Ứng dụng vải sợi Aramid trong gia cố xây dựng

Là một loại vật liệu kết cấu kỹ thuật mới, vải sợi Aramid đã được chứng minh là một phương pháp hiệu quả bởi một số lượng lớn các dự án trong lĩnh vực gia cố kết cấu trong và ngoài nước. Vật liệu composite sợi Aramid có các tính năng sau: độ bền kéo cao, trọng lượng riêng nhỏ (khoảng 25% của thanh thép), khả năng chống ăn mòn tốt, mô đun đàn hồi cao, chống từ tốt, độ bền cắt và cường độ đùn cao. Làm tốt lắm.

Sợi aramid là một loại sợi polyamide thơm hoàn toàn, có cấu trúc phân tử là polymer parabenzoyl parabenzoyl parabenzodiamide, chứa chuỗi chính aliphatic và chuỗi chính thơm, do đó cấu trúc phân tử mạnh mẽ và nhẹ. Nó có nhiều tính chất tuyệt vời, chẳng hạn như độ bền cao, chống ăn mòn, chống mệt mỏi, chống va đập, v.v., và cũng là một vật liệu không dẫn điện. Vải sợi aramid là một tấm được làm từ sợi aramid được sắp xếp theo một hoặc cả hai hướng. Mềm mại, là một vật liệu có độ bền cao, độ đàn hồi cao, chống ăn mòn, không dẫn điện, đặc biệt là vải aramid có khả năng chống mỏi, chống va đập và chịu tải cục bộ tốt nhất trong tất cả các vật liệu composite FRP.

Hiện nay, vật liệu composite FRP phổ biến bao gồm sợi carbon (CFRP), sợi aramid (AFRP) và sợi thủy tinh (GFRP). Hiện nay, vật liệu gia cố vải sợi FRP thường được sử dụng chủ yếu là sợi aramid và sợi carbon. Do độ bền kéo và mô đun đàn hồi tương đối thấp của sợi thủy tinh và kết cấu tương đối giòn, nó thường được coi là không phù hợp để sử dụng một mình trong các dự án gia cố kết cấu bê tông. Bởi vì sợi aramid có độ dẻo dai tốt và độ giãn dài cao, hình thức phá hủy của nó ở trạng thái giới hạn là phá hủy nhựa, nghĩa là biến dạng của chính nó hấp thụ một lượng lớn năng lượng, điều này đặc biệt quan trọng đối với gia cố chống động đất. Sợi aramid có độ bền tốt và có thể được làm thành nhiều hình dạng của vải, tấm, xương sườn, cáp và lưới, vì vậy lĩnh vực ứng dụng của sợi aramid rộng hơn sợi carbon. Ngoài ra, sợi aramid cũng là một vật liệu không dẫn điện. Trong môi trường có yêu cầu cao về tính chất cách nhiệt và kháng từ, sợi aramid có lợi thế rõ rệt so với sợi carbon như một vật liệu kết cấu. Cấu trúc của sợi aramid rất thuận tiện và có độ ẩm tuyệt vời với cùng một loại nhựa ngâm tẩm hữu cơ. Bởi vì sợi aramid có độ dẻo dai và kéo dài tốt trong trạng thái căng thẳng cao, nó có thể cải thiện đáng kể khả năng chịu tải động và chống va đập của cấu trúc. Theo nghĩa này, lĩnh vực ứng dụng của sợi carbon ít hơn so với vật liệu composite sợi aramid. Nó có phạm vi rộng. Khuyến cáo rằng trong quá trình thiết kế, cần chú ý đến các đặc tính của vật liệu, áp dụng vật liệu thích hợp vào các vị trí thích hợp có thể đạt được kết quả tốt nhất.

Vậy lợi thế của sợi aramid là gì?

1. Chống va đập: Mô đun đàn hồi của sợi aramid là 125Gpa, có độ dẻo tốt (độ giãn dài là 2,4%). Sợi aramid đầu tiên hấp thụ một lượng lớn năng lượng thông qua biến dạng, và hình thức phá hủy của nó là phá hủy nhựa. Ngược lại, mô hình phá hủy của sợi carbon là phá hủy giòn. Do đó, sợi aramid được sử dụng rộng rãi trong hàng không vũ trụ, thiết bị quân sự, cơ sở chống cháy nổ, gia cố cầu tàu và các lĩnh vực khác.

2. Khả năng chống tải và chống mỏi: sợi carbon có độ bền kéo cao, nhưng dạng hư hỏng của sợi carbon là sự phá hủy giòn, chỉ có thể chịu được hiệu suất tải tĩnh lâu dài. Sợi aramid có lợi thế độc đáo trong các lĩnh vực có yêu cầu cao về tải trọng và hiệu suất chống mệt mỏi. Do đó, khi tiến hành gia cố cấu trúc, cần phải theo đặc điểm phân bố ứng suất của phần gia cố cấu trúc, chú ý đến việc sử dụng sợi aramid hay sợi carbon để gia cố. Trong khi đó, độ bền cắt của sợi aramid là mạnh nhất trong tất cả các vật liệu FRP, và việc sử dụng vật liệu composite sợi aramid nên được xem xét khi thực hiện gia cố chống cắt.

3. Chống ăn mòn: Vật liệu composite Aramid có khả năng chống axit tốt và chống ăn mòn kiềm mạnh. Các ion clorua trong nước biển có tính ăn mòn cao đối với cấu trúc bê tông và có thể dẫn đến cacbonat bê tông và ăn mòn cốt thép. Do đó, vật liệu composite sợi Aramid thường được sử dụng để gia cố kết cấu và bảo vệ trong một số dự án bến cảng.

4. Không dẫn điện, không từ hóa: sợi aramid là một vật liệu không dẫn điện, vì vậy trong các dự án như phòng dụng cụ chính xác, bệnh viện và một số nhà máy công nghiệp đặc biệt, trong các dự án gia cố đòi hỏi cách nhiệt cao, vật liệu composite sợi phù hợp hơn.

5. Xây dựng thuận tiện: Các bước xây dựng chính của vải sợi Aramid như sau: Xử lý bề mặt bê tông - Sơn lót bàn chải - Nhựa ngâm tẩm bên dưới - Dán vải Aramid - Nhựa ngâm tẩm bên ngoài - Bảo vệ lớp ngoài. So với công nghệ gia cố kết cấu truyền thống, chẳng hạn như dán tấm thép và phương pháp mở rộng mặt cắt, công nghệ gia cố FRP có ưu điểm là xây dựng thuận tiện, thời gian xây dựng ngắn và không cần thiết bị xây dựng lớn.

Công nghệ gia cố xây dựng bằng sợi aramid ngày càng phổ biến. Hiện nay, các phương pháp gia cố thường được sử dụng ở Trung Quốc chủ yếu bao gồm gia cố vật liệu composite vải sợi, tấm thép liên kết, dự ứng lực in vitro và tăng mặt cắt ngang và các phương pháp khác. Vật liệu này có những đặc điểm khác biệt và do lợi thế rõ ràng của nó trong tỷ lệ tình dục-giá, người ta tin rằng nó sẽ ngày càng nhận được sự quan tâm rộng rãi từ mọi người, trở thành công nghệ mới được sử dụng rộng rãi nhất trong việc gia cố kết cấu xây dựng và các kết cấu bê tông khác ở Trung Quốc và có thể được sử dụng trong sợi aramid trong các công trình dân dụng ở Trung Quốc. Ngành công nghiệp sợi composite đã tạo điều kiện để tham gia vào cạnh tranh quốc tế, mang lại lợi ích xã hội và kinh tế đáng kể.