تجديد نسيج ألياف الكربون

إن الضرر الناتج عن التآكل الذي يصيب الهياكل الخرسانية المسلحة بسبب الأملاح خطير للغاية. حتى أن الناس يقارنون الزيادة الخطيرة في محتوى أيونات الكلوريد في مكونات الخرسانة المسلحة بـ "سرطان" الخرسانة. وفقًا لإحصاءات مكتب المعايير الأمريكي، فإن التآكل الناجم عن تآكل الفولاذ في هيكل المبنى يقلل من قدرة التحمل، حيث فقدت عناصر الخرسانة المسلحة قدرتها الأساسية على التحمل بسبب خسارة تصل إلى 28 مليار دولار أمريكي. وبسبب بيئة مياه البحر، فإن تآكل الهياكل الخرسانية المسلحة في منطقة البحر يزيد عن 70٪. لذلك، أصبح تآكل قضبان الفولاذ، والشقوق التمددية، وتفتت الخرسانة على طول قضبان الفولاذ في الهياكل الخرسانية المسلحة من المخاطر الرئيسية التي تهدد متانة الهياكل الخرسانية المسلحة، وأصبحت الخسائر الاقتصادية الضخمة الناجمة عنها محور اهتمام دوائر الهندسة المدنية.

لقد جذبت تكنولوجيا حماية وتعزيز الهياكل الخرسانية المتآكلة انتباهًا عالميًا، وتعد تكنولوجيا تعزيز نسيج ألياف الكربون واحدة من الطرق الفعالة لحل هذه المشكلة.

1 تحليل مثال هندسي

1.1 الخلفية الهندسية

المشروع عبارة عن منطقة سكنية في ميناء جينغتانغ. إنه مسكن مدينة ساحلية ساحلية مع 7 هياكل من الطوب والخرسانة. تأسس في عام 2005، ولم يتم بناؤه لسبب ما. تم الانتهاء من الهيكل الرئيسي ولم يتم تزيينه من الداخل والخارج. في عام 2012، اشترته شركة تطوير وكان جاهزًا لمواصلة البناء.

1.2 الكشف والتحليل

تم تعليق بناء المنطقة السكنية لمدة 7 سنوات، مما أدى إلى العديد من المشاكل الهندسية. من خلال الملاحظة البصرية، يمكن رؤية بقع الصدأ في أسفل بلاطة الأرضية السكنية في كل مكان، فارغة بشكل خطير، ومعظم الطبقة الواقية تتقشر، على طول اتجاه الشقوق الفولاذية. تتسبب العوارض والألواح في حدوث شقوق بسبب تآكل وتمدد قضبان الفولاذ. الخرسانة المكونة متفحمة بشكل خطير، والخرسانة فضفاضة، وتآكل الفولاذ خطير. معظم قضبان الفولاذ في أسفل البلاطة مكشوفة، وقسم الإجهاد من التسليح يضعف، مما يعرض سلامة الهيكل للخطر. وفقًا للرسومات التصميمية وتحليل تآكل قضبان الخرسانة والصلب في الموقع، ومن خلال فحص أقسام فحص الجودة ذات الصلة، يُعتقد أن المشروع يحتاج إلى التعزيز قبل أن يتمكن من مواصلة البناء.

1.3 تحليل الفشل

من خلال جمع العديد من عينات الخرسانة وعينات اللب، من خلال التحليل الميكانيكي والكيميائي والتحقيق الميداني، تم استخلاص الاستنتاجات التالية: تآكل الفولاذ هو السبب الرئيسي لتشقق غطاء الخرسانة. من ناحية، يحدث التآكل بسبب تسلل أيونات الكلوريد إلى البيئة الجوية والبيئة البحرية. من ناحية أخرى، فإن سمك غطاء الخرسانة غير كافٍ، حتى أن بعض المكونات ليس لديها طبقة واقية.

نتائج التحقيق الميداني والاختبار:

يمكن لقوة الخرسانة تلبية متطلبات التصميم بشكل أساسي.

الشقوق الطولية الخرسانية متصلة طوليًا.

سطح الخرسانة مقشر بشكل خطير.

تآكل قضيب الفولاذ خطير للغاية، ووصل تلف قسم التعزيز إلى 50٪.

2 مخططات التعزيز والبناء ومراقبة الجودة

2.1 يمكن تقسيم اختيار مخططات التعزيز إلى ست فئات: 1) طريقة المقطع العرضي الموسع؛ 2) طريقة التعزيز بالفولاذ المغلق؛ 3) طريقة الفولاذ الرابط؛ 4) طريقة التعزيز المسبق الإجهاد؛ 5) تغيير طريقة نقل القوة؛ 6) طريقة التعزيز بألياف الكربون.

لقد أثبتت الممارسة أن طريقة التعزيز بألياف الكربون لها مزايا القوة العالية، ومعامل المرونة العالي، ومقاومة التآكل، ومقاومة التعب، والمعالجة السهلة، والوزن الخفيف، والتشغيل اليدوي السهل وما إلى ذلك. تعتبر التعزيز بألياف الكربون (CFRP) أكثر طرق التعزيز البنيوية الواعدة بسبب خصائصها الميكانيكية المادية المتميزة وكفاءتها العالية.

2.2 مبدأ التصميم وحساب تسليح البلاستيك المقوى بألياف الكربون

من أجل تحسين القدرة على التحمل، يجب حساب صفائح البلاستيك المقوى بألياف الكربون الطولية وفقًا لدرجة تآكل قضبان الفولاذ من أجل تقليل مساحة المقطع العرضي لقضبان الفولاذ وقوة قضبان الفولاذ وفقدان قوة التماسك بين قضبان الفولاذ والخرسانة.

3. نسيج ألياف الكربون الملتصق خارجيًا على هيكل خرساني

3.1 إزالة الصدأ من قضيب الفولاذ

(1) إزالة الخرسانة المتدهورة مثل التقشر والتآكل السائب وقرص العسل.

(2) إزالة الخرسانة المتآكلة من قضيب الفولاذ وكشف التعزيزات.

(3) إزالة طبقة الصدأ على سطح قضيب الفولاذ باستخدام فرشاة سلكية ومطحنة زاوية.

(4) مسح سطح قضيب الفولاذ بالأسيتون أو الكحول اللامائي لفضح قضيب الفولاذ.

3.2 معالجة سطح القاعدة،

(1) تسوية سطح سطح المكون، وكشف الرمل والحجر والأسمنت.

(2) إصلاح جزء من الشقوق بمواد الإصلاح.

(3) إزالة غبار السطح بالهواء المضغوط ومسح السطح بالأسيتون.

3.3 دهن الغراء الأساسي بالتساوي باستخدام الأسطوانة أو الفرشاة لتغطية سطح الخرسانة. يجب نقعه في مسام الخرسانة، ثم الانتقال إلى العملية التالية بعد تصلب الغراء.

3.4 معالجة التسوية

(1) يتم ملء الجزء المقعر من سطح الخرسانة بمادة التسوية.

(2) ضع مادة التسوية في الزاوية لإصلاح قوس أملس بنصف قطر لا يقل عن 20 مم.

(3) بعد تجفيف مادة التسوية، انتقل إلى إجراء العمل التالي.

3.5 لصق قطعة قماش ألياف الكربون

(1) وفقًا لحجم متطلبات التصميم، يتم قطع قطعة قماش ألياف الكربون.

(2) تحضير لاصق الراتينج المغموس وتطبيقه بالتساوي على جزء المعجون.

(3) لصق قطعة قماش ألياف الكربون، ولفها على طول اتجاه الألياف عدة مرات باستخدام الأسطوانة، وإخراج الفقاعة، بحيث يتم غمر غراء الراتينج بالكامل في قطعة قماش ألياف الكربون.

(4) انشر طبقة من الغراء بالتساوي على سطح قطعة قماش ألياف الكربون.

(5) لاحظ أن طول التداخل لـ CFRP لا يقل عن 100 مم، ويتم تثبيت النهاية بـ CFRP عرضيًا، ويتم إصلاح الجزء المشوه باستخدام المحقنة.

3.6. لضمان المتانة ومقاومة الحريق والخصائص الأخرى للمادة اللاصقة، يمكن تطبيق الملاط أو الطلاء المقاوم للحريق على السطح للحماية. من أجل تلبية اعتبارات العملية التالية (ديكور المنزل)، اعتمد هذا المشروع على معالجة الجزء السفلي من اللوحة بصوف ملاط الأسمنت لزيادة التصاق السطح.

4 الخاتمة

إن ضرر تآكل قضبان الفولاذ الناجم عن التآكل الملحي للمنازل هو قضية مهمة تستحق اهتمام المهندسين. من المهم بشكل خاص تعزيز إدارة جودة البناء، والرقابة الصارمة على جودة المواد واتخاذ التدابير المقابلة في ضوء البيئة الخاصة. من تأثير التعزيز والإصلاح للمشروع المعني بهذه الورقة، فإن تقنية معالجة التعزيز قابلة للتطبيق والتأثير جيد. بعد معالجة التعزيز، اجتاز قبول قسم فحص الجودة المعني. تم استخدامه لأكثر من عام دون أي خلل. تتمتع الخرسانة المسلحة بألياف الكربون (CFRP) بأداء تقني واقتصادي ممتاز، مما سيجعلها حتما تحتل مكانة مهمة في مجال تسليح البناء، وتتمتع بمساحة وآفاق تطوير جيدة.