da estrutura do concreto deve ser alisada, a parte de canto e a parte de protrusão devem ser alisadas, a parte de canto deve ser chanfrada, e a parte de fissura deve ser reparada injetando a pasta de resina epóxi. Limpeza da superfície de base de concreto: primeiro escovar escória solta com escova de arame de aço, em seguida, remover poeira com ar comprimido: em seguida, limpar a superfície com acetona ou álcool anidra, ou enxaguar com água limpa, mas deve ser assegurado que a superfície de base de concreto está totalmente seca antes da construção do próximo processo.

2) Requisitos de construção para colar

A. Requisitos para a fundação de estruturas de concreto a ser reforçada: a tecnologia de armadura CFRP de estruturas de concreto depende da eficiência de união entre CFRP e a superfície da estrutura, de modo que o grau de resistência do concreto da base não deve ser inferior a C15. Ao mesmo tempo, a estrutura de concreto armado é necessária para ter uma boa camada de proteção, e a superfície de base é necessária para ser plana.Para os defeitos de superfície, tais como peeling, peeling, corrosão, fissuras e carbonização grave da estrutura, reparação e construção devem ser realizados primeiro.

B.Adesão do CFRP: Ao fortalecer os elementos de concreto com CFRP, é necessário adotar o método de ligação multicamadas de tecido fino para garantir a infiltração completa com materiais de ligação.Para os membros flexurais, é melhor reforçá-los colocando-os ao longo do eixo da zona de tensão, e tomar as medidas de ancoragem necessárias perto do final da seção na direção da fibra principal.

C. Sobreposição e truncamento da CFRP: Quando a ligação da CFRP para reforçar o concreto, uma vez que a tensão de ligação entre a CFRP e o concreto se concentra principalmente na faixa de 10cm ao final, a falha de ligação é quebradiça, portanto, quando a CFRP deve ser sobreposta, o comprimento de sobreposição não deve ser inferior a 10cm.A parte de sobreposição deve evitar a área de tensão máxima do componente, e a extremidade de sobreposição deve ser plana e sem deformações.

D.O pano de fibra de carbono e os seus materiais de ligação seleccionados no projecto devem ter o certificado de inspecção do material e o certificado de qualificação fornecido pelo fabricante.

3.3. Controle de Qualidade de Materiais de Reforço pelo Método de Ligação

Pontos-chave a serem estritamente controlados na construção

(1) Controlo da proporção dos materiais de ligação

A proporção de mistura de materiais de ligação deve ser rigorosamente controlada.É a ligação chave para garantir a qualidade e o efeito do reforço de ligação.É necessário preparar os materiais estritamente de acordo com a proporção de mistura na mistura.

(2) Controle de temperatura de construção

A resina epóxi cura lentamente a baixa temperatura. Geralmente, ele é escolhido para ser construído diretamente à temperatura de L5 ~28~C.Se a construção for efectuada a baixa temperatura, devem ser tomadas medidas de aquecimento e manutenção.

(3) Deve ser mantida a pressão necessária para a formação.

Ao fortalecer vigas de concreto e lajes, a maioria delas é realizada na parte inferior das vigas e colada do fundo para o topo.Se a pressão for insuficiente, a ligação entre concreto e concreto não será suficientemente próxima, o que fará com que o material da camada de armadura caia, e afetará o efeito da armadura.

4) Controlo da cola

Para evitar a formação de vazios ou degustação, é necessário extrudir e raspar as bolhas de ar. Caso contrário, afetará o efeito da armadura das estruturas de concreto, resultando em má ligação de algumas partes, resultando no fenômeno de concentração de estresse nessas partes durante o uso de estruturas de concreto, causando a destruição de estruturas de concreto.

Epílogo

Não é muito tempo para a China introduzir a tecnologia de colagem de fibra de carbono para reforçar o concreto.Mas esta tecnologia tem sido aplicada em cada vez mais projetos de reforço.O seu excelente desempenho reflecte-se plenamente no processo de reforço de estruturas de betão.