Materiais de fibra de carbono possuem as características de resistência à corrosão, alta resistência, peso leve e propriedades não magnéticas.O uso de materiais de fibra de carbono paras reforço trutural tem sido cada vez mais utilizado nos últimos anos.Este método tem as vantagens de boa durabilidade, construção conveniente, sem aumento na seção transversal, sem aumento de carga, e aparência bonita.Colar material de fibra de carbono ao membro fletor pode melhorar sua resistência à flexão e cisalhamento.Colar materiais de fibra de carbono aos nós e colunas de moldura pode melhorar sua resistência sísmica.A pesquisa sobre o uso de materiais de fibra de carbono para reparar estruturas de concreto tem sido relativamente madura e tem sido amplamente utilizada na armadura de vários componentes de concreto.

1. Tecnologia de reforço de pano de fibra de carbono pré-stressado

Embora a fibra de carbono seja um material de alta resistência, seu módulo elástico é muito menor do que sua resistência. Ao trabalhar com barras de aço, quando a barra de aço exerce plenamente sua resistência, a fibra de carbono não se deforma muito, e exibe menos de 20% de sua resistência, o que tem efeito muito limitado na melhoria da carga de fissuração e carga de rendimento do componente.É difícil suprimir a deformação do componente e o desenvolvimento de fissuras, e é difícil aumentar a rigidez do componente. Portanto, para desempenhar o papel de alta resistência de materiais reforçados com fibra de carbono, o material de fibra de carbono deve ser deformado o suficiente, e o material de fibra de carbono pode ser pré-tensionado e, em seguida, usado para reforço.

A maquinaria de construção que utiliza pano de fibra de carbono protendido para reforçar estruturas de concreto deve ter as seguintes propriedades: pode efetivamente esticar o pano de fibra de carbono.O dispositivo utilizado para ancorar o pano de fibra de carbono deve ter uma forte capacidade de ancoragem para esticar o tecido de fibra de carbono para um nível de tensão mais elevado, e o dispositivo de ancoragem e a própria máquina devem ter maior rigidez.A fim de garantir que grande deformação não ocorre quando se suporta uma grande força externa, a distribuição de tensão transversal do tecido de fibra de carbono é desigual e é quebrada prematuramente. Depois que a tensão é concluída, deve ser conveniente colar e fortalecer os membros fletores. Fácil de transportar e instalar.

2. Materiais de fibra híbrida para reforço

Experimente usar tecido de fibra de carbono e tecido de fibra de vidro de alta resistência para fortalecer colunas quadradas de concreto.No experimento, o reforço de fibra híbrida adota o método híbrido intercamada.O pano de fibra de carbono é organizado no lado interno e o tecido de fibra de vidro de alta resistência está no lado externo. Isso pode tirar proveito da boa resistência álcali da fibra de carbono e do alto alongamento da fibra de vidro. Os resultados dos testes mostram que a fibra de carbono pode efetivamente melhorar a eficiência de desempenho da fibra de vidro.O uso de reforço de fibra híbrida pode não só melhorar a ductilidade do componente, mas também reduzir o custo da armadura, garantindo a capacidade de suporte do componente, com apenas uma ligeira diminuição da rigidez.

O método de reforço híbrido de fibra de carbono e fibra de alta resistência foi utilizado para reforçar as vigas com fissuras anormais em uma biblioteca. Os resultados da armadura mostram que esse método melhora a ductilidade dos membros e reduz o custo da armadura.

3. Estrutura de concreto armado com placa de fibra de carbono

Quando é necessário aumentar a grande capacidade de rolamento do componente, a superfície do componente pode ser colada com múltiplas camadas de tecido de fibra de carbono para reforço, mas a placa de fibra de carbono também pode ser usada para fortalecer o componente.O uso de placa de fibra de carbono para reforço é mais rápido e mais conveniente do que colar reforço de fibra de carbono multi-camadas, e reduz o processo de ligação entre tecido e tecido.O método de reforço da placa de fibra de carbono é basicamente o mesmo método de reforço do tecido de fibra de carbono.

O método de colagem de chapa de fibra de carbono para armadura é mais conveniente e rápido, o que pode efetivamente melhorar a capacidade de rolamento e rigidez de deformação de barras de concreto armado, e pode tornar a distribuição de trincas de viga fina e densa.O efeito da armadura depende principalmente da ligação entre a placa de fibra de carbono e a interface de concreto. Garantir a resistência de união e as medidas de ancoragem final são os pré-requisitos para que a placa de fibra de carbono funcione plenamente.

4.Reforço de material de fibra de carbono e reparação de estrutura de aço

Estruturas de aço reforçadas com fibra de carbono resistente à corrosão, de alta resistência, baixo peso e têm vantagens óbvias.O processo de colar materiais de fibra de carbono é basicamente o mesmo que colar em concreto, mas as seguintes questões ainda precisam de atenção:

1) A fim de obter o melhor efeito de reparação, a direção da fibra (direção principal do eixo) do material de fibra de carbono colado deve ser o mais consistente possível com a direção de força máxima no componente danificado.Se a parte danificada estiver em um estado de tensão complexo, a orientação de fibra e a sequência de camadas devem ser tão consistentes quanto possível com a direção de tensão controlada.

2) Depois que o material de fibra de carbono é colado, o tratamento de proteção de superfície deve ser realizado de acordo com a situação real, tais como spray anti-ferrugem tinta, revestimento à prova de fogo e materiais decorativos, etc., e a ligação confiável entre o material de proteção e o material de fibra de carbono deve ser garantida.

3) Tanto os materiais de aço e fibra de carbono são materiais condutores e têm boa condutividade.No entanto, quando a superfície do componente reparado está em um ambiente corrosivo, a corrosão galvânica é propensa a causar corrosão da estrutura de aço. Portanto, quando se utiliza fibra de carbono para reparar e fortalecer componentes de aço, deve-se ter especial cuidado para evitar que as peças reparadas estejam em um ambiente corrosivo.

5.Reforçar paredes de alvenaria com tecido de fibra de carbono

A aplicação de tecido de fibra de carbono em estruturas de alvenaria de tijolos, além de prevenir e reparar paredes rachadas, é usar as propriedades mecânicas de alta resistência e eficientes do tecido de fibra de carbono para melhorar o desempenho sísmico de estruturas de alvenaria de tijolos.A carga final da parede rachada reforçada com tecido de fibra de carbono é significativamente maior do que a da parede não reforçada; a capacidade de deformação da parede reforçada também é significativamente melhorada. Quando o tecido de fibra de carbono é usado para reforçar paredes de tijolo, quanto maior a largura do tecido, mais óbvio é o seu efeito de reforço.