Dengan perkembangan ekonomi sosial di Cina, skala dan kuantitas proyek rekayasa sipil meningkat.Sebagai jenis baru bahan,Komposit FHP (fiber diperkuat polimer)Telah banyak digunakan dalam konstruksi sipil dan teknik infrastruktur karena kepadatan rendah mereka, kekuatan tinggi, resistensi suhu tinggi dan perlawanan korosi.Aplikasi CFRP dalam infrastruktur dan bangunan sipil dianalisis dalam kertas ini.

Material komposit CFRP di gedung-gedung sipil dan infrastruktur

Aplikasi bahan CFRP dalam infrastruktur dan bangunan-bangunan sipil terutama memiliki karakteristik berikut:

Pertama, bahan CFRP dirancang.Ketika serat komposit atau CFRP digunakan sebagai bahan struktural, karena merupakan kombinasi bahan yang diperkuat dan bahan matriks, tidak hanya dapat mempertahankan beberapa karakteristik bahan asli, tetapi juga memainkan peran baru setelah kombinasi.Hal ini dapat dirancang sesuai dengan kebutuhan struktur, sehingga untuk memenuhi beberapa kebutuhan kinerja bahwa bahan tunggal tidak dapat memenuhi.

Dua, CFRP ditandai dengan kekuatan tinggi dan berat ringan.Kekuatan tensile nya relatif tinggi, dibandingkan dengan baja biasa bar, sepanjang arah serat tensile jauh lebih besar, tentu saja, keseragaman sedikit lebih buruk dari baja, dan anisotropi, sehingga kekuatan gunting dan kekuatan multi- axial juga lebih rendah.Kualitasnya sangat ringan, kepadatan hanya 1 / 5 dari kepadatan baja, dalam konstruksi dan instalasi lebih mudah;

Tiga adalah resistensi kelelahan dan perlawanan korosi.Biasanya kelelahan dari batang baja dan logam lainnya sekitar 50% dari kekuatan tensile, tapi kekuatan kelelahan dari komposit serat yang diperkuat umumnya lebih dari 70% dari kekuatan tensile, yang memiliki fungsi anti- kelelahan yang baik.Bahan bangunan umum, seperti batang baja, tidak tahan karat, terutama di proyek lepas pantai, dan di sekitar udara, bahan kimia dan air laut mudah bereaksi, sehingga infrastruktur konstruksi dan teknik sipil tidak dapat memainkan peran yang secara efektif, menghasilkan kerugian yang lebih besar.CFRP dan komposit serat lainnya memiliki resistensi korosi yang lebih baik.Peralatan dan komponen yang terbuat dari CFRP memiliki hambatan korosi yang lebih baik terhadap zat kimia seperti alkali, asam dan garam.

Empat, performa seismik dan keamanan kinerja yang lebih baik.Dibandingkan dengan bahan bangunan asli, bahan CFRP memiliki frekuensi alami yang lebih tinggi, tidak ada resonansi, dan pada dasarnya tidak ada keretakan cepat karena resonansi di bawah frekuensi pemuatan dan kecepatan.Dan dalam komposit serat, ada lebih banyak serat independen, jika kelebihan material komposit tidak akan terjadi segera serat fraktur.Bahkan jika ada sedikit kerusakan serat, muatannya akan didistribusikan kembali ke serat yang tidak rusak lainnya, sehingga mencegah infrastruktur dan komponen rekayasa sipil dari kehilangan kapasitas alas saat patah tulang;

Lima, ia memiliki yang kuat estetika apresiasi plastisitas.Material CFRP relatif lembut, bentuk produk pada dasarnya tak terbatas, dapat berupa pewarnaan sewenang-wenang, bentuk struktural dan material estetika bersatu.

Aplikasi bahan komposit CFRP dalam infrastruktur dan rekayasa sipil

1.CFRP dapat meningkatkan aplikasi beton.

Dalam infrastruktur dan konstruksi sipil, beton adalah bahan aplikasi yang sangat diperlukan, dan penggunaan jumlah yang sangat besar.Biasanya, batang baja digunakan untuk meningkatkan kekuatan, tapi batang baja sendiri umumnya rentan terhadap asam-alkali korosi, tetapi juga menyebabkan kerusakan tertentu pada beton, yang membutuhkan pencarian untuk produk beton baru.Dalam hal ini, serat beton muncul pada saat bersejarah, yang merupakan inovasi beton.Serat kaca, serat baja dan vinilon pertama kali digunakan untuk memperkuat beton, tetapi CFRP sekarang umumnya digunakan untuk memperkuat beton.Modulus, kekuatan, panjang fraktur dan struktur ruang bahan serat menentukan sifat-sifat beton.Aplikasi material CFRP dapat meningkatkan kekuatan tensile, resistensi retak dan pengendalian kekuatan beton, dan dapat digunakan sebagai bahan dekoratif, panel dinding, panel dinding dan bangunan utama.Struktur beton yang asli mengalami kerusakan dan masalah korosi, terutama korosi baja adalah yang paling umum, dan akan ada insiden keselamatan, dan kemudian penggunaan serat baja.Serat baja memiliki biaya tinggi dan korosi mudah.Aplikasinya relatif terbatas.Kemudian, kekuatan tensile serat kaca jauh lebih baik daripada batang baja, dan berat hanya 1 / 4 dari berat batang baja, dengan air laut dan erosi semen jauh lebih rendah dari batang baja, tapi serat kaca memiliki karakteristik melanggar mudah dan alkali resistensi, dan aplikasi polusi.beton CFRP banyak digunakan karena kekuatan yang tinggi, kepadatan rendah dan ketangkasan tinggi, modulus tinggi elastisitas dan kekuatan tensile, konduktivitas tinggi, resistensi suhu tinggi, memakai resistensi, dan ikatan baik dengan beton.Tentu saja, beberapa bangunan tidak dapat diterapkan karena konduktivitas magnetik mereka.Misalnya, sarjana Jepang menggunakan serat merasa sebagai komponen menyerap fungsi gelombang elektromagnetik untuk melaksanakan ringan dan mengejutkan-bukti dinding tirai.Bahan CFRP semacam ini tidak hanya dapat melindungi gelombang elektromagnetik, tetapi juga dapat digunakan dalam sistem lalu lintas cerdas.Banyak keuntungan dari material CFRP membuatnya populer dalam konstruksi sipil dan konstruksi infrastruktur.

2.Aplikasi CFRP dalam bahan penguatan struktur

Material CFRP terutama digunakan dalam memperkuat bahan untuk infrastruktur dan struktur rekayasa sipil.Bahan penguatan aslinya terutama pelat baja, dengan berat diri sendiri, penuaan yang mudah, resistensi korosi miskin dan ketidaknyamanan konstruksi dan kekurangan lainnya.Saat ini, bahan penguatan yang digunakan umumnya material CFRP, umumnya lebih cocok untuk perubahan struktur yang diperkuat, kurangnya kekuatan, retak dan peningkatan beban dalam penguatan proyek perbaikan.Dibandingkan dengan teknologi lempeng baja yang ada, teknologi penguatan CFRP ini memiliki keuntungan dari efisiensi tinggi, kekuatan tinggi, kinerja pemeliharaan yang baik, konstruksi yang nyaman, kualitas tinggi, aplikasi dan kecerdasan yang luas.Penampakan beton adalah bahwa CFRP sendiri memiliki karakteristik berat cahaya dan kekuatan tinggi, dan secara efektif dapat meningkatkan gundukan, membungkuk dan kinerja seismik dari anggota yang diperkuat di bawah kondisi pengaruh kecil pada struktur asli.Serat karbon ringan dan fleksibel, mampu membungkus permukaan beton secara manual, tanpa penggunaan mesin largescale, tidak perlu untuk lima puluh operasi dan las, dan dengan sedikit kebisingan dan debu.Perlindungan dan pemeliharaan yang lebih baik kinerja karena serat karbon memiliki daya tahan yang baik dan korosi resistensi, dapat menahan berbagai alkali dan asam hidroklorida disebabkan oleh korosi struktural, dan penggunaan teknologi penguatan ini, tanpa pemeliharaan teratur, sendiri untuk perlindungan internal beton.Lembar ini lembut dan dapat diperbaiki untuk semua jenis struktur dan jenis bangunan untuk mencapai perbaikan tanpa mengubah bentuk struktur dan penampilan struktur.Dan juga dapat mencapai cerdas, lembar CFRP yang terbuat dari bahan penguatan, menurut kinerja listrik dari posisi perbaikan penguatan keamanan, untuk pemeriksaan keamanan dan diagnosis dari bagian situasi ini, seperti Swiss pada penggunaan bahan komposit ini, 39 m-span kerusakan Jembatan Ibach memperkuat, sehingga memenuhi kebutuhan untuk load- bantalan persyaratan kapasitas.

3.Ada beberapa masalah dalam aplikasi CFRP.

CFRP telah banyak digunakan dalam infrastruktur dan teknik sipil.Namun, masih ada beberapa masalah, seperti CFRP telah membuat prestasi besar dalam memperkuat beton.Namun, sifat mekanik dari struktur yang diperkuat tidak sempurna, perhitungan numerik dan analisis teoritis terbatas, dan penelitian tentang penguatan mode kegagalan beton tidak terlalu dalam.Penelitian dan Aplikasi tentang penguatan kekakuan, pengendalian, dan desersi dari struktur yang diperhatikan.Masih ada beberapa kekurangan dalam jumlah bahan penguatan, pendaftaran dan teknologi konstruksi yang disebabkan oleh faktor-faktor komprehensif.Di Cina, kekuatan serat karbon PAN biasanya antara 2000 dan 3000 Mpa, dan modulus elastisitas adalah sekitar 2100.000 Mpa.Properti ini bisa memenuhi persyaratan penguatan.Kualitas prepreg yang diproduksi dan diproses masih memiliki kekurangan yang relatif besar, sehingga lokalisasi bahan adalah masalah kunci.Dan teknologi penguatan masih kekurangan standar dan sistem norma dalam negeri yang lebih sempurna, perlu merumuskan standar mereka sendiri dan pedoman pembangunan terkait, sehingga proyek konstruksi untuk melakukan standar yang lebih standar dan dapat diandalkan.

Ringkasan

Dengan meningkatnya skala dan jumlah kerja bangunan, aplikasi bahan CFRP lebih dan lebih luas.Meskipun ada lebih banyak produk serat karbon di luar negeri, Cina & # 39; s pengembangan skala-skala dan aplikasi tidak dapat mengandalkan sepenuhnya pada impor.Dalam rangka untuk mengurangi biaya dan mengembangkan industri nasional, kita perlu memperkuat lokalisasi bahan CFRP, dan terus-menerus memperkuat penelitian bahan CFRP dan aplikasi rekayasa bangunan, sehingga bahan-bahan CFRP benar-benar dapat memainkan keuntungan mereka sendiri, mengurangi biaya konstruksi, meningkatkan ekonomi dan manfaat sosial.