Os materiais compósitos FRP são amplamente utilizados na reparação e armadura de estruturas de concreto devido à sua baixa densidade, alta resistência à tração e excelente resistência à corrosão.É um composto de tecido de fibra de alto desempenho, ligante de alta resistência e agente de cura. Os panos de fibra mais comumente usados são pano de fibra de carbono e pano de fibra de aramida.

Análise e avaliação do desempenho

1 Comparação do desempenho do material

Fibra de aramida e fibra de carbono, como um novo tipo de material composto não metálico no campo da armadura estrutural, têm várias características: 1) Módulo elástico de alta resistência à tração; 2) Baixa densidade; 3) Boa durabilidade, resistência à corrosão e resistência ao envelhecimento; 4) Alta resistência à fadiga; 5) Anisotropia; 6) A relação tensão-deformação é linear.

A força das duas fibras acima é a força do próprio material, não o tecido de fibra

Resistência, a resistência de tecido específico de fibra é a seguinte:

1) Fibra de carbono: 0.11mm, 0.167 mm e 0.333mm são especificações comumente utilizadas, com uma força de 3 600 MPa. Como a fibra de carbono é uma falha frágil, não há sinal antes da falha.

Trillion, portanto, o fator de reserva de segurança considerado é geralmente 0.5 a 0.7, isto é, a força que pode ser exercida

Há 0.7×3 600=2520 MPa.

2) Fibra de aramida: AK-40 e AK-60 são duas especificações comumente usadas, as espessuras são respectivamente

São 0.193 mm e 0.286 mm, a resistência é de 2 060 MPa, devido à tenacidade da fibra de aramida

O desempenho é particularmente bom, por isso o seu coeficiente de reserva de segurança é geralmente 0.75 a 0.95, isto é, pode enviar

A intensidade de volatilidade é 0.85×2 060=1 751 MPa.

Portanto, o valor efetivo da resistência é que a fibra de carbono é maior do que a fibra de aramida.No entanto, a forma de falha do componente após a armadura de fibra de carbono é falha quebradiça, o que o torna mais adequado para estruturas que suportam cargas estáticas de longo prazo.A fibra de aramida tem forte resistência ao impacto local (como pode ser visto a partir do uso precoce da armadura corporal), por isso é mais adequado para componentes que suportam cargas dinâmicas.

Além disso, a razão pela qual o material de PRF é utilizado para reforço é principalmente que, após o tecido de fibra estar impregnado com resina, ele pode alcançar uma deformação coordenada através da boa capacidade de união entre a resina e o concreto, e suportar conjuntamente a carga. Uma vez que tanto o pano de aramida como a resina são materiais orgânicos, a força de união entre os dois é muito forte. Quando a resina é combinada com a fibra inorgânica de carbono, a permeabilidade é melhor do que a da fibra de aramida, e o período de construção é menor do que o da fibra de aramida, o que reduz o custo global em conformidade.

2 Comparação do desempenho da construção

Em comparação com o tecido de fibra de aramida, o tecido de fibra de carbono é mais flexível. Pode ser cortado na forma e tamanho necessários com tesouras no local durante a construção, e tem adaptabilidade extremamente alta para diferentes formas de componentes. Devido ao peso leve do tecido de fibra de carbono, não é necessário equipamento de elevação, e pode ser concluído manualmente usando pequenas máquinas. Também pode ser construído em um pequeno espaço (10 cm).A velocidade de construção é rápida, o ciclo é curto, e a qualidade de ligação é fácil de garantir. Além disso, a superfície da fibra é fácil de pintar, que é bem adaptada às exigências ambientais e pode minimizar as marcas de reparo.

3 Comparação dos resultados económicos

Semelhante ao tecido de fibra de carbono, o preço do material de fibra de aramida é maior do que o dos materiais tradicionais de reforço estrutural, e seu custo global também é maior.A economia da fibra de carbono reflete-se principalmente nos seguintes aspectos:

1) Menos custo durante o transporte, armazenamento, carga e descarga, processamento e manutenção;

2) A construção não requer equipamentos e máquinas de grande escala, o que reduz o custo dos deslocamentos mecânicos e reduz a necessidade de

Interferência da utilização normal;

3) Devido à velocidade de construção rápida, o período de construção é reduzido e os custos de trabalho são economizados;

4) Boa durabilidade, o que reduz os custos de manutenção em conformidade.

A julgar pela prática de engenharia existente no exterior, o custo abrangente de reforço de fibra de carbono para estruturas de grande e médio porte, como pontes, é menor do que o custo abrangente de colar chapas de aço, e o desempenho abrangente também é melhor.

4 Comparação da aplicabilidade

O reforço de fibras é amplamente utilizado em quase todos os campos da engenharia civil, como pontes, metrôs, estruturas subterrâneas, edifícios industriais e civis, torres de água, piscinas, chaminés, etc. Basicamente cobre a armadura do concreto sob tensão, compressão, flexão e cisalhamento. Tecido de fibra de carbono tem alta resistência à tração e resistência à fadiga ao longo da direção da fibra, mas baixa resistência à compressão e cisalhamento. Portanto, é principalmente adequado para a armadura de estruturas de concreto sob tensão, especialmente para a armadura de vigas.No entanto, devido à fragilidade dos danos, o fator de segurança deve ser plenamente considerado ao projetar. Como os materiais de fibra de carbono, a fibra de aramida, que também é um material composto, tem uma baixa resistência à compressão, mas sua resistência ao cisalhamento é excelente, por isso é muito ideal para ser usado como uma resistência ao cisalhamento do píer e reforço sísmico.

5 Comparação de segurança

A chave para se saber se o desempenho técnico dos compósitos FRP para fortalecer as estruturas de concreto atende aos requisitos é se a ligação entre o pano de fibra e o concreto pode ser garantida. Atualmente, sob os métodos de projeto e construção especificados, o uso de materiais compósitos de fibra reforçada qualificados para reforçar as estruturas de concreto pode efetivamente melhorar a capacidade de rolamento e rigidez dos componentes de concreto, e reduzir a deflexão dos componentes, melhorar a ductilidade dos componentes e limitar a expansão das trincas, melhorar o desempenho sísmico da estrutura, ampliando assim a sua vida útil.