การเสริมความแข็งแรงผนังไซโลคอนกรีต

โครงการนี้เป็นไซโลอะลูมิเนียมออกไซด์ของโรงงานเถ้าลอยหมายเลข 2 ซึ่งเป็นโครงการเสริมโครงสร้างท่อคอนกรีตเสริมเหล็ก ตามการจำแนกประเภทของแบบรองรับ ไซโลอะลูมินาเป็นแบบเสา-ทรงกระบอก ด้านล่าง 8.5 ม. เป็นโครงสร้างท่อและเสาเข็ม ความหนาของท่อด้านในและท่อด้านนอกทั้งคู่คือ 500 มม. ขนาดหน้าตัดของเสาคือ 1,000 มม. × 1,000 มม. เสาและเสาเชื่อมต่อด้วยคานเชื่อมต่อที่มีขนาดอินเทอร์เฟซ 800 มม. × 1,800 มม. และมีคานวงแหวนที่มีขนาดหน้าตัด 800 มม. × 1,800 มม. ระหว่างโครงสร้างท่อและโครงสร้างคลังสินค้า ไซโลอะลูมินาเป็นไซโลคอนกรีตเสริมเหล็กทรงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน dn = 25 ม. ความสูงของไซโลอะลูมินาคือ 40 ม. และแบบฐานรากเป็นฐานรากแบบเสาเข็ม ความสูงของผนังไซโล h=31.5m, h/dn=1.6<1.5 และความแข็งแรงของคอนกรีตที่ออกแบบสำหรับไซโลตื้นคือ C35 การก่อสร้างโครงการแล้วเสร็จในปี 2556 และดำเนินการตรวจสอบและเสริมกำลังในปี 2559

ภาพถ่ายการตรวจสอบสถานที่จริง

จากการประเมินค่าความแข็งแรงของคอนกรีตของผนังไซโลอะลูมินา จะได้เกรดคอนกรีต C25 ซึ่งแตกต่างอย่างมากจากเกรดคอนกรีตที่ออกแบบไว้เดิม เหตุผลก็คือ:

ไซโลอะลูมินาไม่เกิดการสั่นสะเทือนเนื่องจากการก่อสร้างที่ไม่ระมัดระวัง ส่งผลให้เกิดข้อบกพร่องแต่กำเนิด

เนื่องมาจากปัญหาต่างๆ เช่น แรงดัน อุณหภูมิสูง และการกัดกร่อนภายในไซโล ทำให้มีรอยตีนช้างปรากฏอยู่บริเวณก้นผนังไซโล และมีรอยแตกร้าวเล็กๆ เกิดขึ้น

การขนถ่ายอย่างรวดเร็วและการโหลดและขนถ่ายที่ไม่ได้มาตรฐานทำให้ความสามารถในการรับแรงอัดของผนังไซโลไม่เพียงพอ

ผลการทดสอบพบว่าความแข็งแรงอัดของคอนกรีตผนังไซโลอะลูมินาของโครงการที่สูงกว่า 8,500 ม. ไม่เป็นไปตามข้อกำหนดของระดับความแข็งแรงการออกแบบ C35 และแนะนำให้ทำการเสริมแรงเพื่อขจัดอันตรายแอบแฝงด้านความปลอดภัยในการผลิตที่เกิดจากความแข็งแรงของคอนกรีตที่ไม่เพียงพอของผนังไซโล

โครงการเสริมแรงและก่อสร้างไซโลอะลูมินา

โครงการนี้ใช้ไซโลคอนกรีตเสริมใยคาร์บอน ซึ่งใยคาร์บอนสามารถใช้ยึดห่วงไซโลอะลูมินาได้อย่างมีประสิทธิภาพ

หลังจากการทดสอบ พบว่าเกรดความแข็งแรงของคอนกรีตของผนังไซโลอะลูมินาไม่เป็นไปตามเกรดความแข็งแรงของคอนกรีตที่ออกแบบไว้เดิม และแรงยึดรอบวงที่ให้มาไม่เพียงพอ ไซโลที่เสริมด้วยคาร์บอนไฟเบอร์เป็นไซโลที่สามารถทดแทนคอนกรีตเดิมที่ขาดหายไปด้วยแรงยึดรอบวง

จากมุมมองทางกล ประสิทธิภาพแรงดึงสูงของผ้าคาร์บอนไฟเบอร์สามารถให้การยึดห่วงที่เอื้ออำนวยมากสำหรับไซโลคอนกรีตเสริมเหล็ก ภายใต้ปฏิสัมพันธ์ระหว่างผนังไซโลและคาร์บอนไฟเบอร์ ผนังไซโลจะเปลี่ยนจากสถานะแรงดึงและการบีบอัดแบบสองทางในแนวนอนและแนวตั้งเดิมของวัสดุจัดเก็บเดิมไปเป็นสถานะการบีบอัดแบบสามทางในปัจจุบัน (แรงกดรอบทิศทางแนวนอนของวัสดุจัดเก็บ แรงเสียดทานแนวตั้ง และแรงกดรอบทิศทางแนวนอนของผ้าคาร์บอนไฟเบอร์) ปรับปรุงความต้านทานด้านข้างของผนังไซโล ปรับปรุงคุณสมบัติทางกลได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพิ่มแรงยึดห่วง และเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนัก

การเสริมแรงโครงสร้างไซโลอะลูมินา

เสริมความแข็งแรงผนังไซโลตามแบบการเสริมความแข็งแรงไซโลอะลูมินา โครงการนี้ใช้ผ้า (ผ้า) เกรด I ที่มีความแข็งแรงแบบทิศทางเดียว 300g/m2 หนา 0.167 มม. ค่าการออกแบบของความแข็งแรงในการดึงคือ 2300MPa และค่ามาตรฐานของความแข็งแรงในการดึงมากกว่า 3400MPa

เมื่อไซโลอะลูมินาได้รับการเสริมแรงด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ ไซโลควรได้รับการขนถ่ายออกอย่างเต็มที่ เนื่องจากการเสริมแรงด้วยคาร์บอนไฟเบอร์เป็นการเสริมแรงแบบพาสซีฟภายใต้แรงพาสซีฟ ในการเสริมแรงแบบพาสซีฟ จำเป็นต้องพิจารณาอิทธิพลของแรงรองที่มีต่อโครงสร้าง ในไซโลอะลูมินา คอนกรีตไม่สั่นสะเทือนเพียงพอเมื่อเทคอนกรีต ดังนั้นบางส่วนของผนังไซโลจึงมีพื้นผิวป่านรังผึ้ง ก่อนที่จะวางคาร์บอนไฟเบอร์ พื้นผิวป่านรังผึ้งได้รับการซ่อมแซม เมื่อฟื้นฟูพื้นผิวที่มีหลุมรังผึ้งของคอนกรีต ควรเอาส่วนของพื้นผิวที่มีหลุมรังผึ้งเดิมออก จากนั้นใช้วิธีการตรวจสอบด้วยสายตาสองวิธีและการตรวจสอบลวดละเอียดเพื่อตรวจสอบองค์ประกอบคอนกรีต เพื่อให้สามารถกำจัดรูทราย รูพรุน และรอยแตกในตัวคอนกรีตที่มีอยู่ได้อย่างสมบูรณ์ หลังจากทำให้คอนกรีตชื้นอย่างเต็มที่แล้ว ให้ใช้คอนกรีต C40 สำหรับการเทและการอัด ไม่สามารถวางคาร์บอนไฟเบอร์ได้ทันทีหลังจากเท ตามข้อกำหนด ความชื้นบนพื้นผิวคอนกรีตที่ติดคาร์บอนไฟเบอร์ไม่ควรเกิน 4% และไม่ควรเกิน 6% หากความชื้นบนพื้นผิวคอนกรีตเกินขีดจำกัด ต้องใช้การอบแห้งด้วยมือหรือกาวโครงสร้างพิเศษสำหรับพื้นผิวที่มีความชื้นสูง

การบำบัดพื้นผิวหลุมรังผึ้งของผนังไซโล

คาร์บอนไฟเบอร์ CFRP ระยะห่าง 800 มม.

เส้นใยคาร์บอน CFRP ที่เชื่อมติดกับไซโล

ใช้กาวคาร์บอนไฟเบอร์ติดบนคาร์บอนไฟเบอร์

เพื่อให้มั่นใจถึงความทนทานของส่วนประกอบที่เสริมแรง พื้นผิวของส่วนประกอบทั้งหมดที่เสริมด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ได้รับการปกป้องด้วยสารเคลือบกันไฟ 2 ชั้นซึ่งมีความหนาไม่น้อยกว่า 5 มม. เมื่อติดคาร์บอนไฟเบอร์ ควรใช้การยึดที่เชื่อถือได้เพื่อให้คาร์บอนไฟเบอร์มีความสามารถในการสร้างแรงดึงของเส้นใยได้ดีขึ้น นอกเหนือจากกาวโครงสร้างแล้ว แผ่นเหล็กยังต้องได้รับการยึด และแรงยึดจะต้องมากกว่าหรือเท่ากับแรงดึงของคาร์บอนไฟเบอร์

แผ่นเหล็กยึดสลักเกลียวขยาย

ลูกปัดเหล็กสำหรับเสริมความแข็งแรง CFRP