Polimer diperkuat fiber(FRP) adalah jenis baru bahan yang telah digunakan di bidang rekayasa sipil penguatan dalam beberapa tahun terakhir.Teknologi FRP telah banyak digunakan di bidang teknik sipil.Kertas ini memperkenalkan secara detail sifat-sifat tipe dan fisik FRP bahan umumnya digunakan dalam bidang rekayasa sipil penguatan.Keuntungan dan kerugian teknologi penguatan relevan telah dianalisis, dan aplikasi dan pengembangan teknologi penguatan FHP di rumah dan di luar negeri diperkenalkan.

Dalam beberapa tahun terakhir, dengan perkembangan cepat dari Cina & # 39; s tingkat sosial dan ekonomi, orang semakin menuntut penggunaan bangunan, penggunaan lebih dan lebih kompleks.Hal ini diperlukan untuk mengambil langkah-langkah penguatan untuk bangunan ketika persyaratan fungsional bangunan berubah atau desain struktural diabaikan.Perbaikan bangunan dapat dipertahankan atau ditingkatkan dengan biaya yang sangat rendah untuk memastikan fungsi bangunan.Sejak 60-an abad lalu, orang-orang mulai menggunakan lembaran baja terikat secara eksternal untuk memperkuat struktur beton.Meskipun metode ini murah dan mudah untuk beroperasi, ada banyak kekurangan dalam metode ini.

(1) Berat diri baja besar, yang meningkatkan beban penggunaan bangunan.

(2) dampak pada keindahan bangunan kadang-kadang dapat berdampak besar pada penggunaan mereka.

(3) Daya tahan karat dari baja sangat lemah, dan efek lingkungan jangka panjang mudah berkarat, yang melemahkan efek penguatan, terutama di gedung industri.

(4) Teknologi konstruksi itu kompleks dan siklus konstruksinya panjang, sehingga diperlukan untuk menghentikan penggunaan bangunan selama pembangunan, yang memiliki dampak tertentu pada produksi normal dan kehidupan.

Sejak tahun 1990-an, serat yang diperkuat plastik (FRP) telah secara bertahap menggantikan pelat baja untuk memperkuat struktur beton karena sifat fisik dan mekanis mereka yang unggul (kekuatan tinggi, berat ringan, hambatan korosi) dan operasi yang mudah.Teknologi penguatan baru ini mengatasi kekurangan metode tradisional.

Spesies dan karakteristik

FRP material umum digunakan dalam bidang konstruksi terutama termasuk serat karbon (CFRP), serat kaca (GFRP) dan serat aramid (AFRP).Sifat fisik dan mekanis dari bahan serat jenis ini sangat unggul, seperti rasio tensile kekuatan untuk gravitasi tertentu, yaitu, apa yang kita sebut & quot; kekuatan spesifik & quot; adalah puluhan kali baja, cahaya dan karakteristik kekuatan tinggi sangat menonjol.Rasio tensile modulus untuk gravitasi tertentu, yang kita sebut & quot; modulus & quot; lebih tinggi dari baja.Modulus tertentu dari CFRP adalah 10 kali dari baja, dan modulus spesifik dari AFRP adalah 2 ~ 3 kali dari baja.Selain kategori yang disebutkan di atas, ada serat hibrida (HFRP) yang terbuat dari dua atau lebih serat yang berbeda, matriks yang berbeda, bentuk bahan serat yang berbeda.Serat hibrida memiliki keuntungan dari kedua komponen.

Singkatnya, dibandingkan dengan bahan penguatan tradisional seperti baja, bahan FRP memiliki keuntungan yang jelas, yang diwujudkan dalam aspek berikut:

(1) Kekuatan spesifik lebih tinggi, yaitu, memiliki karakteristik cahaya dan kekuatan tinggi.Dibandingkan dengan penguatan baja tradisional, material FHP secara efektif dapat mengurangi berat diri struktural.

(2) resistensi asam, perlawanan alkali, resistensi kelembaban dan resistensi kelelahan.

(3) designability kuat, melalui penggunaan berbagai jenis bahan serat, konten dan meletakkan arah untuk merancang indikator kekuatan yang berbeda, modulus elastisitas dan persyaratan kinerja khusus lainnya FHP produk untuk memenuhi kebutuhan sudut yang berbeda;

(4) memiliki sifat elastis linier yang baik, dan kurva stress- strain dekat dengan elastisitas linier.

(5) Dengan keuntungan pemrosesan mudah, transportasi dan penyimpanan, produk-produk cetakan FHP juga sangat cocok untuk konstruksi industri, yang sangat meningkatkan kualitas proyek-proyek penguatan, mempromosikan efisiensi tenaga kerja dan industrialisasi konstruksi.

Namun demikian, bahan FRP juga memiliki kekurangan mereka.Sebagai contoh, anisotropi bahan mengarah ke properti mekanis yang tidak rata, modulus elastisitas rendah dan resistensi api buruk juga membatasi aplikasinya.

Aplikasi bahan FRP dalam Teknik Sipil

Sebagai bahan struktural

Pada tahun 1942, ASS...Angkatan Laut pertama kali menggunakan bahan GFRP untuk membuat radomes, yang merupakan pertama kalinya FRP digunakan sebagai bahan struktural.Pada tahun 50an dan 60-an abad ke-20, aplikasi FRP secara bertahap bergeser ke bidang konstruksi sipil.Pada tahun 1961, insinyur Inggris menggunakan GFRP untuk membuat puncak gereja baru.Pada tahun 1968, insinyur Inggris menggunakan piring GFRP dan kerangka aluminium untuk membangun atap melengkung dari sebuah bangunan di sebuah kota pelabuhan karena konten klorida tinggi di udara, yang menyebabkan korosi besar ke gedung.Pada tahun 1971, GFRP terus menerus girder jembatan dengan rentang 10 meter dan lebar 1.5 meter dibangun di Liverpool, Inggris.

Studi FHP dimulai pada akhir 50-an abad lalu.Pada tahun 1958, beberapa ulama mempelajari penggunaan kotak serat kaca bukannya memperkuat batang dalam komponen beton.Pada tahun 70-an dan 80-an abad 20-an, FRP digunakan lebih banyak dalam struktur bangunan.Sebuah radome bola yang dibangun di suatu tempat di Provinsi Yunnan pada tahun 1972 (matikan halaman 202) (halaman atas 184) seluruhnya terbuat dari bahan GFRP.Pada tahun 1982, sebuah kotak sarang lebah GFRP jembatan jalan raya dibangun di Beijing.Rentang jembatan adalah 20.7 meter.Ini adalah jembatan jalan raya pertama yang dibangun dengan material FHP di dunia.Sejak itu, semakin banyak aplikasi dari FRP struktur rekayasa sipil telah diterapkan.Namun, sebagian besar dari instansi aplikasi melekat pada aplikasi FHP, komponen sementara, adalah sidang.

Dalam beberapa tahun terakhir, dengan pembaruan terus menerus dan pengembangan teknologi produksi material FHP, aplikasi dalam bidang struktur bangunan lebih dan lebih luas.Hingga saat ini, material FHP seperti struktur bangunan FHP, struktur jembatan FHP dan aplikasi lain di bidang teknik sipil dapat dilihat di mana saja di negara ini.

Sebagai bahan penguatan struktural

Struktur komponen stres utama menggunakan bahan FHP, dalam mengurangi berat struktural dari keuntungan yang sangat menonjol.Namun, biaya dari komponen FHP skala besar diproduksi oleh proses produksi yang ada tinggi, sehingga tidak mungkin untuk menggantikan bahan bangunan tradisional dengan bahan FHP dalam daerah besar dalam waktu singkat.Dalam beberapa dekade terakhir, setelah beberapa gempa bumi besar di seluruh dunia, semakin banyak struktur bangunan yang perlu diperbaiki dan diperkuat, dan metode penguatan tradisional memiliki masalah yang sulit diatasi.Ini menyediakan latar belakang rekayasa yang baik untuk teknologi penguatan struktur bangunan dengan bahan FRP.Saat ini, penelitian dan penerapan bahan FRP di bidang penguatan struktural telah menjadi hotspot penelitian dalam akademisi.Pada awal 1980-an, Jepang memimpin dalam menggunakan FRP bahan untuk memperkuat bangunan tua, terutama kinerja seismik bangunan lama.Pada 90-an abad lalu, negara-negara maju di Eropa dan Amerika melakukan penelitian pada FRP memperkuat teknologi berturut-turut.Amerika Serikat memimpin dalam penerapan FRP untuk memperkuat dan memperkuat dek jembatan.Di Eropa, Swiss dan Jerman pertama kali melakukan studi kinerja seismik beton diperkuat kolom diperkuat diperkuat dengan bahan FRP.Inggris, Italia, Belanda, dan negara-negara lain juga telah melakukan secara ekstensif rencana penelitian untuk FHP teknologi penguatan.Hingga saat ini, penggunaan teknologi penguatan FHP di Eropa, Amerika Serikat, Jepang dan negara-negara maju lainnya telah hampir dewasa, dan membentuk kriteria desain dan konstruksi mereka sendiri.

Cina & # 39; serat karbon s memperkuat struktur teknologi perbaikan struktur beton dimulai pada tahun 90-an dari abad lalu.Namun, sejak 1997, universitas dalam negeri dan lembaga penelitian juga aktif melakukan penelitian relevan, dan mencapai hasil penelitian yang bermanfaat.Akademi Ilmu Arsitektur Cina dan teori-teori terkait lainnya dan teknik penguatan FRP struktur beton secara sistematis dipelajari.Universitas Tsinghua telah melakukan studi rinci dan dalam pada kapasitas bantalan dan faktor-faktor mempengaruhi berbagai struktur diperkuat oleh CFRP.Universitas Tenggara, Huazhong University of Science and Technology dan sebagainya telah melakukan penelitian terhadap penopang bersama beton mempererat ikatan baja dan snear kapasitas, telah mengusulkan perhitungan kapasitas bantalan.Properti mekanis FHP diperkuat beton diisi kolom tubular baja dipenuhi dipelajari di Universitas Konstruksi Shenyang.

Ringkasan

Dengan perkembangan teknologi, metode baru penguatan FHP telah dikembangkan dari penguatan dan perbaikan bangunan industri dan sipil ke penguatan dan perbaikan jembatan, terowongan, proyek perlindungan air dan struktur khusus lainnya.FRP memiliki prospek aplikasi yang sangat luas di bidang penguatan rekayasa sipil, tetapi masih ada banyak kekurangan dalam teori dasar dan metode desain FHP penguatan struktur bangunan, dan penelitian ilmiah di daerah ini harus kuat.Namun, sebagai bahan baru, material FHP tidak dapat diabaikan dalam bidang perbaikan struktur bangunan, dan akan lebih dan lebih banyak digunakan dalam bidang rekayasa sipil penguatan.