Recentemente, ocorreram muitos terremotos com magnitude superior a 3 em algumas áreas como Sichuan, Tibete e Xinjiang. Felizmente, não há vítimas no momento. A fim de reduzir a perda de bens e danos pessoais causados pelo terremoto, os edifícios na área localizada na zona do terremoto foram reforçados em vários graus. Entre eles, o material mais utilizado na indústria de reforço de construção é o tecido de fibra de carbono.
Princípio de fortalecimento de compósitos de fibra de carbono
O pano de fibra de carbono é na verdade um produto reforçado com fibra de carbono unidirecional tecido com seda de fibra de carbono 12K. É frequentemente usado com cola de impregnação para formar compostos de fibra de carbono. A estrutura de concreto reforçado CFRP tem as características de alta resistência, peso leve, resistência à corrosão, resistência a ácidos e álcalis, não ocupa o espaço original do edifício, construção conveniente e ampla aplicação. Em termos de propriedades mecânicas, a resistência à tração do CFRP pode chegar a 8-10 vezes a do reforço comum, mas o peso é muito menor do que o do reforço. O aumento do peso próprio da estrutura de concreto durante o reforço pode ser basicamente ignorado.
Âmbito de aplicação
Embora o tecido de fibra de carbono tenha muitas vantagens como material de reforço externo, também apresenta alguns pontos fracos que são difíceis de controlar. A principal razão é que é difícil avaliar o possível risco de incêndio, danos causados pelo homem ou outros acidentes neste material no projeto de reforço. Portanto, este material é aplicável apenas para as armaduras dos seguintes projetos: 1) a estrutura original e os componentes reforçados estão basicamente intactos, mas sua capacidade de suportar cargas vivas precisa ser aumentada; 2) Devido a erros de projeto ou construção, a estrutura original e os componentes são menos equipados com algum reforço de tração ou estribos, que precisam ser reforçados (mas deve-se notar que a taxa de reforço existente não deve ser inferior à taxa de reforço mínima especificada em GB 50010); 3) Aumentar a capacidade sísmica dos membros estruturais originais; 4) É utilizado para reforço de locais com meios corrosivos.
Exemplo de aplicação:Ponte endurecida
Devido aos riscos potenciais de segurança do corpo da ponte, a ponte rodoviária que cruza a rua Zhengxing na No. 2 Road em Zhengzhou é reforçada com tecido de fibra de carbono e centenas de tecido de fibra de carbono são colados na parte superior da parte inferior da ponte. (a imagem mostra a parte inferior da ponte rodoviária)
Estrutura de aço reforçada
Comparado com os métodos tradicionais de reparo em estruturas de aço, o reforço de CFRP tem vantagens óbvias. O reforço de CFRP basicamente não aumenta o peso e o tamanho da estrutura original. O mais importante é que o reforço de CFRP não necessite de abertura e soldagem, não causará danos à estrutura de aço, além de garantir a resistência e integridade da estrutura original.
Aplicação de compósitos de fibra de carbono em energia eólica
A alta resistência e o peso leve do tecido de fibra de carbono tornam-no um material ideal para a fabricação de turbinas eólicas e pás de moinhos de vento. A pá do moinho com tecido de fibra de carbono é mais dura do que a pá do moinho tradicional e tem uma vida útil mais longa, de modo a produzir mais energia com menos vento.
Aplicação de concreto de compósitos de fibra de carbono em pás de turbinas eólicas.
Posição e efeito da aplicação:
1.Tampa da viga principal: reduz significativamente o peso da lâmina e melhora a rigidez da lâmina.
2.Superfície da pele: melhora a capacidade da lâmina de resistir à pressão e tensão e alivia a corrosão do ambiente na lâmina.
3.Raiz da lâmina:①Melhore a resistência à fratura e a resistência do rolamento dos materiais de raiz e reduza a pressão dos parafusos de raiz.②Aumente o número de parafusos, consolide a nova energia na conexão entre a lâmina e o cubo e melhore a resistência estática e a resistência à fadiga.
4.Sistema de proteção contra raios: as bordas frontal e traseira da lâmina são especialmente projetadas para evitar efetivamente o golpe de raio e garantir o desempenho relevante da lâmina.
Perto da ponta da lâmina:①Reduza o peso e reduza a carga no cubo;②Por meio de métodos e medidas relevantes, a direção de vibração e a força da lâmina podem ser garantidas.
