لماذا تعمل ألواح CFRP للجدران الحاملة ؟

الجدران الحاملة الخرسانية هي عناصر مقاومة القوة الجانبية الأساسية في المبنى. أنها تحمل في وقت واحد الأحمال العمودية ومقاومة القص الأفقي من الأحداث الزلزالية وقوى الرياح. عندما تتآكل الجدران بسبب الظروف التالية ، تنخفض قدرتها على تحمل الحمولة بشكل كبير:

• الكربنة أو تآكل حديد التسليح مما يؤدي إلى فقدان القسم

• عيوب البناء مثل تمشيط العسل ، الفراغات ، أو عدم كفاية قوة الخرسانة

• تغيير الاستخدام ، حيث تتجاوز الأحمال المفروضة التصميم الأصلي

• الأضرار الزلزالية ، مع تكسير وتفكك الخرسانة

إن الآلية الأساسية لتقوية لوحة CFRP (البوليمر المقوى بألياف الكربون) واضحة: تتميز CFRP بقوة شد قصوى تبلغ حوالي 7-10 مرات من الفولاذ العادي. عند الالتقاء بالوجه المتوتر لجدار خرساني ، تعمل اللوحة كتعزيز خارجي ، ومشاركة ضغوط الشد ، وتقييد انتشار التشقق ، وتحسين قدرة الانحناء والقص.

إن ربط لوحة CFRP إلى جانب الشد من الجدار يضيف أساسًا طبقة من "حديد التسليح الخارجي"-باستثناء أخف وزنًا وأرق ومقاومة للتآكل وأسرع في التثبيت.

عندما يكون تعزيز لوحة CFRP مناسبًا ؟

CFRP ليس حلاً عالميًا. تحدد الشروط التالية مباشرة ما إذا كان التعزيز سيكون فعالاً:

متطلبات حالة الجدار

• الحد الأدنى من قوة الضغط الخرسانية: C20 أو أعلى. تحت هذه العتبة ، تصبح قوة رابطة الركيزة غير كافية لنقل الحمل الموثوق.

• لا سحق ، فشل ضغط موضعي ، أو تفكك شديد. يجب أن يظل الهيكل مستقرا عالميا.

• يجب أن يستوعب سمك الجدار لوحة الترابط ومرسى نهاية كافية.

مطابقة هدف التعزيز

يعالج تعزيز لوحة CFRP الشروط التالية بفعالية:

ضوابط البناء الحرجة

إعداد الركيزة-عامل صنع أو كسر

• إطلاق النار-الانفجار أو طحن سطح الخرسانة لإزالة الطبقات الغازية والمواد السائبة ، وتعريض الركيزة الصوتية.
  

• تنظيف بالماء عالي الضغط أو الأسيتون. يجب أن يكون السطح خاليًا من الغبار والزيت والشحوم والرطوبة.

• التسامح التسطيح السطح: ≤ 3 الفجوة تحت مستقيم 2 متر.

لوحة CFRP مراقبة جودة الترابط

• استخدم لاصق إيبوكسي هيكلي متوافق مع CFRP (لاصق ألياف الكربون). مزيج المكونات A و B بدقة حسب نسبة المصنع.

• بعد وضع اللوحة ، استخدم أسطوانة مخصصة للضغط مرارًا وتكرارًا ، والضغط على فقاعات الهواء. سمك الطبقة اللاصقة المستهدفة: 2-3.

• أثناء المعالجة ، تمنع أي اهتزاز أو تحميل. اتبع مواصفات درجة حرارة ووقت الشركة المصنعة بدقة.

نهاية المرسى-أبدا تخطي

إنهاء اللوحة هي نقاط تركيز الضغط وأضعف حلقة في النظام. يجب استخدام إحدى طرق الإرساء التالية:

• على شكل حرف U مراسي التفاف CFRP: ورقة الألياف ملفوفة حول ثلاثة وجوه من الجدار ، تجتاح نهاية اللوحة.

• مسامير ربط ميكانيكية: مسامير من الفولاذ المقاوم للصدأ مع غسالات ألواح فولاذية توفر تثبيت ميكانيكي عند أطراف الألواح.

• صفيحة فولاذية ومجموعة مسامير: لوحة فولاذية مربوطة ومثبطة في نهاية اللوحة ، مربوطة بالحائط.

القيود وحدود صادقة

• واجهة الرابطة هي الحلقة الضعيفة. الرابطة بين CFRP والخرسانة أضعف بكثير من نقاط القوة المادية لكل مكون. Debonding هو وضع الفشل الأساسي. يجب على المصممين التحقق بدقة من سعة الرابطة وطول المرسى-لا تتعامل مع هذا كتفاصيل بسيطة.

• مقاومة الحريق محدودة. يفقد ألياف الكربون الخواص الميكانيكية بسرعة أعلى من 300 درجة مئوية (572 درجة مئوية). في البيئات المعرضة لمخاطر الحريق ، هناك حاجة إلى طبقات إضافية للحماية من الحرائق أو أنظمة تغطية مصنفة على أنها حريق.

• غير مناسب لفشل الضغط أو ضغط القص. إذا كان الجدار قد تعرض بالفعل لسحق الخرسانة ، أو فشل الضغط الموضعي ، أو التفكك الشديد ، فلا يمكن أن يوفر CFRP قدرة انضغاطية كافية. يعد التغليف بالفولاذ ، أو تكبير الخرسانة من الحلول المناسبة.

• مساهمة الصلابة محدودة. في حين أن CFRP يزيد بشكل فعال قدرة الحمل ، فإن مساهمته في الصلابة الهيكلية الشاملة متواضعة. إذا كان نقص الصلابة هو المشكلة الأساسية ، فيجب النظر في طرق التعزيز الأخرى بشكل كلي.