Bandalâu Ffrwydr Carbon: Amaeru cryfhau isheintyddol ar gyfer pontydd a hadeiliaid

Yn ein bywydau bob dydd, rydym yn defnyddio bandadiau i drin cawsau a sglefianau bychain – syml a chyfleus. Fodd bynnag, nawr, pan fydd craigiau manwl yn datblygu mewn cronniadau pontydd ac wrando muriau adeiladau hen wrth i'r oed yn dod, mae deunydd a ymddangos yn ysgafn yn codi fel y 'prifrywogaeth' mewn cryfhau strwythurol. Mae technoleg peirianneg hefyd wedi croesawu ateb tebyg i'r 'band-aid' hwn—sgrin ffibr garbon—sy'n cryfhau pontydd a hadeiladau o'n cwmpas ni trwy ddulliau â llai o drawsiant.
Proses wneuthur sgrin ungyfeiriadol

Mae sgrin ungyfeiriadol ffibr garbon yn ddeunydd a ddefnyddir yn gyffredin mewn prosiectau cryfhau ffibr garbon. Mae ei broses wneuthur yn cynnwys trefnu, sefydlu a ffurfio enwad ffibr garbon, gyda'r bwriad sylfaenol o sicrhau bod yr enwad yn cael eu alignio'n glir mewn cyfeiriad sengl (fel arfer hyd-drem) tra'n cadw priodweddion cryfder uchel. Y camau penodol yw'r rhai canlynol:

Cam Un: Paratoi Enwad Ffibr Garbon
Mae ffibrin rhagflaenydd ffibr garbon sylfaed ar PAN (y prif sioe) wedi'u gweithgynhyrchu o feintiau polyacrylonitrile trwy brosesau rhag-ocsidio a charboni. Mae gan y ffibrin hyn ddiameter o 5–7 micrometr ac yn dangos crymedd llapiad eithriadol uchel.
Cam Dau: Broses Gwarpio
Trwy'r peiriant gwarpio, mae miloedd i ddegoliadau o filoedd o ffibrin garbon wedi'u trefnu'n gyfochrog i hyd a'i gosod yn unffurfiol mewn haenau gwarp. Rheolir tensiwn a manwl fanylion yr ailadrodd yn gryf i sicrhau priodweddau ungyfeiriadol ac atal croesi.
Cam Tri: Broses Gweu/Secio
Trwy ddefnyddio ffibrâu trawsfynyddol eithaf ffin (fel ffibr gwydr neu nylin), caiff y ffibrâu hirlynol eu sicrhau drwy wyfu neu gludo. Yn ystod y broses wyfu, mae'r ffibrâu traws yn croesawlio â'r ffibrâu hyd wrth faint isel (cyn few ffibr yr santimetr), gan greu strwythur o'r math "hyd mawr, traws leddf" sy'n darparu cryfhau heb ddrysu ar gryfder. Fel arall, gall emwls eiwasg epocsi gael ei ddefnyddio i glymu'r deunydd i ffabr heb unrhyw ffibr draws, er y byddai wyfu'n dod yn ddull mwy cyffredin.
Cam Pedwar: Driniaeth Arwyneb
Tynnwch loogion, cynyddwch garregredd yr arwyneb, neu gymhwys asiant cysylltu i wella adherniad i'r glym a gwella cydnawsedd â'r smwdd.
Cam Pump: Gosod a Goli
Ar ôl sychu a gosod, mae'r cynnyrch yn mynd trwy ail-wiriad ansawdd ac yn cael ei bacio i ddod yn eitem bellach. Trwy gydol y broses hon, mae'r ffocws yn ymdroed o amrymuso'r uchafbwyntiau cryfder y strandiau carbon hyd, gyda'r strandiau traws yn gweithredu dim ond fel swyddogaeth gadw ategol.

Mae craidd y broses gyfan yn cadw cyflaeniant paralel a chryfder pwyntiau uchel ar feini prawd durffrwm glir gwaelod, gyda'r ffibrâu trawsweithiol yn gweithredu'n unig fel swyddogaeth gadw atodol. Felly, mae gwecl durffrwm ungyfeiriadol yn defnyddio i'r uchafswm priodweddau pwyntiau durffrwm yn ei haeddfraint hyd ei waelod hir, gan ei wneud yn enwedig addas ar gyfer cais mewn cryfhau strwythurol ble mae tensiynau'n cael eu croesi.

Egwyddorion Cryfhau
Mae gweigiau ffibr garbon yn cael eu clymu i'r wyneb strwythurol gan ddefnyddio gludiannell smwddf sy'n cyd-fynd, gan greu corff o faterion cyfansawdd (CFRP) sy'n gweithio mewn cytûn â'r strwythur gwreiddiol. Gan fod ganddo grymed tensile eithriadol uchel (tua degwaith hynag â stâl), mae'r gweigiau ffibr garbon yn cael eu hanoga' yn glust ag y beton trwy'r gludiannell smwddf. Mae hwn yn trosglwyddo llwythoedd allanol i'r gweigiau ffibr garbon, gan drafaelu ar ei phriodweddau cryf i wella chwyldroedd y strwythur yn erbyn pwyntiau, nerthau taflennu a gweithgarwch daeargryn, tra'n atal hefyd y lledaeniad cracio.

Prosedūr Adeiladu

Cam Un: Paratoi'r Wyneb
Clirio'r wyneb beton, tywyllu strôns llym a llifion olew i greu wyneb sylfaen lein.
Cam Dau: Gorchymyn y Brsjyn Epoxy
Gorchymyn haen o brsjyn ar y beton i sicrhau bod y gweig fan osod yn bwrw gludo'n gadarn.
Cam Tri: Gorchymyn y Gweig Ffibr Garbon
Dywswch y gweiganwaith ffibr garbon wedi'i gwtio o flaen llaw i resen eposi ac yn ei chymhwyso i'r ardaloedd strwythurol sydd eu hangen ar amliogi (fel gwaelod y beamiau, colofnau, plâtiau llawr, a wibio pontydd).
Cam Pedwar: Trowlio Trwm a Ddirywio
Gwasgwch eto ac eto gyda rolwr i sicrhau bod yr adhesif yn mynd i mewn yn gyfartal i'r ffibrâu ac yn gwaredu pob bolyn awyr, yn debyg i wasgu plaster i lawr yn gadarn.
Cam Pump: Osgi a Chynnal
Unwaith bydd yr adhesif wedi osgi, mae'r gweiganwaith ffibr garbon a'r concrid yn uno'nghyd, gan ffurfio haen allanol eithriadol o galed.

Nodweddion amliogu

Gwella cyhyraeth llwydro: Ar weithredu o dan waelod y beamiau → gwella gwrthsefyll plegi; ar weithredu i golofnau → cryfhau cryfder y wasgu a berfformiad sismig.

Rheoli craigiau: Mae gweiganwaith ffibr garbon yn atal craigiau pellach yn y concrid, yn debyg i sut mae plaster yn amddiffyn camwiredd ar drawsodd ar ddryslo.

Oes gwasanaeth estynedig: Yn rezistio corwyd, yn wahanol i ddur sy'n carw, gan ei wneud yn arbennig o addas ar gyfer amgylchedd fel bontydd sy'n cael eu hymddangos am hir amser.

Ysgafn a effeithiol: Cyflymder adeiladu cyflym, heb ofni peiriannau trwm ac heb osod pwysau strwythuol ychwanegol sylweddol.

Pam mae ffabrig ffibr garbon wedi dod yn ddewis newydd ar gyfer cryfhau?

O'i gymharu â dulliau traddodiadol i gryfhau fel cryfhau plât dur neu ehangu adran, mae gan ffabrig ffibr garbon fanteision penodol:

Mae ei natur ysgafn yn golygu mai dim ond llai na 300 gram yr metr sgwâr yw ei bwysau, felly ni chaniatair iddo newid dosbarthiad llwydro'r adeilad yn sylweddol ar ôl ymgeisio , gan ei wneud yn arbennig o addas ar gyfer cryfhau strwythurau sensitif i'w pwysau hunan, fel adeiladau hynafol a bontydd.

Mae ei ddaliant i goriad yn sicrhau perfformiad sefydlog mewn amgylchiadau anodd. P'un a yw'n wynebu coriannu llifren halog ar bontydd arfordir neu gyflwr clamf yn beamiau a cholofnau sylfaen, mae gweigiau ffibr garbon yn cadw perfformiad cyson gyda chyfnod gwasanaeth o dros 50 o flynyddoedd.

Mae osod effeithiol yn lleihau amserlen y prosiect yn sylweddol. Nid oes angen peiriannau trwm—dim ond gymhwyso â llaw—fel arfer mae cryfhau adeilad o fil metr sgwâr yn cymryd dim ond 1–2 wythnos, sydd yn sylweddol byrrach na dulliau draddodiadol.