Dalam penguatan dan proyek rekonstruksi, serat karbon, sebagai bahan penguatan struktural dengan kekuatan tinggi, berat ringan, hambatan korosi, dan konstruksi nyaman, telah banyak digunakan dalam berbagai proyek penguatan.Menurut statistik, pada tahun 2019, negara saya & # 39; industri konstruksi digunakan sekitar 3900 ton prekursor serat karbon, yang lebih dari 80% digunakan untuk memperkuat dan pemeliharaan struktur lama.Namun, karena berbagai macam proses produksi dan jenis produk serat karbon, ada beberapa persyaratan khusus untuk lingkungan konstruksi dan metode konstruksi, dan pilihan yang salah dari serat karbon bahan penguatan serat akan membawa konsekuensi yang serius.Pada saat yang sama, karena perbedaan besar antara mode gaya dan material homogen umum (seperti baja, dll.), bagaimana menggunakan bahan dengan benar serat karbon yang diperkuat untuk mencapai target kapasitas bantalan yang didirikan dalam proyek penguatan adalah salah satu fokus dari penelitian saat ini.

Status produksi dari serat karbon bahan yang diperkuat

Bahan penguatan serat karbon yang digunakan secara luas dalam proyek penguatan sebagian besar dibagi menjadi beberapa kategori: serat karbon, profil komposit serat karbon, sistem serat karbon yang prestised, dan aditif serat karbon.Di antara mereka, serat serat karbon dikombinasikan dengan adhesives untuk membentuk bahan komposit yang dapat digunakan dalam proyek penguatan yang sebenarnya, sementara serat cincang umumnya beton atau aditif mortar untuk meningkatkan duklitas beton atau mortar.Pada awal abad ke-21, karena masalah teknis seperti proses penenun serat karbon dalam negeri, fenomena serat karbon & quot; burring & quot;, & quot; berakhir dan bergabung kembali & quot;, dan & quot; berliku adhesi & quot; yang umum, yang sangat mempengaruhi kekuatan dan stabilitas produk.Bahan penguatan serat karbon yang digunakan dalam struktur dan proyek penting terutama mengandalkan impor dari negara-negara maju di Eropa dan Amerika Serikat seperti Toray dari Jepang, Ska dari Swiss, Fisher dari Jerman, dan Simpson dari Amerika Serikat.Dalam beberapa tahun terakhir, penguatan bahan domestik yang dipimpin oleh Shanghai Hummer Konstruksi Technology Co.Ltd.telah memperkenalkan teknologi penenun Dornier Jerman, meningkatkan dan mengoptimalkan proses penenun serat karbon, dan halus dikendalikan ketegangan penenun dan ketegangan weft precursor serat karbon.Kekuatan serat karbon dapat mencapai 4.2GPa, dan modulus elastik bisa mencapai 240GPa.

Teknologi pultrusi dan ekstrusi dari profil komposit serat karbon dimulai di Amerika Serikat.Pada tahun 1980-an, negara saya mulai memperkenalkan produksi luar negeri untuk produksi profil serat kaca.Melalui optimasi dan peningkatan dalam hal prinsip mekanis, resin baru dan obat penyembuh, keluaran terkini produk serat berdenyut dan dikeluarkan di negara saya telah memperhitungkan lebih dari 50% dari output global, dan pultrusi dan ekstrusi teknologi dekat dengan tingkat internasional.

Status aplikasi dari serat karbon bahan yang diperkuat

Dalam penguatan domestik dan proyek rekonstruksi, bahan penguatan serat karbon yang paling banyak digunakan adalah serat serat karbon dan panel komposit serat karbon.Penelitian menunjukkan bahwa kapasitas bantalan flekdural balok beton dapat secara signifikan ditingkatkan ketika beberapa lapisan kain karbon disisipkan (beban hasil meningkat sebesar 20% dalam kasus tiga lapisan, dan kapasitas bantalan utama meningkat menjadi 48% ke 64%).Namun, sulit untuk menghapus semua beban awal dari anggota untuk diperkuat, dan kegagalan ikatan antara perekat dan beton dan kegagalan mengupas lapisan pelindung beton memiliki efek yang signifikan.Oleh karena itu, kekuatan yang sebenarnya dari bahan dasar beton dan dampak dari tindakan jangkar perlu dipertimbangkan.

Kolom struktural dibungkus dalam beberapa lapisan kain serat karbon, dan yang kompresif bantalan kapasitas dapat ditingkatkan dengan 70.8%, dan kontribusi dari bagian beton kapasitas bantalan dapat ditingkatkan 118.6%.Perhitungan desain kompresif yang sama juga dapat mengadopsi metode perhitungan dari beton yang dibatasi oleh stirrups..Pada saat yang sama, ketika serat karbon membungkus sekitar kolom beton yang diperkuat, dengan meningkatkan tekanan kompresif nominal dari beton, kegagalan dari beton dapat secara signifikan meningkat, dan koefisien ganda dapat meningkat sebesar 151%.

Selain itu, sebagai tipe baru metode penguatan aktif, prestised karbon fiber board memiliki aplikasi yang baik dalam meningkatkan perubahan struktur yang ada dan mensuplementasikan hilangnya stres berbagai jenis anggota prestressive.Papan serat karbon yang digunakan dalam proyek penguatan struktural umumnya menggunakan serat karbon direksional laminat dengan 60% kandungan serat karbon, dengan kekuatan tensile 2400- 2800MPpa dan modulus elastisitas 160- 240GPa.

Meskipun serat karbon yang diperkuat bahan memiliki kinerja yang baik dalam kompresi, membungkuk, shear dan seismik penguatan balok, miring, kolom, dinding dan anggota struktur beton lainnya.Data tes juga menunjukkan bahwa ketika menggunakan bahan serat karbon untuk penguatan, baja asli diperkuat struktur beton masih membutuhkan kapasitas load- tertentu bantalan, dan bahan serat karbon hanya dapat meningkatkan daripada menggantikan struktur asli untuk load- bantalan.

Prospek pembangunan bahan serat karbon yang diperkuat

Sebagai bahan penguatan yang dikenakan untuk memaksa dalam satu arah, serat karbon memiliki metode desain yang relatif matang di bidang penguatan tradisional.Namun, karena pengaruh bahan pendukung, bahan serat karbon sering sulit untuk sepenuhnya mengerahkan kinerja mereka dalam situasi di mana gaya lebih rumit.Dalam beberapa tahun terakhir, karena pengembangan serat karbon yang mendukung epoxy resin adhesives, seperti produksi zat antioksidan, tahan suhu tinggi resin dan menyembuhkan resin dalam air, skenario desain dan aplikasi serat karbon yang kuat bahan juga telah diperluas sampai batas tertentu.Pada saat yang sama, karena munculnya sistem jangkar dewasa, jalur transmisi gaya antara serat karbon dan baja tidak lagi dibatasi oleh kinerja perekat tersebut.Bahan serat karbon dapat menghilangkan kerusakan kecil dari pengupas antarmuka, dan juga dapat memiliki aplikasi yang lebih baik pada struktur baja..Pada saat yang sama, simulasi numerik secara bertahap digunakan secara luas, hasil yang lebih rinci dapat diperoleh untuk situasi stres yang sebenarnya dan distribusi stres struktur yang kompleks.Bahan serat karbon juga telah membuat beberapa kontribusi di daerah-daerah dengan kekuatan kompleks seperti sendi seismik diperkuat bangunan beton dan struktur membran cable-..