wzmocnienie konstrukcyjne z włókna węglowego
Beton jest najpowszechniej stosowanym materiałem budowlanym na świecie ze względu na jego wysoką opłacalność, obfitość surowców, łatwą produkcję oraz doskonałe właściwości fizyczne i mechaniczne.
Beton ma jednak również ograniczenia, które mogą mieć wpływ na jego trwałość i żywotność. Głównie ze względu na niską wytrzymałość na zginanie i rozciąganie, a także kruchość, konstrukcja może bez ostrzeżenia ulec zniszczeniu w warunkach rozciągania i ścinania.
Dlatego beton konstrukcyjny zwykle wymaga zbrojenia, aby poprawić integralność strukturalną budynków. Chociaż włókno stalowe jest głównym elementem wzmacniającym stosowanym na całym świecie, istnieją również pewne problemy z jego stosowaniem, głównie w zakresie jego długoterminowej wydajności i trwałości.
Dlaczego warto stosować włókno węglowe?
W ostatnich latach zastosowanie włókna węglowego w budownictwie staje się coraz bardziej powszechne, głównie do ścian osłonowych, ścian działowych i ram ściennych. Beton zbrojony włóknami węglowymi (CFRC) został po raz pierwszy zastosowany jako potencjalny materiał budowlany w latach 70. XX wieku i udowodniono, że ma pewne odpowiednie właściwości.
Wczesne badania CFRC wykonane z włókien PAN znacznie poprawiły udarność, wytrzymałość na rozciąganie i moduł sprężystości betonu. W roku 1980 w raporcie badawczym dotyczącym stosowania asfaltowych włókien węglowych w Japonii stwierdzono, że znaczną poprawę osiągnięto dzięki zastosowaniu jedynie 0,2% objętościowych włókna węglowego.
Dalsze badania potwierdziły, że nawet dodanie bardzo małej ilości włókna węglowego może znacząco poprawić właściwości mechaniczne betonu, przy czym włókno węglowe sprawdza się lepiej niż włókno stalowe czy szklane. Wynika to z jego doskonałej trwałości, odporności na ciepło, odporności na warunki atmosferyczne i przetwarzalności w trudnych warunkach.
Jednak wadą włókna węglowego jest jego koszt. Jak dotąd utrudniało to jego zastosowanie na dużą skalę w elementach konstrukcyjnych, ale badacze uważają, że początkowy koszt włókna węglowego jest tego wart w porównaniu z kosztem modernizacji uszkodzonych konstrukcji za pomocą tradycyjnego betonu wzmocnionego włóknami stalowymi.
Włókna węglowe zawierają ponad 92% wag. węgla ułożonego w strukturę krystaliczną równoległą do długiej osi włókna. W zależności od procesu produkcyjnego struktura może być amorficzna, częściowo krystaliczna lub całkowicie krystaliczna i może występować w postaci krótkich lub długich włókien.
Włókno węglowe jest klasyfikowane jako materiał o wysokiej wydajności ze względu na jego podstawowe właściwości. Cechy te obejmują niski ciężar właściwy, zdolność wytrzymywania naprężeń w warunkach obciążenia dynamicznego i quasi-statycznego, wysoką przewodność cieplną, doskonałą odporność na pełzanie, wysoki moduł sprężystości, brak korozji i stabilność chemiczną.
Ponadto włókno węglowe ma doskonałe właściwości estetyczne i jest atrakcyjne dla projektów wymagających wysokiej jakości produktów końcowych.Jednak włókno węglowe ma również pewne ograniczenia, które mogą utrudniać jego użytkowanie.
Włókna są podatne na utlenianie w warunkach ogrzewania lub zasadowych. Ponadto włókna mają również wady, takie jak anizotropia osiowa i poprzeczna oraz niskie odkształcenie przy pękaniu. Główną przeszkodą w zastosowaniu CFRC jest słaba ciągliwość włókna węglowego, która jest niższa niż w przypadku alternatywnych rozwiązań, takich jak szkło, Kevlar i SiO2.
TDS wzmocnienia strukturalnego z włókna węglowego (12K i 24K)
Specyficzne metody wzmacniania
Obecnie istnieje wiele powszechnie stosowanych metod zbrojenia, takich jak metoda zwiększania przekroju poprzecznego, metoda owijania stali zbrojeniowej, metoda klejenia stali zbrojeniowej, metoda wzmacniania włókna węglowego itp. Technologia zbrojenia i naprawy konstrukcji z włókna węglowego to kolejny nowy rodzaj zbrojenia konstrukcyjnego technologii po zwiększeniu przekroju betonu i związaniu stali.
Zakres zastosowania
Metodę wzmacniania włókna węglowego można stosować do wzmacniania na zginanie i ścinanie konstrukcji betonowych i jest szeroko stosowana do wzmacniania sejsmicznego, pękania i antykorozyjnego różnych budynków i konstrukcji przemysłowych i cywilnych. Zbrojenie belek, słupów i paneli w konstrukcjach betonowych, mostach i budynkach. Wzmocnienie tuneli, obiektów portowych, kominów, magazynów i fabryk. Ochrona i wzmacnianie betonu, mostów i konstrukcji rzecznych uszkodzonych przez sól.
Zasada procesu
Wstępna impregnacja włókien węglowych o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie w kompozytowych materiałach wzmacniających (jednokierunkowe włókna ciągłe) przy użyciu żywicy epoksydowej; Użyj kleju na bazie żywicy epoksydowej, aby przykleić go wzdłuż kierunku rozciągania lub prostopadle do kierunku pęknięcia na wzmacnianej konstrukcji, tworząc nowy kompozyt, tak aby wzmocniony materiał klejący i oryginalny żelbet były wspólnie naprężone, aby zwiększyć odporność na pękanie lub odporność na ścinanie konstrukcji oraz poprawić wytrzymałość, sztywność, odporność na pękanie i wydłużenie konstrukcji.
proces technologiczny
Przygotowanie konstrukcji → Obróbka powierzchni betonu → Nałożenie podkładu → Naprawa uszkodzonej powierzchni elementów → Wklej włókno węglowe → Utwardzanie powierzchni → Przygotowanie materiału wyrównującego → Przygotowanie warstwy spodniej lub żywicy → Przygotowanie żywicy impregnacyjnej
Punkty operacyjne
1, Obróbka powierzchni betonu
1. Oczyść uszkodzone i połamane części na powierzchni elementów betonowych.
2. Napraw i przywróć uszkodzone części komponentów, które zostały wyrzeźbione, oczyszczone i odsłonięte.
3. Naprawa pęknięć: W przypadku pęknięć o szerokości mniejszej niż 0,2 mm nałożyć żywicę epoksydową w celu pokrycia powierzchni i uszczelnienia; Pęknięcia większe niż 0,2 mm należy wypełnić żywicą epoksydową.
4. Polerowanie: Wypolerować wystające części powierzchni elementu (takie jak połączenia elementów betonowych i złącza szalunków) na płasko i sprawić, aby naprawiona powierzchnia elementu była możliwie gładka.
5. Oczyść i wypoleruj powierzchnię elementów, a następnie poczekaj, aż dokładnie wyschną.
2, nałóż podkład na wadliwy obszar
Przygotowany klej bazowy (spoiwo) nałożyć równomiernie na powierzchnię ubytku betonu.
3, Naprawa defektów powierzchniowych komponentów
Zastosowanie szpachli epoksydowej do naprawy uszkodzonych powierzchni komponentów jest kluczowym krokiem, obejmującym następujące kluczowe punkty:
1. Dokładnie odważyć główny środek szpachlowy, przyspieszacz utwardzania i utwardzacz w podanych proporcjach, przełożyć je do pojemnika i równomiernie wymieszać mikserem.
2. Wypełnij wklęsłe części powierzchni elementu szpachlą epoksydową i przywróć je do gładkiej powierzchni. W przypadku stosowania szpachli epoksydowej przy niepełnych naprawach budowę należy prowadzić w temperaturze powyżej -5 stopnia i wilgotności względnej mniejszej niż 85%. Po nałożeniu szpachli wszelkie nierówności i nierówności występujące jeszcze na powierzchni należy wygładzić papierem ściernym.
4, nałóż podkład
Przygotowany klej (spoiwo) nanieść równomiernie wałkiem na powierzchnię klejonego betonu.
5, wklej włókno węglowe
Przed wklejeniem materiałów z włókna węglowego należy najpierw sprawdzić, czy powierzchnia do wklejania jest sucha. Gdy temperatura przekracza -10 stopni, a wilgotność względna względna jest większa niż 85%, budowa nie może być prowadzona bez skutecznych środków. Aby zapobiec uszkodzeniu włókna węglowego podczas transportu, przechowywania, cięcia i klejenia materiałów z włókna węglowego. Wytnij materiał z włókna węglowego za pomocą stalowej linijki i noża do tapet zgodnie z określonym rozmiarem, a długość każdego odcinka nie powinna zazwyczaj przekraczać 6 m. Aby zapobiec uszkodzeniu materiałów podczas przechowywania, ilość ciętych materiałów powinna opierać się na codziennym zużyciu. Podłużne połączenia włókna węglowego muszą zachodzić na siebie na więcej niż 20 cm. Obszar ten powinien być pokryty większą ilością żywicy, a włókno węglowe nie musi zachodzić na siebie w poziomie.
Kluczowe punkty procesu budowy są następujące:
1. Środek główny, przyspieszacz utwardzania i utwardzacz do żywicy w postaci pasty należy dokładnie odważyć według przepisanej proporcji, załadować do pojemnika i równomiernie wymieszać mikserem. Początkową ilość mieszanki należy zużyć w odpowiednim czasie.
2. Podczas wklejania staraj się, aby pomiędzy włóknem węglowym a żywicą nie było powietrza. Użyj wałka (specjalnego narzędzia), aby wielokrotnie przetoczyć materiał z włókna węglowego wzdłuż kierunku włókna, umożliwiając żywicy wniknięcie w włókno węglowe.
6, Konserwacja
Po wklejeniu materiału z włókna węglowego należy go naturalnie utwardzać przez 1-2 godzin, aby osiągnąć wstępne utwardzenie i należy upewnić się, że w okresie utwardzania nie wystąpią żadne zewnętrzne zakłócenia ani kolizje.
7, Malarstwo
Jeśli w przypadku wzmocnionych elementów wymagana jest ochrona przeciwpożarowa, po utwardzeniu żywicy można nałożyć powłokę ognioodporną. Malowanie należy przeprowadzić po wstępnym utwardzeniu żywicy i powinno ono być zgodne z odpowiednimi normami i przepisami budowlanymi dotyczącymi zastosowanej powłoki.
Wymóg jakości
1. Wszystkie przychodzące materiały, w tym materiały z włókien węglowych i materiały wiążące, muszą spełniać standardy jakościowe i posiadać fabryczne certyfikaty produktu, spełniające wymagania inżynieryjnego projektowania wzmocnień.
2. Materiały z włókna węglowego nie powinny być ściskane podczas transportu i przechowywania, aby zapobiec uszkodzeniu włókien węglowych, ani nie powinny być bezpośrednio wystawiane na działanie światła słonecznego i deszczu. Materiały klejące należy przechowywać w chłodnym i szczelnie zamkniętym miejscu.
3. Jakość konstrukcji każdego procesu będzie nadzorowana i nadzorowana przez personel techniczny. Po zakończeniu każdego procesu należy go przekazać technikowi do kontroli i zatwierdzenia przed przystąpieniem do następnego procesu.
4. Nałóż farbę podkładową
Powłokę należy nakładać równomiernie i nie pomijać. Surowo zabrania się stosowania w nieodpowiednich warunkach temperaturowych. Powłokę rozcieńczoną rozpuszczalnikami należy zużyć w określonym czasie.
Gdy temperatura jest niższa niż 7 stopni, wilgotność względna RH jest mniejsza niż 85%, wilgotność powierzchniowa betonu jest niższa niż 8% i nie występuje zjawisko kondensacji, należy zastosować modyfikowaną żywicę epoksydową.
5. Naprawa uszkodzeń powierzchniowych podzespołów
Niewielkie dziury i narożniki wewnętrzne na powierzchni konstrukcji należy naprawić i wyrównać szpachlą epoksydową. Wszelkie nierówności lub szorstkości, które nadal występują na powierzchni po nałożeniu szpachli, należy wygładzić papierem ściernym.
6. Wklej włókno węglowe
① Podczas klejenia materiałów z włókna węglowego muszą być spełnione następujące warunki:
a, Materiały z włókna węglowego należy przycinać zgodnie z przepisami.
b. Temperatura, wilgotność i zawartość wilgoci powierzchniowej komponentów spełniają wymagania.
c, Powłoka spodnia i kit wyschły w dotyku (powierzchnia żywicy zestaliła się i stwardniała).
d, Rodzaj żywicy wiążącej powinien być dostosowany do temperatury panującej podczas budowy. Środek główny, utwardzacz i przyspieszacz utwardzania należy dokładnie odważyć w podanej proporcji, załadować do pojemnika i równomiernie wymieszać mikserem. Każdorazową ilość mieszanki należy zużyć w wyznaczonym czasie.
② Standardy kontroli jakości klejenia włókien węglowych.
a, Powłoka dolna i powłoka górna są dobrze zanurzone w wiązkach włókien węglowych.
b, Włókno węglowe jest ściśle związane.
c. W przypadku pustych bębnów o średnicy od 10 mm do 30 mm za kwalifikowane można uznać mniej niż 10 sztuk na metr kwadratowy; Jeśli jest ich więcej niż 10 na metr kwadratowy, uważa się, że jest to niekwalifikowane i wymaga naprawy. W przypadku bębnów pustych o średnicy powyżej 30 mm każde zdarzenie uważa się za niekwalifikowane i wymagające naprawy.
d, Długość zakładki wzdłuż kierunku włókien nie powinna być mniejsza niż 20 cm, a części zachodzące pomiędzy każdą warstwą nie powinny znajdować się na tej samej linii prostej. Warstwy muszą być przesunięte co najmniej o 50 cm.
e, Specyfikacje materiału z włókna węglowego, w tym pozycja wklejania, długość, szerokość, kierunek włókien i liczba warstw, są zgodne z przepisami
Aby uzyskać więcej informacji na temat rozwiązań zbrojeniowych, kliknij.
Popularne Tagi: wzmocnienie strukturalne z włókna węglowego, Chiny producenci, dostawcy, fabryki wzmocnień konstrukcyjnych z włókna węglowego, połączone tkaniny z włókna węglowego, tkanina z włókna węglowego do oznakowania, tkanina z włókna węglowego do zegarków, tkanina z włókna węglowego do pedałów rowerowych, tkanina z włókna węglowego do kierownicy rowerowej, dostawca tkaniny z włókna węglowego