Reforço compósito

O material composto é composto por duas ou mais placas de camada única de diferentes materiais ou placas de camada única anisotrópicas do mesmo material e diferentes direções de colocação de fibras. Eles têm não-uniformidade macroscópica na direção da espessura, e essa não-uniformidade pode causar efeitos de acoplamento. Ou seja, a força no plano da placa materializada causará a flexão e a deformação da torção, enquanto o momento e o torque de flexão provocarão a deformação no plano.Este efeito de acoplamento torna a análise mecânica da placa materializada complicada. Além disso, o material é anisotrópico, e devido à diversidade de direções de colocação de fibras, geralmente não tem uma determinada orientação material.

Portanto, seu mecanismo de destruição e forma são muito mais complicados do que a estrutura de materiais elásticos lineares e isotrópicos contínuos uniformes.A falha de delaminação é única para estruturas materiais. Pode enfraquecer as propriedades mecânicas das estruturas materiais e fazer com que a estrutura falhe prematuramente sob cargas in-plane ou dobrando.

Princípios básicos do reforço composto

Tecido de fibra de carbono tem resistência à tração diferente em cada direção devido às diferentes direções de arranjo de fibra de carbono. Quando a direção da fibra e a direção da força do tecido de fibra de carbono são as mesmas, a resistência à tração é a mais alta. Pelo contrário, a resistência à tração é a mais baixa.De modo geral, a forma típica de falha de flexão do componente é produzir fissuras concentradas que atravessam a zona de tensão até a zona de compressão. Depois que a superfície da zona de tensão do componente é colada com tecido de fibra de carbono, as fissuras são difíceis de expandir ainda mais quando o componente é carregado. Portanto, as fissuras concentradas no meio do vão são " dispersas" em fissuras curtas e finas e uniformemente dispersas na zona de tensão do componente, o que aumenta a altura da zona de compressão da seção do componente.Com o reforço da fibra de carbono, aumenta-se a capacidade de rolamento da barra de flexão.

Vantagens do reforço composto e opiniões de discussão

Os materiais compósitos de fibra têm sido gradualmente utilizados no reforço de estruturas de ponte devido ao seu peso leve, alta resistência, facilidade de construção e resistência à corrosão.Entre os três materiais de fibra, os materiais de fibra de carbono são os mais utilizados.Entre os materiais de fibra de carbono, o tecido de fibra de carbono (tecido CFRP) é o mais utilizado.Em comparação com a tecnologia tradicional de reforço, o reforço de tecido de fibra de carbono tem vantagens óbvias:

1 Leve e fino

Depois que o pano de fibra de carbono é colado, o peso por metro quadrado é inferior a 1.0kg (incluindo o peso da resina), e a espessura da camada colada é apenas de cerca de 1.Omm. Após reforço e reparação, o peso da estrutura original e o tamanho dos componentes originais não são basicamente aumentados, e o espaço de uso do edifício não será reduzido.

2 Alta resistência e alta eficiência

Devido às excelentes propriedades físicas e mecânicas dos materiais de tecido de fibra de carbono, ele pode fazer pleno uso de suas características de alta resistência e de módulo elástico elevado no fortalecimento e reparação de concreto, melhorando a capacidade de rolamento e ductilidade de estruturas e componentes de concreto, e melhorando seu desempenho de tensão, para alcançar a finalidade de armadura eficiente.(A resistência do aço é geralmente superior a 3500MPa, enquanto o aço é 250-550MPa, o concreto é 3.5- 7MPa).

3 Fácil de construir

Materiais de fibra de carbono são usados para reforçar a estrutura do concreto.A construção é simples, a eficiência do trabalho é alta, a quantidade de trabalho é pequena, e não há operação molhada, e nenhum grande equipamento de construção é necessário no local de construção.

4 Tem boa resistência à corrosão e durabilidade

A estrutura de concreto armado e reparado com tecido de fibra de carbono tem boa resistência à corrosão e durabilidade, e pode resistir à corrosão de vários ácidos, álcalis e sais frequentemente encontrados em edifícios. Depois de utilizar este método para tratar a estrutura, não só não requer manutenção regular anti-ferrugem, conforme exigido pelo método de colagem de aço, o que economiza muitos custos de manutenção, mas também pode proteger a estrutura de concreto interno e alcançar uma finalidade dupla. 

5 Ampla aplicação

Ligar materiais de fibra de carbono para reforçar e reparar estruturas de concreto pode ser amplamente utilizado em vários tipos estruturais e várias partes de várias formas estruturais, sem alterar a forma estrutural e sem afetar a aparência estrutural.

6 Fácil de garantir a qualidade da construção

Como o tecido de fibra de carbono é flexível, mesmo que a superfície da estrutura reforçada não seja muito plana, ele pode basicamente alcançar uma taxa de adesão eficaz de 100%.

7 Boa resistência à fadiga

O concreto armado de fibra de carbono passou por um certo número de cargas cíclicas de fadiga, mas seus índices de resistência e ductilidade não se mostraram reduzidos, enquanto o concreto comum passou pela mesma carga cíclica de fadiga, seus índices de resistência e ductilidade diminuirão em graus variados. Portanto, com a promulgação de especificações relevantes e a melhoria contínua da tecnologia de reforço, o tecido de fibra de carbono, como material de reforço emergente, será rapidamente promovido e aplicado em projetos de reforço estrutural.

Sugerir

As várias vantagens da armadura de fibra de carbono se manifestam principalmente em peso leve, construção fácil e efeitos significativos na melhoria da capacidade de rolamento final, rigidez, ductilidade e resistência à fissura da estrutura.O próprio material dificilmente aumenta o peso e tem alta força.A resistência da fibra de carbono após a cura é mais de dez vezes superior à do aço. Portanto, a força do material de reforço deve ser plenamente exercida.A pasta de fibra de carbono requer maior deformação da barra de reforço.No caso de pequena deformação, a histerese de tensões da armadura de fibra de carbono é maior do que a do aço de união. Portanto, quando a capacidade de rolamento de componentes difere muito, a armadura de aço-ligada deve ser preferida.

Problemas que devem ser considerados na construção do reforço de fibra de carbono:

1 O agente principal e o agente de cura devem ser configurados de acordo com os requisitos de projeto para evitar materiais errados ou mistura desigual da cola. Preste atenção à temperatura e umidade ambiente durante a construção, e preste atenção às condições de armazenamento do produto e tempo de armazenamento para evitar afetar a qualidade do produto.

2 A selecção das variedades de cola adequadas deve ser seleccionada de acordo com os requisitos de concepção, prestando atenção ao agente de cura.A quantidade de cola não deve ser muito grande de uma só vez, para que o calor da reação não possa ser liberado no tempo devido ao atraso da escovação, e a alta temperatura do ambiente de construção irá facilmente fazer com que a cola solidificar muito rápido e é tarde demais para aplicar.

4 A superfície do concreto é desigual, o polimento e a construção do nivelamento não é correto, o pano de fibra de carbono colado em um tempo é muito largo, a superfície do concreto é desigual, e os cantos são inconsistentes, o que fará com que a fibra de carbono e a camada base produzam oco, o que afetará o efeito de reforço do pano de fibra de carbono.