Aramidikuitukankaan käyttö rakennusvahvistuksessa

Uudentyyppisenä teknisenä rakennemateriaalina aramidikuitukangas on osoittautunut tehokkaaksi menetelmäksi lukuisissa kotimaisissa ja ulkomaisissa hankkeissa rakenteellisen vahvistuksen alalla. Aramidikuitukomposiittimateriaalilla on seuraavat ominaisuudet: korkea vetolujuus, pieni ominaispaino (noin 25% teräspalkista), hyvä korroosionkestävyys, korkea elastinen moduuli, hyvä antimagneettinen suorituskyky, korkea leikkauslujuus ja suulakepuristuslujuus. Erinomainen suoritus.

Aramidikuitu on eräänlainen täysin aromaattinen polyamidikuitu, sen molekyylirakenne on p-fenyleenitereftalamidipolymeeri, joka sisältää sekä alifaattisen pääketjun että aromaattisen pääketjun, joten molekyylirakenne on kiinteä ja kevyt. Sillä on monia erinomaisia ominaisuuksia, kuten korkea lujuus, korroosionkestävyys, väsymiskestävyys, iskunkestävyys jne., ja se on myös johtava materiaali. Aramidikuiduilla kudottu aramidikangas on eräänlainen arkki, joka muodostuu aramidikuiduista, jotka on järjestetty yhteen tai kahteen suuntaan. Pehmeä, se on kevyt, erittäin luja, erittäin elastinen, korroosionkestävä, johtamaton materiaali, erityisesti aramidikankaalla on paras väsymiskestävyys, iskunkestävyys ja paikallinen kuormituskestävyys kaikkien FRP-komposiittimateriaalien joukossa.

Tällä hetkellä tavallisia FRP-komposiittimateriaaleja ovat hiilikuitu (CFRP), aramidikuitu (AFRP) ja lasikuitu (GFRP). Tällä hetkellä yleisesti käytetty FRP-kuitukangasvahvistus on pääasiassa aramidikuitua ja hiilikuitua. Koska lasikuidun vetolujuus ja elastinen moduuli ovat suhteellisen alhaiset ja rakenne on suhteellisen hauras, katsotaan yleisesti, että se ei sovellu käytettäväksi pelkästään betonirakenteiden vahvistamisprojekteissa. Aramidikuitujen hyvän sitkeyden ja korkean venymisen vuoksi vikamuoto lopullisessa tilassa on muovivika, eli suuri määrä energiaa imeytyy sen omaan muodonmuutokseen, mikä on erityisen tärkeää seismiselle vahvistukselle. Aramidikuidulla on hyvä sitkeys ja siitä voidaan tehdä useita kankaan, levyn, ribin, kaapelin ja ruudukon muotoja, joten aramidikuidulla on laajempi sovelluskenttä kuin hiilikuidulla. Lisäksi aramidikuitu on myös johtava materiaali. Ympäristöissä, joissa on korkeat eristysvaatimukset ja anti-magneettiset ominaisuudet, aramidikuidulla on ilmeisiä etuja hiilikuituun verrattuna rakennemateriaalina. Aramidikuidun rakenne on erittäin kätevä, ja sillä on erittäin hyvä kostutettavuus samalla orgaanisella kyllästyshartsilla. Aramidikuidun hyvän sitkeyden ja jatkolinjan ansiosta korkean jännityksen tilassa se voi merkittävästi parantaa rakenteen dynaamista kuormituskestävyyttä ja iskunkestävyyttä. Tässä mielessä hiilikuidun sovellusalue ei ole yhtä hyvä kuin aramidikuitukomposiittimateriaalien. Se on laaja valikoima. Ehdotetaan, että suunnitteluprosessissa olisi kiinnitettävä huomiota materiaalin ominaisuuksiin, ja paras vaikutus voidaan saavuttaa soveltamalla asianmukaista materiaalia asianmukaiseen osaan.

Mitkä ovat aramidikuitujen edut?

1. Iskunkestävyys: Aramidikuidun elastinen moduuli on 125Gpa, ja sillä on hyvä sitkeys (venymänopeus 2,4%). Aramidikuitu imee paljon energiaa muodonmuutoksen kautta ensin, ja sen vikamuoto on muovinen vika. Sitä vastoin hiilikuidun vikatila on hauras vika. Siksi aramidikuituja käytetään laajalti ilmailu- ja sotilaslaitteissa, räjähdyssuojatuissa tiloissa, sillan laiturin vahvistamisessa jne.

2. Anti-dynaaminen kuormitus ja väsymystä estävä suorituskyky: hiilikuidulla on korkea vetolujuus, mutta hiilikuidun vauriomuoto on hauras vika, joka kestää vain pitkän aikavälin staattisen kuormituksen suorituskykyä. Aramidikuidulla on ainutlaatuisia etuja pelloilla, joilla on korkeat vaatimukset dynaamiselle kuormituskestävyydelle ja väsymiskestävyydelle. Siksi rakenteellista vahvistusta suoritettaessa on kiinnitettävä huomiota siihen, käytetäänkö aramidikuitua vai hiilikuitua lujitukseen rakenteellisen vahvistuksen osien jännityksen jakautumisen ominaisuuksien mukaisesti. Samaan aikaan aramidikuidun leikkauskestävyys on vahvin kaikista FRP-materiaaleista, ja aramidikuitukomposiittimateriaalin käyttöä on harkittava leikkausvahvistuksen suorittamisessa.

3. Korroosionkestävyys: Aramidikomposiittimateriaalilla on hyvä haponkestävyys ja vahva emäksen korroosionkestävyys. Merivedessä olevat kloridi-ionit syövyttävät voimakkaasti betonirakenteita, mikä voi johtaa betonin karbonoitumiseen ja teräspalkkien korroosioon. Siksi aramidikuitukomposiittimateriaaleja käytetään yleisesti vahvistukseen joidenkin satama- ja laiturihankkeiden rakenteellisissa vahvistus- ja suojaustöissä.

4.Johtamattomuus ja magnetisointi: Aramidikuitu on johtava materiaali, joten projekteissa, kuten tarkkuusmittaushuoneissa, sairaaloissa ja joissakin erityisissä teollisuuslaitoksissa, lujitusprojekteissa, jotka vaativat korkeaa eristystä Kuitukomposiittimateriaalit ovat sopivimpia.

5. Rakentamisen mukavuus: aramidikuitukankaan tärkeimmät rakennusvaiheet ovat seuraavat: betonin pintakäsittely - harjaus pohjamaali - pohjakerroksen kyllästyshartsi - liimaus aramidikangas - ulkokerros kyllästyshartsi - ulkokerroksen suojaus. Verrattuna perinteisiin rakenteellisiin vahvistustekniikoihin, kuten teräslevyjen kiinnittymiseen ja laajennusosien menetelmiin, FRP-vahvistustekniikalla on kätevä rakenne, lyhyt rakennusaika, eikä se vaadi suuria rakennuslaitteita.

Rakennusten aramidikuitukankaan vahvistustekniikka on vähitellen tulossa suosituksi. Tällä hetkellä yleisesti käytetyt vahvistusmenetelmät Kiinassa sisältävät pääasiassa seuraavat kuitukankaan komposiittimateriaalin vahvistamisen menetelmät, teräslevyn liimaaminen, ulkoinen esijännitys ja kasvava poikkileikkaus. Materiaalilla on erilliset ominaisuudet, ja sen ilmeisten kustannushyötyjen vuoksi uskotaan, että kaikki huolestuttavat sitä yhä laajemmin, ja siitä tulee laajimmin käytetty uusi teknologia rakennusrakenteiden ja muiden betonirakenteiden vahvistamisessa, ja sitä voidaan käyttää aramidikuituna maanrakennus- ja vesirakentamisessa kotimaassani. Kuitukomposiittimateriaaliteollisuus on luonut edellytykset puuttua kansainväliseen kilpailuun, jolla on merkittäviä sosiaalisia ja taloudellisia etuja.