Các chất liệu tổng hợp của sợi carbon được tạo thành từ sợi tơ và ma trận. Sợi carbon là một loại chất liệu tổng hợp được dùng để củng cố cấu trúc bê tông. Vì lợi ích của trọng lượng ánh sáng, sức mạnh cao, hoạt động đơn giản, dễ dính và không bị ăn mòn, nên nó được dùng rộng rãi để củng cố các thành phần khác nhau như sự kháng cự đầu gối, sức chống kéo, sự chống cự căng thẳng và sự kháng cự địa chấn. Đối với những cây cầu cũ với tỷ lệ tăng cường thấp hoặc tăng cường thép, hiệu ứng củng cố đặc biệt đáng kể. Đồng thời, nó cũng thích hợp cho việc chống kéo, nén các cầu bê tông, tăng cường đường ống dẫn địa chấn, và sửa chữa sau khi động đất bị hư hại.

Các yêu cầu vật chất

(1) Sợi cacbon bình thường được làm từ sáp polypropylene hoặc sợi chất mesophase thông qua các bon hóa cao nhiệt độ. Mức độ carbon hóa được xác định bởi những đặc tính như xơ mềm dẻo, mật độ và dẫn điện. Sức bền của sợi cacbon thường là 550 MPa, và độ đàn hồi là 2.35 x 105 MPa. Dự án này sử dụng các loại thức ăn kéo lê nhỏ (hình ảnh dựa trên ngôn ngữ PN) với kích thước không quá 24k, và không có sợi kéo lớn.

(2) Vật liệu liên kết là vật liệu nối sợi cacbon với bề mặt bê tông, và chủ yếu bao gồm chất nguyên chất, làm bằng chất nhựa và làm đông lại. Vật liệu liên kết cần phải đủ cứng rắn và đủ sức mạnh để đảm bảo sự lây lan của lực kéo giữa bê tông và sợi cacbon, và cùng lúc đó nên có đủ độ cứng để không gây ra sự sụp đổ dây liên kết lỏng lẻo do vỡ bê tông.

(3) Lớp phủ bảo vệ nên được làm từ vật liệu cách nhiệt, và lớp phủ phải có tính chất chống thấm nước, chống lửa, chống tác động mạnh.

  Thiết lập nguyên tắc

(1) Sự tự trọng của cấu trúc cầu bê tông không thể hoàn toàn được gỡ bỏ trong quá trình tăng cường, và lực thứ hai phải được xem xét. Kích thước của cấu trúc cầu bê tông rất lớn. Vì những công thức thực nghiệm có được dưới điều kiện phòng thí nghiệm không nhất thiết thích hợp cho việc củng cố cấu trúc cầu, nên những công thức này phải được sửa đổi, chẳng hạn như yếu tố an toàn.

(2) Khi tính toán thiết kế tăng cường, chúng ta phải xem xét tất cả các điều kiện thiết kế và sự kết hợp cân nặng. Quá trình tính toán bao gồm việc kiểm tra tính toán trạng thái giới hạn của khả năng mang và trạng thái giới hạn của việc sử dụng thông thường. Nói chung, tình trạng dịch vụ giới hạn sẽ kiểm soát thiết kế tăng cường. Tính toán về tình trạng tối hậu của khả năng mang nên tính đến các chế độ thất bại khác nhau có thể xảy ra. Nói chung, chế độ thất bại được chia thành hai loại, cụ thể là cấu trúc có thể hoạt động như một tổng thể sau khi các sợi cacbon được dán lại và các thành phần không thể hoạt động tổng thể.

(3) Tính toán về tình trạng hạn chế dịch vụ bao gồm: hạn chế căng thẳng để tránh sản lượng của thanh thép, sự phá hủy bê tông hoặc leo trèo quá mức và sự gãy sợi cacbon. Giới hạn của sự biến dạng. Giới hạn của sự nứt sẽ đảm bảo tính bền vững của cấu trúc và sự toàn vẹn của mối liên kết.

(4) Tấm vải cacbon cho thấy tính đàn hồi tuyến tính khi nó bị căng thẳng cho đến khi nó thất bại, và sự dẻo dai của nó rõ ràng khác với sự dẻo dai của thanh thép. Một mặt, các tấm vải cacbon không có đủ các thanh thép, và công trình được gia cố sẽ bị hạn chế. Mặt khác, vì thiếu ống dẫn của tấm vải cacbon, nên việc phân phối lại sự căng thẳng trong thành phần sẽ bị hạn chế.Do đó, trong cấu trúc của việc dán vải cacbon, các sợi cacbon không thể đơn giản được dùng làm vật thay thế cho thanh thép, và cần phải xem xét độ bền của các tấm vải cacbon.

5) Điều kiện thiết kế đặc biệt nên xem xét việc rơi khỏi các tấm vải cacbon do tác động, gây ra thiệt hại hoặc lửa.

Phương pháp và kiểm soát chất lượng để tái củng cố bến tàu bằng vải sợi cacbon

1) Phương pháp gói lại: thường là vải sợi cacbon hoặc vải một chiều có tẩm nhựa và rồi được dán trên cột. Các sợi sợi tơ sợi cacbon thường là hướng đi vòng của cột, và các sợi cacbon có thể được bôi lên nhiều lớp. Dọc theo chiều cao của cột, các phương pháp dán sợi cacbon bao gồm: liên tục dán, hình xoắn ốc, và hình vòng.

2) Phương pháp gióng lên: tương tự như phương pháp bọc, sự khác biệt là phương pháp đi vòng quanh sử dụng sợi cacbon thay vì vải sợi cacbon hoặc vải, để sợi sợi sợi có thể tự động bị thương trên cột bằng máy. Sử dụng phương pháp này có thể kiểm soát hiệu quả độ dày của sợi cacbon, hướng sợi và tỉ lệ khối lượng sợi.

3) Phương pháp tay áo bằng ống dẫn carbon trước hôn mê có thể được làm thành một vòng bán nguyệt hoặc đường rãnh, hoặc có thể làm nó thành một vòng tròn có khe. Thêm vào đó, hình dạng cột có thể được thay đổi bằng phương pháp này, và tay áo sợi cacbon cũng có thể làm mẫu cho việc đổ bê tông.