Характеристики и производителност на пластмаси, подсилени с CFRP

Пластмасите, подсилени с въглеродни влакна (CFRP), са от решаващо значение за армирането на бетонни конструкции. Въглеродните влакна, получени чрез карбонизиране на органични влакна, съдържат над 90% съдържание на въглерод. CFRP листовете се използват широко в Китай за укрепване на бетонни конструкции, често доставяни от Япония. Тези листове се предлагат в различни форми като еднопосочни листове, предварително импрегнирани листове и двупосочни тъкани.

В сравнение с традиционната строителна стомана, CFRP предлага няколко предимства:

• Висока якост на опън:Превъзхожда обикновената стомана.

• Анизотропия:Различни сили в различни посоки.

• Лек:Около една пета от плътността на стоманата.

• Устойчивост на корозия:Силно устойчив на повечето химикали.

• Ниско термично разширение:Минимално разширение при температурни промени.

• Добро гасене на вибрациите:Бързо намалява вибрациите.

• Гъвкавост:Може да се оформя и оцветява според нуждите.

• Немагнитен:Няма магнитни свойства.

Характеристиките на CFRP го правят идеален за опън и предварително напрегнати компоненти в армировката на бетонни конструкции. Подобрява механичните свойства, издръжливостта и лесния монтаж в различни приложения в гражданското строителство.

Проучвания за приложение на подсилени с CFRP пластмаси

Текущи приложения в Китай

CFRP се използва за укрепване на бетонни конструкции в развитите страни и започва да набира популярност в Китай около 1996 г. Обширните изследвания и приложението в промишлени и граждански сгради, мостове и тунели показаха обещаващи резултати. CFRP се използва главно за ограничаване на развитието на пукнатини и понасяне на напрежението на опън в стари и нови мостове.

Китай е установил технически стандарти за CFRP армировка в бетонни конструкции. Изследванията, проведени от университети като Цинхуа и Тонгджи, предоставиха ценни данни, показващи светло бъдеще за CFRP материалите в Китай.

Международни приложения

Технологията CFRP узрява в космическата индустрия и по-късно се прилага в гражданското строителство в САЩ през 60-те години на миналия век. Привлече значително внимание през 80-те години в Европа, Япония и Австралия. Страни като Япония проведоха обширни изследвания на CFRP за структурна армировка, като признаха неговите механични свойства и лекота на конструкцията.

През 90-те години CFRP се използва широко в проекти за укрепване на мостове, тунели и сгради в световен мащаб. Организации като ACI 440 в САЩ имат усъвършенствана CFRP технология, водеща до подсилване на приблизително 600 000 моста.

Предизвикателства в изследването на приложението на CFRP

Докато технологията за укрепване на CFRP е призната в световен мащаб, остават няколко предизвикателства. Необходими са цялостен теоретичен анализ и числени изследвания, но експерименталните изследвания върху механичните характеристики са ограничени. Проблеми като координацията между CFRP компонентите и цялата конструкция и потенциални локализирани щети поради преразпределение на товара изискват допълнително проучване.

Продължават техническите предизвикателства, особено при разработването на подходящи местни стандарти и насоки. Уникалният контекст на Китай изисква персонализирани стандарти за производство на материали, употреба, инспекция, проектиране на армировка, изчисляване, конструкция и критерии за приемане.