Penguatan kain serat karbon dan penguatan baja terikat memiliki banyak kesamaan, sehingga dapat diganti dalam aplikasi praktis?

01

Kesamaan antara menempel kain karbon dan tongkat baja

Dari lingkup aplikasi, kain karbon dan baja terikat juga dapat digunakan untuk membengkokkan anggota, anggota kompresi eksentrik besar dan anggota ketegangan.Sebagai contoh, menempel kain karbon atau baja piring di bagian bawah balok dapat meningkatkan kapasitas bantalan struktur dan mencapai tujuan penguatan.Sebagai tambahan, pada prinsipnya, kain karbon dan baja terikat menggunakan perekat struktural untuk menempel kain karbon atau pelat baja ke bahan dasar beton, sehingga bahan penguatan dan bahan dasar membentuk keseluruhan dan menanggung kekuatan bersama-sama.

Dari proses konstruksi, kain karbon juga sangat mirip dengan baja terikat.Kedua metode sangat dipengaruhi oleh perekat struktural.Jika kualitas konhesif struktural tidak memenuhi syarat, bahan penguatan akan terkelupas dari bahan dasar, menghasilkan kemungkinan bahaya keselamatan atau bahkan kecelakaan.Pada saat yang sama, kedua metode perlu dibongkar sebelum penguatan.Jika pembongkaran tidak dilakukan atau pembongkaran tidak lengkap, kekuatan sekunder akan dihasilkan, sehingga dalam lag dari bahan penguatan.Selain itu, ada banyak tumpang tindih termasuk perawatan permukaan dan suhu konstruksi.

Bahkan, peran kain serat karbon dan baja dalam penguatan struktural dapat setara untuk meningkatkan rasio penguatan dalam struktur beton diperkuat.Oleh karena itu, untuk tingkat tertentu, serat karbon kain penguatan dan penguatan baja terikat dapat digantikan dengan satu sama lain.Menurut nilai desain yang diperlukan dalam spesifikasi, kita dapat membuat perbandingan sederhana.Untuk komponen penting dalam spesifikasi ini, nilai kekuatan desain dari tinggi tingkat-tinggi kain karbon saya adalah 1600MPA, dan kekuatan desain Q235 pelat baja adalah 215MPa.Artinya, dalam kasus lebar material yang sama, secara umum dapat dianggap bahwa efek penguatan kain serat karbon dengan ketebalan 1 mm mirip dengan itu dari pelat baja dengan ketebalan 8 mm.

02

Kelebihan kain karbon

Jika nilai desain dari kekuatan tensile dari kain serat karbon diambil sebagai 2000MPa, dan nilai desain dari kekuatan tensile baja (Q235) diambil sebagai 200MPa, serat karbon kain dengan ketebalan 0.1mm dapat setara dengan pelat baja dengan ketebalan 1mm.

Selain itu, serat karbon ringan dan tipis, tidak memerlukan mesin konstruksi yang besar, dan mudah untuk mengangkut, menyimpan, dan membangun.Untuk pekerjaan yang sama, masa pembangunan serat karbon tempelkan sekitar 40% dari itu untuk tongkat baja.Dibandingkan dengan baja, serat karbon adalah bahan inert, tidak korosi, tidak mudah rusak oleh media berbahaya, dan memiliki daya tahan yang baik dalam lingkungan yang keras.

Serat karbon juga memiliki fleksibilitas yang baik dan dapat membungkus komponen dengan bentuk yang kompleks.Tingkat menempel yang efektif dasar dari batang baja yang tidak terlalu halus juga dapat mencapai 100%.Secara umum, efektif menempel permukaan dari menempel piring baja dapat mencapai sekitar 70% -80%.

03

Keberadaan dari baja yang menempel

Jika hanya mengandalkan pada hasil di atas, dipercaya bahwa efek penguatan dari kain karbon jauh lebih tinggi daripada yang terikat baja, yang merupakan kesalahan besar.Ketebalan kain serat karbon dengan nilai kekuatan yang berbeda juga berbeda, dan tingkat saya 300 g kain karbon yang digunakan dalam penguatan hanya 0.167mm.Meskipun ada beberapa lapisan penguatan dalam penguatan kain serat karbon, paling banyak tidak diperbolehkan untuk melebihi empat lapisan.Dan efek penguatan akan berkurang dari lapisan kedua, dan masih ada celah dibandingkan dengan efek penguatan lempeng 5mm tebal baja.

Modulus elastik serat karbon dan baja pada dasarnya sama.Namun, kekuatan tensile serat karbon adalah sekitar 10 kali dari baja, sehingga untuk memberikan bermain penuh dengan kekuatan bahan penguatan, ikatan serat karbon memerlukan penurunan yang lebih besar anggota penguatan.Artinya, dalam kasus deformasi kecil, histeresis stres dari penguatan serat karbon terikat sangat signifikan, jadi ketika kapasitas bantalan komponen sangat berbeda, memperkuat baja terikat harus disukai.

Elastik moduli serat karbon dan baja pada dasarnya sama, mencapai nilai gaya yang sama, dan bagian baja jauh lebih besar, sehingga peningkatan kekakuan komponen dengan memperkuat baja ikatan lebih besar daripada penguatan serat karbon.Artinya, jika resistensi pengendalian yang sama ditambahkan, perubahan defleksi dari penguatan baja terikat lebih kecil daripada penguatan serat karbon.

Piring baja dapat dilas dengan batang jangkar, atau dibor untuk mengatur batang jangkar, sehingga metode jangkar dari penguatan baja terikat lebih fleksibel daripada serat karbon terikat.

Perbandingan di atas adalah dari perspektif yang ideal.Jika Anda ingin menggantinya, Anda perlu melakukan perhitungan rinci dan verifikasi.Masih banyak hal yang harus dipertimbangkan ketika mengganti kain karbon dan baja terikat.Modulus elastis dari keduanya mirip, tapi kekuatan tensile relatif tinggi.Oleh karena itu, dalam rangka untuk memberikan bermain penuh untuk kekuatan serat karbon, struktur asli harus mampu menghasilkan deformasi besar.Oleh karena itu, ketika pembongkaran struktur asli tidak jelas atau deformasi struktural kecil, memperkuat baja terikat jelas lebih baik daripada serat karbon penguatan.

Kain karbon dan baja lengket tidak cocok untuk lingkungan yang sama.Selain kekuatan tinggi, kain serat karbon juga merupakan salah satu keuntungan.Dari sudut pandang bahan itu sendiri, kain serat karbon tidak akan berkarat, dan akan menjadi pilihan yang lebih baik untuk struktur beton yang telah berada di lingkungan keras untuk waktu yang lama.Selain itu, untuk proyek penguatan skala yang sama, biaya konstruksi baja ikatan dapat mencapai 2- 3 kali bahwa penguatan kain karbon, yang membutuhkan perhatian.

04

Rangkuman

Dalam proyek penguatan, hanya satu metode penguatan yang digunakan untuk memecahkan masalah, sangat sedikit.Dengan kata lain, setiap metode penguatan akan memiliki keterbatasan sendiri.Kita perlu menguasai keuntungan dari setiap metode penguatan dan memberikan permainan penuh untuk keuntungan setiap metode penguatan.