การเสริมความแข็งแรงของคานด้วยคาร์บอนไฟเบอร์

โครงการเสริมกำลังอาคารเรียน ซึ่งเป็นอาคารคอนกรีตเสริมเหล็กสี่ชั้น สร้างขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 1990 ตามข้อกำหนดที่เกี่ยวข้องของรัฐ อาคารเรียนต้องเป็นไปตามมาตรฐานการออกแบบอาคารประเภท B และต้องดำเนินการคำนวณตรวจสอบโครงสร้างแผ่นดินไหวตามข้อกำหนดการเสริมกำลังแผ่นดินไหว 8 องศา

ฝ่ายออกแบบดำเนินการประเมินโครงสร้างและตรวจสอบความสามารถในการรับน้ำหนักแผ่นดินไหวโดยพิจารณาจากอายุการก่อสร้างของอาคารเรียน รวมถึงรายละเอียดการออกแบบ ลักษณะโครงสร้าง ผังโครงสร้าง โครงสร้าง และความสามารถในการรับน้ำหนักแผ่นดินไหว หลังจากการวิเคราะห์และพิจารณาอย่างถี่ถ้วนแล้ว พบว่าเทคโนโลยีการเสริมแรงหลักของโครงสร้างอาคารเรียน ได้แก่ เทคโนโลยีการเสริมแรงด้วยคอนกรีตห่อหุ้ม และเทคโนโลยีการเสริมแรงด้วยคาร์บอนไฟเบอร์

เทคโนโลยีการเสริมแรงด้วยเส้นใยคาร์บอน คือการใช้ผลิตภัณฑ์เส้นใยคาร์บอนที่มีความแข็งแรงสูงจัดเรียงในทิศทางเดียวกัน เพื่อยึดเกาะกับพื้นผิวของโครงสร้างคอนกรีตอย่างแน่นหนาด้วยพันธะเคมีพิเศษ โดยไม่ต้องเพิ่มน้ำหนักและขนาดของโครงสร้าง ก็สามารถบรรลุวัตถุประสงค์ในการเสริมกำลังและเสริมความแข็งแรงของชิ้นส่วนที่เสริมแรงได้

(1) การเสริมแรงด้วยคาร์บอนไฟเบอร์สามารถเพิ่มความต้านทานการดัดของส่วนประกอบต่างๆ

(2) พื้นผิวรับแรงดัดของคานและเสา แผ่นบันได แผ่นสำเร็จรูป และส่วนประกอบอื่นๆ ของอาคารเรียน

(3) การเสริมแรงด้วย CFRP สามารถเพิ่มความต้านทานแรงเฉือนของส่วนประกอบต่างๆ ได้ เหมาะสำหรับพื้นผิวภายนอกของอาคารเรียน เช่น เสา คาน และแผ่น

(4) การเสริมแรงด้วย CFRP ช่วยยืดอายุการใช้งานของส่วนประกอบต่างๆ เพิ่มน้ำหนักบรรทุก และซ่อมแซมรอยแตกร้าว

(5) เหมาะสำหรับรอยแตกร้าวบนพื้น พื้นสะพาน และพื้นผิวโครงสร้างคอนกรีต

ข้อดีของการเสริมแรงด้วย CFRP:

(1) มีความแข็งแรงสูง (ประมาณ 10 เท่าของความแข็งแรงของเหล็กทั่วไป) ให้ผลลัพธ์ที่ดี

(2) ความต้านทานการกัดกร่อนและความทนทานของโครงสร้างสามารถปรับปรุงได้อย่างมากหลังจากติดตั้ง Jl แล้ว

(3) น้ำหนักเบา (ประมาณ 200 กรัม/ตารางเมตร) น้ำหนักตัวโครงสร้างและขนาดหน้าตัดไม่เพิ่มขึ้น มีความยืดหยุ่นดี ตัดง่าย ใช้งานได้หลากหลาย

(4) การก่อสร้างเรียบง่าย (ไม่จำเป็นต้องใช้อาคารขนาดใหญ่และวัสดุหมุนเวียน) ใช้งานง่าย และประหยัด

(5) ระยะเวลาก่อสร้างสั้น (ตัวอย่างโครงการนี้ใช้เวลาเพียงหนึ่งสัปดาห์) ดังนั้น เทคโนโลยีการเสริมความแข็งแรงของโครงสร้างคอนกรีตเสริมคาร์บอนไฟเบอร์จึงให้ผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยม

หลังจากคำนวณแล้ว พบว่าความสามารถในการรับแรงดัดของส่วนหน้าตัดปกติของคานไม่เพียงพอ และความสามารถในการรับแรงดึงของบันไดก็ไม่เพียงพอ ดังนั้นจึงนำ CFRP มาติดไว้ในบริเวณรับแรงดึงของคานเพื่อเสริมแรงดัด และนำ CFRP มาติดที่ด้านล่างของแผ่นบันไดเพื่อเสริมแรงดึง

กระบวนการก่อสร้างคอนกรีตมีดังนี้: การทำงานของอุปกรณ์ การบำบัดฐานส่วนประกอบ การทากาวฐาน การซ่อมแซมและปรับระดับ การวางผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ และการบำบัดป้องกัน

ตรวจสอบก่อนรับ

สามวันหลังจากการก่อสร้าง พื้นที่ยึดติดที่มีประสิทธิภาพโดยรวมไม่ควรน้อยกว่า 95% โดยการตีเบาๆ บนพื้นผิวของแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์ด้วยค้อนโลหะหรือโดยการกดด้วยมือ เมื่อพื้นที่ของดรัมเปล่าของผ้าคาร์บอนไฟเบอร์น้อยกว่า 1,000 มม. สามารถซ่อมแซมได้โดยการฉีดเข็มและท่อ แล้วอัดด้วยมือหรือดรัมเพื่อกำจัดดรัมเปล่าออก เมื่อพื้นที่ของดรัมเปล่ามากกว่า 1,000 มม.² แนะนำให้ถอดดรัมเปล่าออกและซ้อนทับแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์ที่มีความหนาเท่ากัน โดยมีความยาวการซ้อนทับไม่น้อยกว่า 100 มม. หลังจากผ่านการตรวจสอบคุณภาพแล้ว จะใช้ปูนซีเมนต์หนา 20 มม. เป็นชั้นป้องกัน

สรุป

จากการปฏิบัติตามข้อกำหนดในการตั้งค่าน้ำผลไม้และการตรวจสอบคุณภาพกระบวนการเสริมแรงด้วยคาร์บอนไฟเบอร์อย่างเคร่งครัด หลังจากการติดตามและตรวจสอบมากกว่าหนึ่งปี ไม่พบรอยแตกร้าว การเสียรูป และรอยกลวงใดๆ ในส่วนฉาบปูนภายนอกของอาคารเรียนเสริมแรง

เทคโนโลยีการเสริมแรงด้วยคาร์บอนไฟเบอร์จะถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายมากขึ้นในการดำเนินโครงการด้านความปลอดภัยในโรงเรียนประถมศึกษาและมัธยมศึกษาทั่วประเทศ ในการเสริมแรงโครงสร้างคอนกรีต แผ่นคาร์บอนไฟเบอร์ส่วนใหญ่จะรับแรงดึงจากเหล็กเส้น กล่าวคือ คาร์บอนไฟเบอร์ช่วยเพิ่มความแข็งแรงของส่วนประกอบโครงสร้างได้อย่างมาก สำหรับโครงสร้างอื่นๆ แผ่นคาร์บอนไฟเบอร์ก็มีบทบาทค่อนข้างดีในด้านความแข็งแรงของแรงดึงเช่นกัน ด้วยสถิติที่ไม่สมบูรณ์ อาคารเรียนเกือบทั้งหมดได้รับการเสริมกำลังด้วยเทคโนโลยีการเสริมแรงด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ และสร้างประโยชน์ทางเศรษฐกิจที่มากขึ้น