Materiais compósitos de fibra de carbonosão geralmente compostas por fibras e uma matriz. Fibra de carbono é um tipo de material composto de fibra usado para reforçar estruturas de concreto. Devido às vantagens do peso leve, alta resistência, operação simples, fácil de furar, e sem corrosão, é amplamente utilizado no reforço de várias formas de componentes, tais como resistência à flexão, resistência ao cisalhamento, resistência à tração e resistência sísmica.Para pontes antigas com baixa relação de armadura ou severa corrosão de aço, o efeito de armadura é particularmente significativo. Ao mesmo tempo, é adequado para a resistência ao cisalhamento, armadura de compressão de cais de concreto, armadura de ductilidade sísmica, e reparação após os danos do terremoto.

Requisitos materiais

(1) Fibra de carbono comum é feita de cera de polipropileno ou fibra de pitch mesofase através de carbonização de alta temperatura.O grau de carbonização é determinado por propriedades como a ruptura de moldes elásticos, densidade e condutividade.A resistência à tração do pano de fibra de carbono é geralmente 3 550 MPa, e o módulo elástico é 2.35 x 105 MPa.O projeto utiliza uma pequena refeição de polipropileno para reboque (fibra à base de PAN) com um tamanho não superior a 24 k, e nenhuma fibra de reboque grande.

(2) O material de união é o material que liga o tecido de fibra de carbono à superfície do concreto, e inclui principalmente primer, material de nivelamento e resina impregnante.O material de união deve ter rigidez e resistência suficientes para garantir a transmissão da força de cisalhamento entre o concreto e a fibra de carbono, e ao mesmo tempo deve ter resistência suficiente para não causar quebra de aderência quebradiça devido à fissuração do concreto.

(3) O revestimento protetor deve ser feito de materiais isolantes, e o revestimento deve ter boas propriedades à prova de fogo, à prova de fogo, anti-envelhecimento e forte adesão.

Princípios de desenho do  

(1) O peso próprio da estrutura da ponte de concreto não pode ser completamente descarregado durante a armadura, e a força secundária deve ser considerada.O tamanho da estrutura da ponte de concreto é grande. Como as fórmulas empíricas obtidas em condições laboratoriais não são necessariamente adequadas para o reforço da estrutura da ponte, essas fórmulas devem ser modificadas, como o fator de segurança.

(2) Ao calcular o projeto da armadura, todas as condições de projeto e combinações de carga devem ser consideradas.O processo de cálculo inclui o cálculo do estado-limite da capacidade de rolamento e o estado-limite da utilização normal.Em geral, o estado limite de capacidade de manutenção controlará o projeto de reforço.O cálculo do estado final da capacidade de rolamento deve ter em conta os vários modos de falha que podem ocorrer. Geralmente, o modo de falha é dividido em duas categorias, a saber, a estrutura que pode funcionar como um todo depois que a folha de fibra de carbono é colada e os componentes que não podem funcionar como um todo.

(3) O cálculo de verificação do estado limite de manutenção inclui: limitação de tensão para evitar o rendimento da barra de aço, a destruição do concreto ou fluência excessiva e a fratura de fibra de carbono. Limitações de deformação.O limite de fissuração garante a durabilidade da estrutura e a integridade da ligação.

(4) A folha de fibra de carbono exibe propriedades elásticas lineares quando tensionada até falhar, e sua fragilidade é obviamente diferente da ductilidade de barras de aço.Por um lado, as chapas de fibra de carbono não têm a ductilidade de barras de aço, e a ductilidade da estrutura reforçada será limitada.Por outro lado, devido à falta de ductilidade da folha de fibra de carbono, a redistribuição do estresse no componente será restrita. Portanto, no projeto estrutural das folhas de fibra de carbono coladas, as folhas de fibra de carbono não podem ser simplesmente usadas como substituto para barras de aço, e a fragilidade das folhas de fibra de carbono deve ser considerada.

(5) Condições especiais de projeto devem considerar a queda de folhas de fibra de carbono devido ao impacto, danos causados pelo homem ou fogo.

Método e controle de qualidade do cais de reforço com pano de fibra de carbono

1) Método de envoltório: geralmente um tecido de fibra de carbono unidirecional é impregnado com resina e depois colado na coluna.A direção de fibra do tecido de fibra de carbono é geralmente a direção do anel da coluna, e as folhas de fibra de carbono podem ser laminadas em várias camadas. Ao longo da altura da coluna, os métodos de colagem da folha de fibra de carbono incluem: colamento contínuo, colamento em forma de espiral e colamento em forma de anel.

2) Método de enrolamento do filamento: semelhante ao método de enrolamento, a diferença é que o método de enrolamento usa filamentos de fibra de carbono em vez de tecido de fibra de carbono, de modo que os filamentos de fibra podem ser automaticamente fisgados na coluna por uma máquina. Usando este método pode efetivamente controlar a espessura da fibra de carbono, direção de fibra e relação de volume de fibra.

3) Método de manga de tábua de fibra de carbono pré-fabricado: A manga pré-fabricada pode ser feita em um semicírculo ou sulco, ou pode ser feita em um círculo com entalhes. Além disso, a forma da coluna pode ser alterada por este método, e a manga de fibra de carbono também pode servir como modelo para despejar concreto.