Como a fibra de carbono pode ser usada em estruturas de concreto
O reforço e reparo de estruturas de concreto com materiais de fibra de carbono é um novo tipo de método de construção desenvolvido recentemente, que funciona em conjunto com estruturas de concreto. Usando a excelente resistência à tração do material de fibra de carbono para atingir o objetivo de aumentar a capacidade de carga e a rigidez dos componentes. Leia mais sobre o tema neste artigo da RFS Engenharia.
O reforço de fibra de carbono tem muitas vantagens, como peso leve, alta resistência, resistência à corrosão, resistência ao envelhecimento, boa durabilidade e propriedades físicas estáveis. Sua resistência à tração é de 7 a 10 vezes maior que a do aço com a mesma seção transversal. Esta tecnologia tem muitas vantagens, como construção simples e rápida, segura e confiável, boa durabilidade, pode se adaptar a várias formas estruturais complexas e não afeta a aparência da estrutura original. Tem sido amplamente utilizado no reparo sísmico e reforço de estruturas de concreto.
O reforço de fibra de carbono, desde que o projeto seja razoável, tem como o custo quase o mesmo que o método geral de chapa de aço ou aplicação de elementos em pasta. No entanto, o método de reforço de fibra de carbono tem construção conveniente, alta eficiência de trabalho, sem operação úmida, sem instalações fixas no local e menos ocupação do canteiro de obras. Tem vantagens óbvias em termos de duração e condições de construção.
Como o material de fibra de carbono é flexível, mesmo que a superfície da estrutura reforçada não seja muito plana, ele pode basicamente atingir uma taxa de adesão efetiva de 100%. No entanto, é difícil atingir 100% da superfície de ligação efetiva da placa de aço ligada, e o padrão de aceitação correspondente exige apenas que ela atinja 70%.
O método de reforço de fibra de carbono tem bom efeito de reforço, alta resistência e alta eficiência, ampla faixa de aplicação, fácil garantia de qualidade e excelente resistência à corrosão e durabilidade. Depois de ser reforçado e reparado com fibra de carbono, o peso da estrutura original e o tamanho dos componentes originais basicamente não aumentam.
Comparado com as estruturas de concreto armado tradicional ou concreto armado com aço reforçado, a fibra de carbono tem as características de economia de espaço, construção simples, sem necessidade de instalações fixas no local, garantia de qualidade de construção fácil, basicamente sem aumento no tamanho estrutural e peso morto.
O uso da estrutura de reforço de tecido de fibra de carbono tem as vantagens de alta resistência e alta eficiência. Devido às excelentes propriedades físicas e mecânicas dos materiais de fibra de carbono, no reforço e reparo de estruturas de concreto, a capacidade de carga e a ductilidade das estruturas e componentes de concreto podem ser melhoradas, e suas propriedades mecânicas podem ser melhoradas para atingir o propósito de reforço e reparo eficientes. A construção é conveniente, a eficiência do trabalho é alta, não há operação úmida, nenhum grande equipamento de construção é necessário e a construção ocupa menos espaço.
Amplamente aplicável. A estrutura de concreto reforçada e reparada com material de fibra de carbono pode ser amplamente aplicada a vários tipos estruturais (como edifícios, estruturas, pontes, túneis, etc.), várias formas estruturais (como estruturas de superfície retangulares, circulares, curvas, etc.), várias partes estruturais (como vigas, lajes, colunas, juntas, arcos, conchas, pilares, etc.) e não altera a forma da estrutura, o que é incomparável a qualquer método atual de reforço estrutural.
É especialmente importante que para alguns grandes pilares de pontes, pontes, decks de pontes e túneis, grandes cilindros e projetos de estrutura de concha, o uso de métodos de reforço antigos dificilmente possa ser implementado. E essa tecnologia de reforço pode ser resolvida suavemente, e a qualidade da construção é fácil de garantir.
O que é a fibra de carbono?
A fibra de carbono é um material que consiste em filamentos cristalinos finos e fortes de carbono, essencialmente átomos de carbono unidos em longas cadeias. As fibras são extremamente rígidas, fortes e leves, e são usadas em muitos processos para criar excelentes materiais estruturais. A fibra de carbono oferece uma variedade de benefícios, incluindo:
- Alta rigidez e relação rigidez-peso
- Alta resistência à tração e relação resistência-peso
- Tolerância a altas temperaturas com resinas especiais
- Baixa expansão térmica
- Alta resistência química
A fibra de carbono é feita em fios e vem em uma variedade de formatos, incluindo carretéis, formatos unidirecionais, tramas, tranças e outros, que são usados para criar peças compostas de fibra de carbono.
Em cada um desses formatos, há subcategorias de refinamento adicional. Por exemplo, diferentes tramas de fibra de carbono podem resultar em diferentes propriedades na peça composta.
A fibra de carbono é um material feito de filamentos finos de átomos de carbono unidos em uma estrutura cristalina, o que resulta em uma relação resistência-peso excepcional. A fabricação de material de fibra de carbono envolve várias etapas complexas que transformam precursores ricos em carbono em carretéis de fibras.
A fibra de carbono é extremamente rígida, forte e leve. É comum na engenharia comparar as propriedades dos materiais em termos de sua relação resistência-peso e relação rigidez-peso, particularmente em design estrutural, onde o peso adicional pode se traduzir em maiores custos do ciclo de vida ou desempenho insatisfatório.