1 Режим отказа

Отшелушение-это опасный режим хрупкого отказа, вызванный разрывам связи между углепластик и бетоном. Когда углепластик используется для укрепления автодорожных туннелей, основное напряжение в некоторых частях туннеля будет превышать прочность на растяжение (сдвиг) бетона, и разрыв отслаивания произойдет до того, как будет исчерпана несущая способность секции. По экспериментальным данным армированных углепластом изгибающих элементов можно прогнозировать, что межфазное распределение напряжений сдвига конца углепластика в определенном диапазоне длин не является равномерным, а максимальное значение конца углепластика уменьшается с увеличением расстояния от конца углепластика. Изгиб и сдвиг наклонные трещины появятся раньше на конце углеродного волокна, так что зачистка начнется с конца, и в конечном итоге приведет к выходу из строя изгиба арматуры. В средней части вертикальные трещины в зоне растяжения футеровки приводят к межфазному напряжению сдвига между углеродным волокном и бетоном в основании трещины, что приводит к зачистке листа углеродного волокна. Пилинг происходит в конце углеродного волокна и в основании вертикальных трещин в середине пролета. Согласно расположению отказа шелушения, режимы отказа можно грубо разделить в 2 категории:

(1) форма отказа скрепления листа углеродного волокна.

(2) форма отказа скрепления в средней части листа углеродного волокна.

2 Анализ стрессов зачистки

2,1 напряженное состояние

2.1.1 напряжение сцепления

Когда лист из углеродного волокна надежно приклеен к бетонной поверхности в соответствии со строительными правилами, анкерное соединение и связь между листом из углеродного волокна и бетоном очень похожи на соединение между стальным стержнем и бетоном. Связующее напряжение между углепластик и бетоном варьируется в зависимости от направления длины балки, что в основном связано с эффектом нагрузки, площадью крепления, свойствами материала и другими факторами. До того, как бетон треснет, бетон и лист углеродного волокна работают вместе. В соответствии с состоянием равновесия куска листа углеродного волокна напряжение связи t_СF

Локальное напряжение связи изменяется после появления трещин в бетоне, и небольшое разделение происходит внезапно в точке раздела связи между углеродным волокном и бетоном. Бетонная трещина больше не несет растягивающую силу, но растягивающая сила углеродного волокна внезапно увеличивается. С увеличением расстояния по трещине в обе стороны нагрузка бетона под действием напряжения связи постепенно накапливается и увеличивается. Однако нагрузка углепластика постепенно снижается до уровня как перед растрескиванием бетона, так и накопление напряжения связи на определенной длине заставляет растягивающее напряжение бетона достигать предела прочности на разрыв, и возникают новые трещины. Ширина трещин эксцентриковых компрессионных элементов, усиленных углепластиковым углепластом, меньше, чем у обычных бетонных элементов из-за деформации бетона, ограниченной углепластиковым углепластом по вертикали и горизонтали. Распределение локального напряжения связи показано на рисунке 2. Отслаивание происходит, когда пиковое или среднее напряжение связи превышает прочность связи или прочность на растяжение (сдвиг) между углепластиком и бетоном.

2.1.2 стресс пилинга

После появления трещин в бетоне бетон с обеих сторон трещины будет производить вращение и относительное вертикальное смещение под влиянием деформации облицовки, неравномерной усадки и других факторов. Чтобы сохранить свою непрерывность, лист из углеродного волокна должен нести напряжение перпендикулярно плоскости листа из углеродного волокна с обеих сторон трещины. Стресс-это локально сбалансировано, когда лист углеродного волокна и бетон не зачищены вдоль продольного направления листа углеродного волокна. См. диаграмму 3. Стресс обнажая влияния можно вызвать напряжением шелушения между листом волокна углерода и бетоном. Стресс отшелушивания имеет очень важное влияние на отшелушивание углепластика. Значение стресса отшелушивания связано со многими факторами. Следует учитывать напряжение отшелушивания в конце углепластика, неблагоприятную нагрузку и основную трещину.

2.1.3 напряжение сдвига

Усилие сдвига и напряжение отслаивания-это два разных напряжения на ткани из углеродного волокна. Стресс сдвига производится внешней нагрузкой, в то время как напряжение отслаивания вызвано относительным смещением, вызванным трещинами, но оно играет ту же роль в отслаивании. Пилинг происходит, когда напряжение сдвига и напряжение отслаивания в трещине накладываются за пределы прочности связи между углепластик и бетоном или фактической прочности на растяжение бетона.

3. Факторы влияя на отказ шелушения

(1) прочность бетона. Прочность бетона является наиболее важным фактором, влияющим на разрыв отслаивания. Чем ниже прочность бетона, тем легче его отклеить. Даже если прочность бетона выше, неглубокая часть его поверхности не может достичь испытательной прочности из-за эффекта опалубки при заливке, что приводит к отслаиванию многих компонентов. Для существующих облицовочные бетонные элементы из-за карбонизации, старения, коррозии стали и других причин поверхность неглубокой части бетона имеет продольные и поперечные трещины, низкую прочность, более склонна к отслаиванию.

(2) длина крепления и способ крепления. Чем короче длина анкеровки, тем больше локальное напряжение связи, и тем легче происходит срыв. Когда длина крепления превышает определенную длину, напряжение связи в основном не увеличивается. Таким образом, существует минимальная длина крепления для бетона с углеродным волокном.

(3) свойства армирующих материалов. Клей смолы имеет высокую ригидность и хорошую гибкость листа волокна углерода, который может эффектно уменьшить стресс шелушения и таким образом уменьшить возможность отказа шелушения. Чем больше количество армирования, тем больше толщина и жесткость углепластика приведет к увеличению напряжения отслаивания и отслаивания.

(4) качество строительства. Во время строительства плоские листы из углеродного волокна склеиваются для обеспечения равномерной поперечной силы листов из углеродного волокна и уменьшения повреждений, вызванных местным разделением. Клей смолы между листами волокна углерода и бетоном и между листами волокна углерода и листами волокна углерода полный и равномерный, который полезен для избежания возникновения и развития повреждения шелушения.

(5) история загрузки. Разное состояние первичного напряжения перед армированием по-разному влияет на возникновение и развитие пилинга. Когда другие условия одинаковы, возможность отслаивания сравнима с возможностью укрепления без первичного напряжения в начале развития трещин или трещин. Однако при развитии трещин, если не будут приняты необходимые профилактические меры, вероятность отказа от шелушения возрастает.

4 Инженерные меры профилактики и контроля

(1) дополнительный якорь наслаивать. Это простая и эффективная мера для добавления анкеровки к концам листов углепластика. Дополнительная компрессионная полоса оказывает давление на поперечное направление листа из углеродного волокна, сопротивляется напряжению отслаивания и напряжению сдвига и снижает влияние основного растягивающего напряжения местного бетонного блока на продольный лист из углеродного волокна.

(2) увеличьте длину анкерования. Напряженность связи связана с длиной крепления. Длина анкоража коротка и местное напряжение скрепления большое, поэтому легко слезть. Поэтому длина крепления углеродного волокна, армированного кольцевой арматурой, должна быть как можно более длинной.

(3) строго контролировать качество строительства. Чтобы гарантировать, что поверхность склеивания листа из углеродного волокна является гладкой, связующее вещество является полным и однородным, так что лист из углеродного волокна, подверженный продольному растягивающему напряжению, насколько это возможно, не является неравномерным явлением силы, что способствует обеспечению общего эффекта склеивания листа из углеродного волокна и бетонной облицовки, Подавляют возникновение и развитие шелушения.

(4) количество слоев для наклеивания листов из углеродного волокна не должно быть чрезмерным. На предпосылке достаточного подкрепления, уменьшение количества слоев углепластика может уменьшить общую жесткость материала подкрепления и уменьшить напряжение отслаивания. Как правило, количество слоев листов из углеродного волокна, склеенных с одной и той же частью структуры облицовки, не должно превышать трех слоев, чтобы избежать увеличения сложности погружения связующего материала в листы из углеродного волокна и уменьшения эффекта связывания между листами из углеродного волокна.

(5) строгий отбор. Производительность склеивающих материалов напрямую влияет на эффект склеивания и развитие зачистки между углепластик и бетоном. Строительные характеристики разных видов углепластика различны. Поэтому углепластик и связывающие материалы, используемые в машиностроении, должны проходить надежную проверку и контроль качества.

(6) обработка поверхности компонентов должна быть строгой. Поверхностная обработка элементов также является ключевой проблемой для армирования конструкций с внешними связующими материалами. Если обработка поверхности не соответствует требованиям, стык склеивания будет слабым, прочность склеивания будет уменьшена, что приведет к отказу армирования.