تقوية العوارض والألواح

مع التطور السريع للاقتصاد الصيني، تنمو الإنشاءات الهندسية واسعة النطاق. في عملية البناء، لا ترقى جودة المشروع إلى المستوى المطلوب بسبب المستوى الفني المنخفض أو الإدارة غير الكافية، وتظهر مشاكل جودة مختلفة. في المباني القائمة، ستواجه أيضًا هذا الموقف، سيؤدي الاستخدام طويل الأمد للهيكل الرئيسي للمشروع في حالة الأحمال الرطبة أو الاهتزازية أيضًا إلى تقشير الخرسانة وتآكل الفولاذ وما إلى ذلك، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في مقاومة الهيكل. عندما يتغير الحمل الهيكلي ولا يستطيع الهيكل الأصلي تلبية متطلبات القوة أو الصلابة، فمن الضروري اكتشاف وتقوية الهيكل أو المكونات. بالإضافة إلى الطرق التقليدية لتكبير المقطع العرضي ولف الفولاذ، ظهرت بعض طرق التعزيز الجديدة في السنوات الأخيرة، مثل تقوية FRP المسبق الإجهاد، والخرسانة الرشاشة، والصلب الرابط، وتعزيز لف البوليمر المقوى بألياف الكربون (CFRP).

تتمثل تقنية تقوية وإصلاح الخرسانة باستخدام CFRP في تعزيز الهيكل الأصلي عن طريق ربط نسيج CFRP بسطح الهيكل. بشكل عام، فهي مناسبة لأجزاء الشد من الألواح والعوارض، وأجزاء القص من العوارض والأعمدة والأرصفة، والأجزاء ذات طول التثبيت غير الكافي لقضبان التسليح، وتعزيز الأعمدة والأرصفة، وتعزيز الانحناء والقص والشد لعوارض السقف. كما تستخدم ألياف الكربون على نطاق واسع في مختلف المباني الصناعية والمدنية والهياكل، والتعزيزات المضادة للزلازل، والتشقق، والتآكل. بالمقارنة مع الخرسانة المسلحة التقليدية أو الخرسانة الملتصقة بالفولاذ، تتمتع ألياف الكربون بمزايا توفير المساحة، والبناء البسيط، وعدم الحاجة إلى مرافق تثبيت الموقع، وضمان جودة البناء السهل، وعدم زيادة الحجم والوزن الهيكلي، ومقاومة التآكل، والمتانة الجيدة وما إلى ذلك. بالإضافة إلى ذلك، فإن اعتماد هذه الطريقة يمكن أن يحسن بشكل كبير من عمر خدمة المباني ويقلل من تكلفة التعزيز. لذلك، اجتذبت ألياف الكربون الكثير من الاهتمام كمواد تقوية رائدة.

1 مبدأ تصميم التسليح

في حساب العوارض والألواح الخرسانية المقواة بألياف الكربون المقواة، يتم إهمال تأثير الخرسانة في منطقة الشد. يتوافق متوسط إجهاد الخرسانة وألياف الكربون المقواة والصلب بعد الانحناء مع افتراض المقطع المستوي، ويتم اعتماد علاقة الإجهاد والانفعال المرنة الخطية لألياف الكربون المقواة. وفقًا لافتراض المقطع المستوي، يجب أن يكون إجهاد ألياف الكربون أكبر قليلاً من إجهاد قضيب التسليح. لتبسيط الحساب، يمكن أن يكون إجهاد الشد لألياف الكربون مساويًا تقريبًا لإجهاد قضيب التسليح. وفقًا لمبدأ الشد المتساوي، يمكن تحويل مساحة ألياف الكربون المقواة إلى مساحة مكافئة لقضبان الفولاذ، ومن ثم يمكن الحصول على مساحة مكافئة لقضبان الفولاذ.

2 مثال للمشروع

بالنسبة لمشروع قصر في منطقة سياحية، لم يتم حساب دعامة القوالب، وقضبان التوصيل الأفقية والرأسية غير معقولة، مما يؤدي إلى عدم كفاية صلابة الدعامة. عندما لا تصل قوة الخرسانة إلى قوة معينة، يزداد تشوه دعامة القالب بسبب تأثير حمل الأرضية، وتنتج بلاطة الأرضية انحرافًا مفرطًا، مما يؤدي إلى ظهور شقوق. تحدث ظاهرة قرص العسل في الجزء السفلي من منتصف امتداد بعض عوارض الإطار أثناء صب الخرسانة، مما يؤثر بشكل خطير على قدرة التحمل. بعد الاستكشاف في الموقع، يتم تعزيز موضع قرص العسل لعوارض الإطار غير المؤهلة من خلال مواد الترقيع، ويتم تعزيز ألواح الأرضية ذات الشقوق في الانحناء عن طريق لصق ألياف الكربون لاستعادة قدرة التحمل الأصلية للتصميم.

3 مخططات التعزيز

1) بالنسبة للعوارض والألواح ذات الأسطح المثقوبة والمخروطية، يمكن استخدام الطرق التالية للإصلاح:

أ. تحديد منطقة إصلاح الخرسانة.

ب. قطع الخرسانة السائبة في منطقة الإصلاح، وتنظيف الغبار والحطام في المنطقة حتى يتم الكشف عن الخرسانة الصلبة.

ج. إصلاح سطح الخرسانة باستخدام مادة ترقيع الخرسانة (واجهة الفرشاة، الجص، التقويم، إلخ).

د. الري أو التغطية بأكياس بلاستيكية في الوقت المناسب بعد 1-2 ساعة من عملية الإصلاح، والحفاظ على السطح مبللاً لمدة 2-3 أيام.

2) تعزيز البلاطة: بالنسبة للمسطحات الأكبر، يتم اعتماد طريقة تعزيز الجزء السفلي من البلاطة بألواح ألياف الكربون الملتصقة في اتجاهين.

4 تكنولوجيا البناء

مواصفات مادة ألياف الكربون: سمك الطبقة الواحدة 0.167 مم، وقوة الشد لا تقل عن 3400 ميجا باسكال، ومعامل الشد للمرونة لا يقل عن 2.3 × 105 ميجا باسكال، والاستطالة لا تقل عن 1.6%.

5 الملخص

يستخدم هيكل العارضة واللوح الخرساني المقوى بألياف الكربون في هذا المشروع بشكل كامل خصائص قماش ألياف الكربون، وهو مادة جديدة. ويمكن ملاحظة أن بناء الخرسانة المقوى بألياف الكربون بسيط وبسيط وآمن، ولا يشغل مساحة، ويمكنه تحسين كفاءة العمل بشكل فعال، وتقصير فترة البناء وما إلى ذلك. وفي الوقت نفسه، يتم ضمان جودة التعزيز بشكل فعال، واستقرار هيكل الخرسانة المسلحة مستقر، ومضمونة القدرة على التحمل، ويتم خلق فوائد اقتصادية واجتماعية جيدة.