Những điều ngắn ngủi của Chất dẻo sợi cacbon được tăng cường trong việc củng cố những lời cầu nguyện và giải pháp

Không đủ ống dẫn

Không đủ ống dẫn, gần như là một trong những khuyết điểm lớn nhất của sợi cacbon. Dù đó là vải, đĩa hoặc xương sườn, nó gồm nhiều sợi đơn sắc cực kỳ tốt, và sợi tơ phụ thuộc vào nhựa epoxy để truyền lực kéo để làm việc với nhau. Bởi vì chất xơ và nhựa epoxy được phân phối không đều trên mặt cắt ngang, nó sẽ bị kết luận là sự căng thẳng không được phân phối đồng đều trên phần cắt chéo của vật liệu. Sự thiếu ống dẫn khiến sợi cacbon đơn độc bị vỡ sau khi đạt đến sức mạnh tối thượng. Bằng cách này, sợi cacbon trong khu vực căng thẳng cao sẽ bị phá vỡ trước khi sợi cacbon ở khu vực ít căng thẳng hoạt động hoàn toàn mạnh mẽ, và tất cả sợi sợi carbon không thể sử dụng sức mạnh của chúng cùng một lúc. Ngoài ra, một đặc điểm quan trọng của sợi là sự thay đổi về độ bền của sợi sợi tơ và sự phân bố của các khuyết điểm dọc theo chiều dài sợi tơ. Sức mạnh trước đó của sợi sợi không phải là giá trị đặc biệt duy nhất, mà là rời rạc. Điều này cũng giúp các sợi tơ không bị căng thẳng cùng một lúc. Vì thế, sức mạnh tổng thể của vật liệu thấp hơn nhiều so với sợi đơn phát, và sự phân tán khá lớn. Chức năng Weber có thể được sử dụng để mô tả sự phân phối mạnh mẽ của sợi cacbon được gia cố bằng nhựa.

Các sợi carbon gia cố nhựa vào cấu trúc, và sự thiếu vệ sinh trong các đặc tính vật chất của nó được thể hiện như là tính không đủ ống dẫn của thành phần. Quá nhiều biến dạng của thành phần sẽ gây ra vỡ vụn của chất CFRP, dẫn đến sự thất bại của cấu trúc. Điều này là rất bất lợi cho cấu trúc yêu cầu sự biến dạng lớn hoặc yêu cầu sức kháng địa chấn tương đối cao.

Tỷ lệ độ đàn hồi với sức mạnh là quá thấp

Sức mạnh của sợi cacbon được gia cố bằng nhựa rất cao, nói chung đạt tới hơn 3000MPa, nhưng độ bền của sợi này tương đối thấp. Những cái thường được sử dụng thường chỉ có khoảng 230GP, và các mô-đun co giãn cao chỉ có khoảng 280-640GP. Để có thêm sức mạnh, sợi cacbon gia cố nhựa cần được biến dạng đáng kể. Khi làm việc với các thanh sắt, CFCP chỉ có thể chơi ít hơn 20% sức mạnh của nó khi các thanh thép hoàn toàn sử dụng sức mạnh của họ. Rất khó để ngăn chặn sự biến dạng của cấu trúc và sự phát triển của các vết nứt. Nếu một lượng lớn CFCP được sử dụng để kiểm soát sự biến dạng và vết nứt của cấu trúc theo những đòi hỏi cứng nhắc, thì khó có thể cạnh tranh về mặt kinh tế so với công nghệ củng cố như thép gắn kết, và có quá nhiều sự dư thừa không cần thiết về sức mạnh. Công trình nghiên cứu trước đây cũng cho thấy hiệu suất của thành phần được tăng cường chủ yếu dựa trên sức mạnh khi bộ phận linh hoạt được gia cố bằng sợi cacbon được gia cố. Sự cứng rắn gia tăng, đặc biệt là sự cứng nhắc ban đầu, khá nhỏ, là điều khá nhỏ, có thể đáp ứng được với các cấu trúc cũng đòi hỏi sự củng cố.

Lực kéo cắt thông qua lớp epoxy có giới hạn

Sức mạnh kéo cắt của nhựa epoxy là không đổi. Sau khi tốc độ kéo vượt quá sức, sự căng thẳng của lưỡi liềm không còn tăng nữa, trong khi việc cắt xén tiếp tục gia tăng, cho thấy một hiện tượng làm mềm. Khi chủng kéo cắt cuối cùng vượt quá, các đoạn nhỏ giao diện sẽ xuất hiện tại giao diện. Với sự giãn nở liên tục của các công ty vi mô, giao diện cuối cùng sẽ bị cắt bỏ. Vì vậy, việc gắn thêm tờ CFRP cũng có giới hạn. Dính quá mức sẽ làm cho giao diện không thể truyền đủ lực kéo, để sức mạnh của CFRP không thể hoàn toàn được sử dụng, và nó có xu hướng bị hư hỏng khi thành phần bị đè nặng.

Những khiếm khuyết trên giới hạn việc áp dụng sợi cacbon đã gia cố các chất dẻo trong trường tăng cường ở một mức độ nhất định. Đặc biệt bởi vì cấu trúc thường đòi hỏi sức mạnh không chỉ tăng cường, mà còn sự cương quyết củng cố, và tính chất vật chất của sợi cacbon quyết định rằng công nghệ bình thường không thể thực hiện sự cứng nhắc với lợi ích kinh tế tốt hơn. Ngay cả nếu một lượng lớn sợi cacbon được gia cố bằng nhựa được dán để làm tăng độ cứng của cấu trúc, nhờ có đặc tính vật chất của nhựa epoxy và sự tập trung của sự căng thẳng tại các vết cong và các vết cắt cắt, thì rất dễ dàng để tạo ra giao diện giữa sợi cacbon được gia cố bằng nhựa và bê tông để tách ra và sự suy giảm liên kết. Giảm sự đáng tin cậy của cấu trúc được gia cố. Thêm vào đó, nhờ có chất sợi cacbon mạnh, công nghệ gia cố sợi cacbon không thể làm cho sức mạnh của nó hết sức mạnh, và cũng hạn chế việc sử dụng và phát triển chất sợi cacbon được tăng cường trong lĩnh vực củng cố.

Giải pháp

Vì những thiếu sót trên của sợi cacbon đã củng cố nhựa dẻo, nên các nhà nghiên cứu và kỹ sư đã đưa ra nhiều giải pháp khác nhau. Nói về sự thiếu sót của ống dẫn không đủ của sợi cacbon đã được gia cố bằng nhựa, các nhà nghiên cứu đề nghị rằng sợi cacbon được trộn lẫn với sợi thủy tinh hoặc sợi aramid để tạo ra sợi kết hợp với nhau, và chất xơ thủy tinh và sợi sợi sợi lục phân được dùng để bù đắp cho tính không đủ đường dẫn của sợi cacbon.

Nói về những thiếu sót của sợi cacbon co giãn theo mô-đun để tăng cường tỷ lệ quá thấp và sự truyền nhiễm bằng nhựa epoxy có hạn, các nhà nghiên cứu đề nghị làm căng sợi cacbon đã gia cố nhựa. Bằng cách này, sợi cacbon đã được gia cố bằng nhựa đã bắt đầu tác động mạnh trước khi cấu trúc chịu trách nhiệm. Và nó có thể cải thiện hiệu quả sự cứng rắn của cấu trúc, tránh sự thôi miên căng thẳng do lực thứ hai gây ra trong quá trình tăng cường, và giải quyết những khuyết điểm của sức mạnh không đủ và sự cứng nhắc không đủ. Sự căng thẳng đầu tiên tập trung vào khu vực neo sau khi áp dụng trước, và trong nhiều trường hợp, thời điểm uốn cong của vùng neo không phải là lớn nhất, do đó sự căng thẳng liên kết được phân phối ngay lập tức trong toàn bộ sợi cacbon được tăng cường trong khu vực dán nhựa. Vấn đề về khả năng giới hạn của nhựa epoxy để truyền lực kéo đã được giải quyết, và việc tiếp máu đã được ngăn ngừa.

Nói chung, sợi cacbon được gia cố bằng nhựa là một vật liệu mới với triển vọng ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực gia cố cầu. Mặc dù có một số thiếu sót, xem xét hiệu suất tuyệt vời của sợi cacbon củng cố chất dẻo mà các nguyên liệu khác không thể so sánh được, miễn là dùng hợp lý, nó vẫn rất thích hợp để củng cố các cấu trúc cầu. Việc áp dụng sợi cacbon được gia cố bằng nhựa trong lĩnh vực tăng cường chắc chắn sẽ thúc đẩy việc bảo trì và củng cố những cây cầu trong nước tôi.