탄소섬유보강의 원리

탄소섬유보강 원리

​

탄소섬유로 보강된

철근콘크리트 굽힘부재.

​

철근콘크리트

휨부재에서 휨보강재의 목적은

부재의 인장부위에 탄소섬유를 붙여

철근의 인장성능을 대체 또는 보완하여

부재의 휨지지력을 향상시키는 것이다.

​

탄소 섬유를

붙인 후 구성 요소의

인장 영역에서 콘크리트 균열이

발생하기 전에 탄소 섬유의 변형이 작습니다.

​

탄소 섬유는

콘크리트 균열 후

점차적으로 조인트 작업에

합류하고 변형 성장이 가속화됩니다.

​

탄소 섬유 플레이트는

스틸 바가 항복한 후 완전히 작동하며

고강도 및 고효율 성능이 완전히 반영됩니다.

​

탄소섬유 강화

철근 콘크리트로 만든 전단 부재.

​

철근 콘크리트의

전단 보강은 구성 요소의

영역에 탄소 섬유를 통합하여 이루어지며

탄소섬유는 스터럽과 유사한 기능을 수행합니다.

​

탄소 섬유 변형은

구성 요소가 항복하기 전에

천천히 발생하며 도달한 최대 변형 값도 작습니다.

​

구성 요소 항복 후 등자의

역할은 점차 탄소 섬유로 대체되고

탄소 섬유의 변형률 발달이 가속화되고

변형률 값이 등자 변형률 값보다 큰 반면 등자

구속 효과는 감소하고 변형률은 천천히 발생합니다.

​

​

탄소섬유 강화

철근 콘크리트로 만든 지진 기둥

​

탄소

섬유의

주요 기능은

내부 콘크리트를

구속하는 것입니다.

​

이러한

유형의 구속은 수동적

구속으로 알려져 있습니다.

​

콘크리트

기둥의 횡방향 팽창은

외부 탄소섬유포의 원주방향

신장을 촉진하여 콘크리트 기둥의 축방향

압력이 증가함에 따라 횡방향 구속력을 증가시킨다.

​

구속

메커니즘은

콘크리트의 횡팽창

성능과 외부 탄소 섬유의 후프 구속

능력이라는 두 가지 요소에 의해 결정됩니다.

​

탄소 섬유 천으로

둘러싸인 콘크리트는

2단계 응력 과정을 나타냅니다.

​

첫 번째 단계에서

콘크리트는 일반 콘크리트와

유사한 선형 탄성 단계에 있으며

작은 측면 변형이 있으며 경계 지점은

콘크리트의 최대 응력 근처에 있습니다.

​

콘크리트의

횡 팽창 및 변형은

두 번째 단계에서 급격히 증가하며

구성 요소가 극한 지지력에 도달 한 후

탄소 섬유의 후프 변형이 크게 증가하고

후프 구속력이 증가하며 콘크리트의 극한

압축 변형이 증가하여 파쇄를 지연시킵니다.

​

압축 영역에서

콘크리트의 구성 요소의

연성과 마찬가지로 세로 방향

강철 막대의 소성 변형 성능이 향상됩니다.

​

탄소섬유와

강철의 주요 차이점은

​

​

탄소섬유는

고비 강도와 고비 계량의

특징을 가지고 있기 때문에

많은 응용에서 광범위하게 응용되었다.

​

때때로 사람들은

탄소섬유를 금속강에 비유한다.

​

탄소섬유와 금속강을

비교할 때 탄소섬유와 강은

모두 특정 응용에서 비교할 수 없는

성능을 제공하는 특성을 가지고 있음을

어렵지 않게 알 수 있습니다.

​

​

강철과

탄소섬유는

공업과 일상적인

응용에서 흔히 볼 수 있으며

탁월한 강도와 내구성으로 유명하다.

​

일상적인 응용에서

강철과 탄소섬유는 모두

믿을 만한 재료로 장기적인

마모를 견딜 수 있습니다.

​

그러나

둘 사이에는

현저한 차이가 있습니다.

​

​

강도

​

강철은

통상적으로

건축과 공업 환경의

표준 재료로 여겨지지만

탄소섬유는 강도 중량비 면에서

실제로는 강철보다 훨씬 강하다.

​

적용 시 강도는

재료의 변형 저항력이나

탄성 계량에 의해 정의됩니다.

​

탄소섬유와

강철의 탄성모양은

모두 200지파(GPA)를 초과하기

때문에 이 두 가지 재료는 모두 매우

단단하여 고응력 지역의 많은 응용에 매우 적합합니다.

​

무게

​

탄소섬유와 강철은

모두 변형에 강한 저항력을 가지고 있지만

강철의 밀도는 탄소섬유보다 훨씬 높습니다.

​

일반적으로

탄소섬유의 무게는

강철의 5분의 1 정도에 불과하다.

​

즉,

같은 무게에서

탄소섬유의 강도는

대략 강철의 5배에 달합니다.

​

비길 데 없는 강도

중량비(비강도) 때문에

탄소섬유는 반드시 중량을

최소한으로 유지해야 하는 응용

(예를 들어 항공우주, 스포츠용품 등)의 첫 번째 선택이다.

​

내부식성

​

고화된

에폭시 수지는

햇빛과 다른 원소에

반응할 수 있으나 탄소섬유 자체는

화학적 안정성 재료로 만들어져 부식에

강하여 열악한 환경에서 사용하기에 매우 적합니다.

​

​

다른 한편,

강철은 대기의 수분에

노출될 때 산화하기 쉽다.

(일부 합금강은 더 좋은 부식성을 가지고 있지만)

​

따라서

탄소섬유는 부식성에 있어

의심할 여지없이 우월성을 가지고 있답니다.

​

비용

​

강철은 통상적으로

탄소섬유보다 원가 효율이 더 높다.

​

그에 비해

탄소섬유 원가에

영향을 주는 요소가 매우 많은데

주로 제조 공정 원가, 숙련 노동력

원가와 재료 원가를 포함한다.

​

따라서

탄소섬유를

생산하는 것은

매우 시간을 소모하는

과정이지만 결국은 가치가 있다.

​

탄소 섬유

비용은 약간 높을 수 있지만,

그것들은 강철 부품보다 더 튼튼하고,

더 가볍고, 더 오래 쓸 수 있다.

​

​

​

<탄소섬유 보강>

건축

구조물의

탄소섬유공법

그리고 시공 순서...

​

구조물

탄소섬유 보강법

​

탄소섬유는

콘크리트와 조적구조물을

보강하는데 뛰어나며 횡단면 비율에

대한 강도가 높은 탄소섬유 시공은...

​

콘크리트 표면에

철판을 부착하는 것과

유사한 방식으로 구조적으로

완성도높임은 물론,

 

구조적 용향을

복구하거나 개선시키는 것과

더불어 구조물의 완벽한 내구성 및 내진 성능

등을 더 증대시키는 최첨단 공법이다.

​

탄소섬유보강 시공순서

01 표면그라인딩 및 손상부위복구

>콘크리트 표면의 도장, 오염, 열화층제거 및 표면 균열보수를 한다.

​

02 프라이머 도포

>탄소섬유시트의 접착강도를 높이기 위해 프라이머를

도포하고 건조시킨 후 에폭시 퍼티등으로 표면 평활 작업을 한다.

03 탄소섬유시트 접착

>에폭시레진도포(하도) → 탄소섬유 시트접착 → 기포제거 및 에폭시레진도포 (상도)

>설계방침에 따라 탄소섬유시트 추가접착 ( 순서동일 )

​

04 마감도장

>필요시 적절한 마감도장 실시.

특히 자외선차단이 필요한 곳에는

불소계 또는 우레탄계 보호도장을 실시한다.

​

​

탄소섬유보강

적용부위 및 효과...

토목분야

도로교, 철도교 교각의 내 진보강 /

도로교 RC 상판의 보수·보강 / 터널, 박스 컬버트의 보수·보강.

​

<기둥 탄소섬유보강>

<벽체 탄소섬유보강>

<콘크리트 천정 보 탄소섬유보강>

<콘크리트 슬래브 탄소섬유보강>

건축분야

기둥, 보, 벽의 내진보강 /

보, 슬래브 등의 보수·보강, 휨 방지 / 철근콘크리트 굴뚝의 보강.

​

토목/.건축 구조물에

​

탄소섬유시트

공법을 이용하여

인장력과 휨 인장력, 전단력을

받는 부재의 보강이 가능하며,

​

높은

인장강도와

인장탄성계수를

지니고 있으므로...

​

이러한

성질이 구조부재를

보강하는데 유용하게 적용되고 있답니다.

​

그리고

탄소보강은

손상된 구조물에만

적용되는 것이 아니라,

​

노후화로

진행되어 가는

건물,상가,빌딩,아파트

개인주택 등의 내력체 향상을 위해서

많이 사용되는 공법 이기도합니다.

​

보통

보강공사는

리모델링으로 인한

건물 무게의 증대

​

또는

용도변경 등을 통해 하중을

안전하게 견뎌내기 위해서이지만,

​

모든

건축물은 시간이

지나면서 성능이 저하되며...

​

콘크리트

구조체의 특성상

노후화로 인한 건물의 균열과

부식 등으로 건축물의 안전은 시간이

지날수록 떨어질 수 밖에 없답니다.

​

그래서

건축물을

오래 건강하게

사용하기 위해서는

정기적인 안전점검을

꼭 하시기를 말씀드려봅니다.

​

사람이 질병을

그냥 방치했다가

때를 놓치는 것과 같이..

​

건축물도

관리하지 않으면 어느 순간

돌이킬 수 없는 참사로 이어질 수 있답니다.

​

그럼

오늘 탄소섬유보강

포스팅 마치도록 하겠습니다.

끝까지 읽어주셔서 감사합니다.~^^

 

더 많은 시공 공사와

자료 보기>>>>>> 네이버 블로그 바로가기 https://blog.naver.com/tjgusgus17

한길건설 010 5899 2316 (김소장) : 네이버 블로그

유튜브 실시간 견적의뢰 및 상담하기  https://www.youtube.com/@user-nt9yw5wc3l/streams

 

 

 

 

*공사 의뢰 및 견적시 현장사진을 제 핸드폰 또는 메일로

첨부하여 말씀해 주신다면 더 정확하고 더 빠르게

답변 드릴수 있으니 참조 하시길 바랍니다.

문의: 010-5899-2316 김소장

전화: 031 555 2316

메일: tjgusgus17@naver.com

감사합니다.