Làm tăng cường sợi cấu trúclà một phương pháp sử dụng các vật liệu sợi có độ mạnh như sợi cacbon và sợi thủy tinh để củng cố cấu trúc. Nó có những lợi thế của sự bền bỉ, xây dựng đơn giản, không có sự gia tăng trong khu vực, không có sự tăng gánh nặng và ngoại diện đẹp đẽ. Nó đã được áp dụng thành công cho địa chấn, sự uốn cong và sự tăng cường của nhiều cấu trúc khác nhau.

Sợi carbon để tăng cường địa chấn

Kết hợp cột bê tông với chất sợi cacbon để đường sợi này vuông góc với trục của cột, có thể cải thiện hiệu quả khả năng dẫn và mang năng lượng của cột và làm tăng khả năng phân hủy năng lượng địa chấn. Thêm vào đó, là thành viên chính chống lại lực lượng phía sau, bức tường kéo cắt lông không hơn gì thất bại của ống dẫn dịch (Bức tường kéo cắt lớp cao bằng nhựa thông) hoặc thất bại cắt lông cừu (vách dưới). Sợi carbon được dùng để củng cố bức tường cắt lông, miễn là phương pháp thích hợp, nó cũng có thể cải thiện đáng kể sự dẻo dai và khả năng mang.Do đó, địa chấn củng cố cấu trúc bê tông được củng cố là một lĩnh vực hiệu quả của các vật liệu sợi cacbon. Tuy nhiên, nó nên được chỉ ra rằng khi sợi cacbon được sử dụng để tăng cường các cột hoặc các bức tường cắt lông, bởi vì sợi cacbon là một vật liệu có thể phát triển trước, nó được kết nối với cấu trúc được củng cố bằng keo cấu trúc, mà đòi hỏi bê tông được gia cố để đáp ứng một số yêu cầu sức mạnh nhất định. Chúng ta có thể dùng hiệu ứng củng cố sợi cacbon. Sau đây là một thí dụ để minh họa phương pháp củng cố các cột bê tông bằng sợi cacbon và cải thiện hiệu suất địa chấn.

Đối với một cấu trúc khung bê tông được tăng cường, người ta tìm thấy trong quá trình chấp nhận xây dựng rằng sức mạnh bê tông của 9 cột trụ khung không thể đáp ứng được các yêu cầu thiết kế, dẫn đến tỷ lệ nén trục quá mức và không thể đáp ứng được các yêu cầu về đường ống cần thiết bởi tỷ lệ nén ax. Về phương diện này, người ta quyết định dùng vải sợi cacbon để kết thúc kế hoạch tăng cường cột. Một mặt, lý do là việc kết dính sợi cacbon có tác động lên bê tông cột, có thể cải thiện sức nén của xi măng đến một mức độ nhất định. Mặt khác, hiệu ứng hạn chế của sợi cacbon ở cột bên dưới cũng có thể cải thiện đáng kể sự dẻo dai của cột dưới các vật liệu ngang.Qua tính toán về khả năng mang và đường ống, dung dịch gồm 3 lớp vải sợi cacbon được bọc dọc theo toàn bộ phạm vi cao cột được áp dụng cho 3 cột với sức mạnh thấp hơn, và giải pháp của 2 lớp vải cacbon được bọc dọc theo toàn bộ chiều cao cột được sử dụng cho 6 cột khác. . Phương pháp củng cố được trình bày qua Hình 1.

Sợi carbon dùng để làm cho sàn nhà được chắc chắn hơn

Vì có độ bền căng cao, các sợi cacbon có thể được dùng để làm cho các thành phần bê tông được dẻo dai hơn. Khi dùng sợi cacbon để tăng cường độ dẻo của màng, các sợi bám vào nhau phải song song với lực chính của thành viên. Ngoài ra, khi tính toán khả năng uốn cong của cấu trúc được củng cố, chúng ta cũng nên xem xét việc giảm đi sức mạnh tối thượng của sợi cacbon. Những thí dụ sau đây cho thấy phương pháp làm mềm sợi cacbon.

Có một cấu trúc tường bê tông được gia cố bởi thiết bị nghe được. Sàn nhà nguyên bản dày 120m. Bây giờ nó được lên kế hoạch cho thêm một bể cá lớn, nặng 3.6t, và kích thước của bể cá là 4.6*1.2m (Figure 2).Do trọng tải mới, cấu trúc ban đầu phải được tăng cường.  Đối với vùng cong tích cực của sàn nhà, phương pháp dán vải cacbon có thể được dùng để tăng cường. Một mặt các cuộc nghiên cứu cho thấy rằng, khi lượng sợi cacbon được gia cố thì lớn, sức mạnh có thể đạt được trong tình trạng tối hậu của nền nhà là thấp, và sức mạnh của nó không thể sử dụng hoàn toàn được. Mặt khác, nếu lượng sợi cacbon bị giảm, nó có thể bị căng thẳng cao hơn trong tình trạng mang năng lượng tối đa, nhưng vì sợi cacbon co giãn gần với sợi thép, bảng có thể bị hư hại do sự lệch hướng quá mức dưới tình trạng sử dụng thông thường.

Phương pháp tăng cường sợi cacbon thích hợp

Như được đề cập ở trên, sợi cacbon có thể được sử dụng một cách hữu hiệu để tạo địa chấn, kéo cắt và làm bền bỉ các cấu trúc bê tông. Tuy nhiên, nên lưu ý rằng vì tính chất căng thẳng vốn có của cấu trúc sợi cacbon được gia cố, nên nhiều vấn đề về cấu trúc bê tông không thích hợp với việc tăng cường sợi cacbon, nên cần phải phân tích tính bền vững của sợi cacbon.

1. Vấn đề độ cứng

Khi việc xây cất bê tông hoặc mái nhà không đủ cứng, hậu quả là sự biến dạng quá mức và những vết nứt nghiêm trọng ảnh hưởng đến việc sử dụng, thì không thích hợp để dùng phương pháp gắn sợi cacbon để củng cố lại. Đối với những chùm, tấm và những thành viên khác bị căng thẳng, khi sợi cacbon được dùng để tăng cường, trong tình trạng sử dụng thông thường, ảnh hưởng của sợi cacbon trên độ cứng của cấu trúc là ít hơn 10%, hoặc về cơ bản không cải thiện.

2. Phạm vi của việc ứng dụng sợi cacbon uốn cong

Khi cấu trúc bê tông được gia cố bằng vải sợi cacbon do không đủ độ dẻo, trạng thái thất bại của cấu trúc được củng cố phụ thuộc vào sự tăng cường của cấu trúc ban đầu, và lượng sợi cacbon ở tay còn lại.

3. Vấn đề về lửa

Liên quan đến sự tăng cường độ bão hòa của các cấu trúc bê tông với các vật liệu sợi cacbon, một số nghiên cứu đã được tiến hành ở nhà và nước ngoài. Từ quan điểm của cơ chế quay của cấu trúc bê tông, cho dù chiều hướng sợi cacbon là vuông góc với trục hoặc song song với trục, sự phát triển của các vết cắt chéo có thể được kiềm chế và một hiệu ứng tăng cường nhất định có thể đạt được.

Tóm lại, phương pháp tăng cường sợi cacbon có thể được dùng để uốn cong, cắt xén và củng cố địa chấn của cấu trúc bê tông. Tuy nhiên, mỗi phương pháp đều có thể áp dụng trong phạm vi. Khi tính toán khả năng vận chuyển, cần phải xem xét kết quả xét nghiệm để giảm lượng sợi cacbon. Phương pháp tăng cường sợi cacbon không phù hợp với việc củng cố cấu trúc bê tông trong tình trạng giới hạn của việc sử dụng thông thường do không đủ cứng nhắc, biến dạng quá mức. Khi được dùng để làm cho sức khỏe thêm mạnh, dù nó có thể đóng một vai trò nào đó, nhưng không phải về mặt kinh tế.