Akhir-akhir ini banyak terjadi gempa dengan magnitudo lebih dari 3 di beberapa daerah seperti Sichuan, Tibet dan Xinjiang. Untungnya, tidak ada korban jiwa saat ini. Untuk mengurangi kerugian harta benda dan cedera pribadi yang disebabkan oleh gempa bumi, bangunan di area yang terletak di zona gempa telah diperkuat dengan berbagai tingkat. Diantaranya, bahan yang paling banyak digunakan dalam industri perkuatan bangunan adalah kain serat karbon.
Prinsip penguatan komposit serat karbon
Kain serat karbon sebenarnya adalah produk yang diperkuat serat karbon searah yang ditenun dari sutra serat karbon 12K. Ini sering digunakan dengan lem impregnasi untuk membentuk komposit serat karbon. Struktur beton bertulang CFRP memiliki karakteristik kekuatan tinggi, ringan, tahan korosi, tahan asam dan alkali, tidak menempati ruang bangunan asli, konstruksi yang nyaman dan aplikasi yang luas. Dari segi sifat mekanik, kuat tarik CFRP bisa mencapai 8-10 kali lipat dari tulangan biasa, namun bobotnya jauh lebih rendah dari tulangan. Peningkatan berat sendiri struktur beton selama penulangan pada dasarnya dapat diabaikan.
Lingkup aplikasi
Meskipun kain serat karbon memiliki banyak keunggulan sebagai bahan penguat luar, kain ini juga memiliki beberapa kelemahan yang sulit dikendalikan. Alasan utamanya adalah sulit untuk mengevaluasi kemungkinan risiko kebakaran, kerusakan buatan atau kecelakaan lain pada material ini dalam desain tulangan. Oleh karena itu, material ini hanya berlaku untuk perkuatan proyek-proyek berikut: 1) struktur asli dan komponen yang diperkuat pada dasarnya utuh, tetapi kemampuannya untuk menahan beban hidup perlu ditingkatkan; 2) Karena kesalahan desain atau konstruksi, struktur dan komponen asli kurang dilengkapi dengan beberapa tulangan tarik atau sengkang, yang perlu diperkuat (tetapi perlu dicatat bahwa rasio tulangan yang ada tidak boleh lebih rendah dari rasio tulangan minimum yang ditentukan. dalam GB 50010); 3) Untuk meningkatkan kapasitas seismik dari komponen struktur asli; 4) Digunakan untuk memperkuat tempat dengan media korosif.
Contoh aplikasi：Jembatan yang dikeraskan
Karena potensi bahaya keamanan dari badan jembatan, jembatan jalan yang melintasi jalan Zhengxing di Jalan No. 2 di Zhengzhou diperkuat dengan kain serat karbon, dan ratusan kain serat karbon ditempelkan di bagian atas bagian bawah jembatan. (gambar menunjukkan bagian bawah jembatan jalan)
Struktur baja bertulang
Dibandingkan dengan metode perbaikan tradisional dalam struktur baja, tulangan CFRP memiliki keunggulan yang jelas. Tulangan CFRP pada dasarnya tidak menambah berat dan ukuran struktur aslinya. Yang terpenting adalah tulangan CFRP tidak perlu dibuka dan dilas, tidak akan merusak struktur baja, dan menjamin kekuatan dan keutuhan struktur aslinya.
Penerapan komposit serat karbon dalam tenaga angin
Kekuatan tinggi dan bobot ringan dari kain serat karbon menjadikannya bahan yang ideal untuk pembuatan turbin angin dan bilah kincir angin. Bilah kincir angin dengan kain serat karbon lebih keras daripada bilah kincir angin tradisional dan memiliki masa pakai lebih lama, sehingga menghasilkan lebih banyak energi dengan lebih sedikit angin.
Aplikasi beton komposit serat karbon pada bilah turbin angin.
Posisi dan efek aplikasi:
1.Tutup balok utama: secara signifikan mengurangi berat bilah dan meningkatkan kekakuan bilah.
2.Permukaan kulit: meningkatkan kemampuan bilah untuk menahan tekanan dan ketegangan, dan mengurangi korosi lingkungan pada bilah.
3.Akar pisau:①Meningkatkan kekuatan patah dan kekuatan bantalan bahan akar dan mengurangi tekanan baut akar.②Menambah jumlah baut, mengkonsolidasikan energi baru pada sambungan antara blade dan hub, dan meningkatkan kekuatan statis dan kekuatan lelah.
4.Sistem proteksi petir: tepi depan dan belakang blade dirancang khusus untuk menghindari sambaran petir secara efektif dan memastikan kinerja blade yang relevan.
Di dekat ujung pisau:①Kurangi berat dan kurangi beban di hub;②Melalui metode dan tindakan yang relevan, arah getaran dan kekuatan bilah dapat dijamin.
