نسيج ألياف الكربونهو أكثر المواد المستخدمة و الشعبية في مجال التعزيز الهيكلي في مجال الهندسة المدنية.وارتفعت تكنولوجيا التعزيز هذه في الثمانينات وتطورت بسرعة في الصين في أواخر التسعينات.وقد أجرى العديد من معاهد البحث والجامعات في الداخل والخارج الكثير من البحوث بشأن تعزيز نسيج الألياف الكربونية للأعضاء الخرسانيين.ومع تعميق البحوث التجريبية، يتسع نطاق تطبيق تكنولوجيا التعزيز، وتزداد تكنولوجيا التطبيقات.

The experimental study on carbon fiber fabric strengthening RC columns is relatively few, but the experimental results show that CFRP fabric strengthening RC columns has the characteristics of simple construction, strong corrosion resistance, good restraint effect, and essentially no maintenance.وقد استحدثت تكنولوجيا التعزيز التالية بإيجاز.

1تحليل الآلية للأعمدة الخرسانية المعززة مع تعزيز نسيج الألياف الكربونية

11نسيج بوليمر معزز من الألياف الكربونية

وعموماً، فإن نسيج الألياف الكربونية (CFRP) هو الألياف المستمرة التي يبلغ قطرها 5-20 ميكروناً.وتتكون المادة الأساسية من عامل راتنج وعلاج.ويُصاب الألياف الكربونية بالراتنج (معزز داخلي).وعندما يتم علاج الراتنج، يتم تشكيل بلاستيك معزز من الألياف الكربونية.خصائصه: كثافة منخفضة، للصلب العادي 1/6.القوة الغامضة هي حوالي 4: 6 مرات من بار الصلب العادي.مقاومة الكوروسيون جيدة، والقوة لا تتأثر بالحامض ومتوسط الكلي التآكلي.لا تؤثر المغناطيسية على نشر الإشارات الكهرومغناطيسية.المقاومة الفاتاغية ممتازة و الحياة الدهنية هي عموما أعلى من الفولاذ.ويعادل معامل تفاوت درجات الحرارة معامل الخرسانة.الموصلات الراقية تشبه الفولاذ.الانحراف الضيق 1٪.

12 - وقد عزز مبدأ نسيج الألياف الكربونية الأعمدة الخرسانية.

وعندما تتعرض الأعمدة الخرسانية المعززة لضغط محوري، ينجم الأعضاء عن التوسع الأفقي ذي القيمة المحدودة جدا.فعلى سبيل المثال، يمكن وضع قيود عكسية حول الأعضاء لمنع هذا التوسع الأفقي للأعضاء المضغوطين، بغية تحسين القدرة المضغوطة للأعضاء وقدرتهم على التشهير.

وتكمن تعزيزات المجموعة من الأعمدة الخرسانية المعززة في إحداث ضبط النفس بين الخرسانة العمودية ومنطقة تعزيز القوة المتعددة الجنسيات (يسمى التفاعل بينها ضغط الواجهة البينية) من جراء الإجهاد الذي يفرضه الواجهة عبر الوصلة البينية، والمنطقة البلاستيكية من الخرسانة الأساسية في حالة الإجهاد الثلاثي الأبعاد.أما القدرة النهائية على الإجهاد والحمل في الأعمدة الخرسانية المعززة فهي أعلى من القدرة تحت الحمولة غير المباشرة، كما أن قدرة الطوابق المثبتة على تشوهات العواطف وتشتيت الطاقة أكبر عندما لا تخفض القدرة على التحمل الازدحام في الأعمدة بدرجة كبيرة دون النظر في أثر عدم الاستقرار.

13The stress distribution of reinforced concrete columns under the action of wrapping carbon fiber fabric.

131) إن القوة المضغوطة النهائية في الأعمدة الرجعية التي يُرفق بها نسيج CFRP أقل بكثير من تلك التي تتسم بها الأعمدة التعميمية بسبب الإجهاد الحاد الحاد لنسيج CFRP الذي يشكله ضبط النسيج المعبر لخليج CFRP على أعمدة ملموسة معززة، ولكن مقاومة نسيج CFRP ضعيفة جداً (لا يُنظر فيها عموماً).إن ضبط النفس الأفقي في مركز حافة العمود الفقري ضعيف، وضبط ضغط الإجهاد الجانبي في الزاوية كبير.The lateral restraint stress of CFRP fabricn fabricbsp; on the reinforced concrete column can increase rapidly only when the lateral plastic deformation occurs at the column edge.

13وفي المرحلة الأولى، يكون الضغط المضغوط الحاد على الخرسانة صغيراً، والتشوهات العكسية صغيرة، وقوة CFRP صغيرة.وفي المرحلة الثانية، مع زيادة الحمولة، يزداد تشوه الأعمدة ارتفاعاً ملموساً، ويتزايد الإجهاد التخريبي لنسيج الألياف الكربونية ارتفاعاً كبيراً، وتزداد قوة ضبط النفس التخريبية بسرعة إلى أن يصل نسيج CFRP إلى إجهاده المتوتر النهائي.

خاتمة

1) يمكن للتعزيز النسيجي للعمود الخرساني المعزز أن يغير حالة الإجهاد الحاد من الخرسانة إلى حالة الإجهاد ثلاثي الأبعاد، وأن يحسّن القدرة على التحوّل وقدرة التشويه في الخرسانة المحصورة، ولا سيما في الأعمدة الخرسانية المعززة التي لا يمكن أن تلبي نسبة الضغط التقريبي متطلبات رمز التصميم السيزمي.

2) ولتحسين القدرة على تحمل المناطق المهزلة البلاستيكية وقابليتها للنقاش، ستظهر منطقة الخلايا البلاستيكية في النهايات العليا والأدنى من الأعمدة الخرسانية المعززة في إطار حمولات الزلازل المتكررة، وستنخفض القدرة على التحمل وخصوبة الماشية بسرعة.وستتحسن قدرة الخرسانة الأساسية في منطقة الخلية البلاستيكية على القوة والتشوه في نهاية المطاف إلى حد كبير بعد تصفية نسيج CFRP وتعزيزه.

3) وتكنولوجيا البناء منخفضة من حيث المضمون، وبسيطة في العملية، وحسنة في التأثير على ضبط النفس، وقوية في مقاومة التآكل، ولا تحتاج إلا إلى الحماية دون الصيانة.

4) إن تكنولوجيا تعزيز نسيج الألياف الكربونية ليست ذات قدرة شاملة، بل لها أوجه قصور فيها: فلا يمكن استخدام مقاومة الغراء العضوي العالية الحرارة، والبيئة العالية الحرارة، ومتطلبات درجات الوقاية من الحرائق في المباني؛ وينبغي استخدام الأعمدة الرجعية غير النظامية أو الكبيرة استخداما مشروطا.