hogyan lehet javítani a betonoszlopokat szénszálas kompozitokkal?
Szénszálas alkalmazási szakértő
A vasbeton oszlopok szilárdságát és tartósságát négy fő tényező befolyásolhatja: a belső fémvasaló korróziója, fagyasztás-olvadás romlása, vegyi támadás, valamint a szélsőséges terhelési körülmények és természeti katasztrófák, például földrengések és árvizek által okozott tartós lokalizált károk.
Ahogy a szerkezet öregszik, előfordulhat, hogy a vasalóvasat környezetnek teszi ki, ami felgyorsíthatja a vasaló korrózióját. Ha a beton oszlopokat időben nem javítják meg megfelelően, a beton romlása növekszik, és az összeomlás kockázata jelentősen megnő. Ezért a lehető leghamarabb erősítésre lehet szükség a további korrózió és betonbomlás megakadályozására, valamint a vasbeton eredeti szerkezeti teherbírásának helyreállítására.
01. Beton oszlop megerősítési és javítási technológia
A kutatók évtizedek óta azon dolgoznak, hogy fejlesszék a betonozlopok megerősítésének és javításának módszereit, hogy számos lehetséges hibát kezeljenek, beleértve a megerősítési és javítási technikát, amelyek kiegyensúlyozzák a szerkezeti követelményeket a nem strukturális problémákkal, mint például a költségek minimalizálása, a funkcionalitás és az esztétika fenntartása, a munkavállalók biztonsága, és rövid időn belül végezzék a javításokat.
Az elmúlt években egy innovatív technológia, amely nagy szilárdságú szálerősítésű polimereket (FRP-ket) alkalmaz, gyorsan fejlődik ki a hagyományos utólagos építőipari technikák alternatívájaként.
Az FRP szilárdság-súly aránya és tapadás, korrózióállóság, könnyű kezelés és telepítési sebesség páratlan a hagyományos javítások (például oszlopkötőrudak, kiegészítő függőleges megerősítés stb.). A nem meghatározott vasbeton elemekhez képest az FRP-csomagolt oszlopok növelik a rugalmasságot, miközben kiváló nyírást, nyomókapacitást és energia újraelosztást biztosítanak.
02. Hagyományos beton oszlop javítási módszer
Az oszlopok javítása két kategóriára osztható: kozmetikai javítások és szerkezeti javítások. Megfelelő tervezés esetén a felületjavítás csökkentheti a további betonbomlás sebességét a delamináció megakadályozásával és a megerősítési korrózió megállításával.
2.1. Megjelenés/felületjavítás
A kozmetikai vagy felületi javítások kisebb lokalizált romlásra, például repedésekre és az érintett oszlopokban történő gödörözésre és beton delaminációra szolgálnak. A korrózió jelentősen felgyorsul, ha a vasalásnak kitett. A felületi javításokra néhány példa közé tartozik a habarcs cseréje, osztóketrec, védőbevonatok és kompozit burkolatok alkalmazása.
2.2. Strukturális/átfogó karbantartás
A szerkezeti vagy átfogó javítások helyreállítják vagy javítják a betonoszlop integritását, és növelik az oszlop teljes szilárdságát. A megerősített beton burkolat akkor használható sikeresen, ha az öregedés nem csökkenti jelentősen a keresztmetszetet.
2.3. Megerősített beton védőréteg
A vasbeton burkolat alkalmazása hagyományos javítási technika, amelyet a hibás és sérült beton oszlopok megerősítésére és javítására használnak. Ez magában foglalja a meglévő oszlopokat egy új betonréteggel, amely vagy önthető a vasalátámaszok köré, vagy közvetlenül a meglévő oszlopok aljára csavarozható. Az acélburkolat hatékony javítási módszer is, növeli a terhelést és a nyírókapacitást, miközben növeli az oszlop hajlítási feszültségeivel szembeni ellenállást.
Bár ez az oszlopjavítási technika hatékony módszer az oszlopok védelmére és megerősítésére, költséges és időigényes az axiális csapágykapacitás, a hajlítószilárdság és a rugalmasság tekintetében. Ezenkívül a rugalmasság javulása kicsi, mert a fedőanyag gyakran törékeny, és nem mindig kötődik hatékonyan az öregedett betonhoz. Ezenkívül megváltoztatja az oszlop keresztmetszeti területét, ezáltal megváltoztatja a tömeget és a merevséget.
03. A szénszálas kompozit javítás alkalmazásának növekedése
Amikor a meglévő oszlopok hordozóképessége nem elegendő, az építőipari vállalatok egyre inkább olyan kompozit anyagokat használnak, mint a szénszál/epoxi és az üvegszál, hogy külső korlátozást biztosítsanak a sérült és törékeny betonmagok számára. Ezek a technikák további előnyt kínálnak, hogy megakadályozzák a korróziós vasalás további lebomlását.
A szénszálas alapú kompozit javítások növelhetik a vízszintes terhelést és nyíróerősítést biztosíthatnak betonszerkezetekhez.
3.1. Miért használjon szénszálat szerkezeti javításhoz és megerősítéshez
A szénszálas erősítésű polimerek (CFRPs) évtizedek óta a repülőgépipar fő anyaga, és sok más iparágban sikeresen használják. A CFRP erősebb, könnyebb és jobb fáradtságállóságot kínál, mint bármely más tipikus építőanyag.
A CFRP kombinálja a nagy szilárdság-súly arányt, a kiváló merevséget, a hajlékonyságot, a magas hőmérsékleti ellenállást, a minimális hozzáadott súlyt és a kiváló korrózióállóságot. Használhatók repedések javítására és megakadályozására, gerendák kiegyenesítésére, híd oszlopok korszerűsítésére, falak és mólók megerősítésére, szeizmikus teljesítmény javítására, a meglévő szerkezetek szerkezeti módosítások után megerősítésére, oldalsó hordozóképesség növelésére és nyomószilárdság növelésére is.
3.2. A szénszálas kompozitok kiváló tulajdonságai
A szénszálas kompozit anyagok fő előnyei az épületek szerkezeti javításához és megerősítéséhez a következők:
Nagy szilárdság és tömeg arány
Könnyű és korrózióálló
Savarezisztencia
Gazdaságosabb, mint a kiegészítő oszlopszerelés
Egyszerű és gyors telepítés
Csökkentse a szállítási és telepítési költségeket
Az oszlopcsatlakozás megakadályozása
Megnövelt oszlopterhelhetőség
Javítja a javított alkatrész hajlítószilárdságát
04. Hogyan javítsuk meg a beton oszlopokat szénszálas kompozitokkal
Ha sérült vagy szeizmikusan hiányos oszlopok javításra van szükség, a meglévő oszlopok szálerősítésű polimerekkel, például szénszálas kompozitokkal való megerősítése helyreállíthatja a szerkezeti integritást a DOT előírásoknak megfelelően.
Az oszlopjavítás ideális alkalmazás szénszálas kompozitokhoz, mivel az anyag könnyű és rendkívül erős. Az FRP kompozitok tulajdonságai csökkentik a javítás teljes vastagságát és minimalizálják a hozzáadott súlyt. A kézzel alkalmazott rendszer tökéletesen illeszkedik bármilyen mérethez és formához, megakadályozza a vasalást további korrózióját és lefedi a kitett fémeket.
A szénszálas kompozit anyagok használatának általános folyamata a betonoszlopok javítására a következő:
Felületkezelés. A sérült beton javításakor fontos először előkészíteni a felületet, eltávolítani a laza anyagot a oszlopokról és a lábakról, és biztosítani a kompozit javítás megfelelő ragasztását.
Cserélje ki a hiányzó betont. A fejlett FRP rendszerekben a polimer cementet gyakran használják a hiányzó beton helyettesítésére a szénszál javítása előtt. A betont közvetlenül a telepítés előtt behatoló alapozóval kezelik az anyagtulajdonságok javítása érdekében. Az alapozó növeli a szénszálas kompozit tapadását és megerősíti magát a betont.
Tekerd a szénszálas kompozitot a Post köré. Szénszálas kompozit anyaggal csomagolva az átfedés összekapcsolódik a később feltekert kompozit anyaggal a kötési szilárdság növelése érdekében. Miután a meghatározott számú szénszálas kompozit réteget alkalmazták a betonoszlopra, az anyag megkedvelhető és UV-álló fedőbevonat alkalmazható.
A szénszálas megerősítő rendszer, valamint a megfelelő habarcs vagy polimer cement együttesen páratlan szilárdságot, rugalmasságot és hosszú élettartamot biztosít az új restaurációkhoz. A környezettől függően a szénszál akár 50 évet is tarthat további karbantartás nélkül.