Guida all'analisi e al trattamento dei vuoti nel rinforzo con polimero rinforzato con fibra di carbonio (CFRP)

Il rinforzo con polimero rinforzato con fibra di carbonio (CFRP), riconosciuto per la sua tecnologia matura e l'elevata efficacia, è diventato un metodo comune nei progetti di rinforzo strutturale degli edifici. Il suo principio fondamentale prevede l'applicazione di tessuto in fibra di carbonio sulla superficie del calcestruzzo mediante un adesivo strutturale specifico, formando una struttura composita. Questo permette al CFRP e al calcestruzzo di lavorare sinergicamente, migliorando così le prestazioni portanti del componente o della struttura (ad esempio, riducendo la deformazione, abbassando la tensione, inibendo la propagazione delle fessure).

Tuttavia, nelle applicazioni pratiche, le "bolle d'aria" (delaminazione) rappresentano il problema più frequente. Secondo i requisiti del codice GB50550 per l'accettazione della qualità costruttiva nel rinforzo delle strutture edilizie, le bolle d'aria indicano che la tela di carbonio non si è completamente legata al calcestruzzo, impedendo un'efficace azione composita. Se l'area delle bolle d'aria supera il 5% dell'intera area incollata (vale a dire, l'area effettivamente incollata è inferiore al 95%), il lavoro di rinforzo è considerato non conforme e deve essere ripetuto.

I. Cause principali delle bolle d'aria

Preparazione inadeguata del substrato:

Superficie di incollaggio del calcestruzzo non livellata.

Grindatura necessaria non effettuata (in particolare gli angoli non sono stati arrotondati al raggio specificato).

Il substrato è umido, contaminato da polvere/grasso o le crepe non sono state riparate e livellate in anticipo.

Difetti nell'applicazione dell'adesivo:

Applicazione irregolare della resina, con spessore non uniforme.

L'adesivo non è stato distribuito uniformemente e la quantità è insufficiente, in particolare in aree complesse come gli angoli.

Nessun re-cappotto o re-cappotto irregolare dopo la posa del tessuto, che porta a un'insufficiente saturazione bidirezionale del tessuto in fibra di carbonio.

Operazione non standard di posa del tessuto:

Il tessuto non viene teso o allineato correttamente durante la posa.

Non utilizzo sufficiente ed efficace di un rullo/spatola per espellere l'aria intrappolata sotto il tessuto.

Operazione insufficiente di rullatura/spatolatura, che non garantisce un tessuto piatto e ben aderente.

Problemi di qualità del materiale:

Utilizzo di un tessuto in fibra di carbonio troppo rigido o con tessitura lenta, con una scarsa pieghevolezza e difficoltà ad aderire al substrato.

II. Metodi di trattamento dei vuoti

Piccoli vuoti (Area individuale del vuoto ≤ 100 cm² / 10.000 mm²):

Iniezione con ago è possibile tentare l'iniezione di resina riparatrice per riempire il vuoto.

Nota: Questo metodo ha efficacia limitata . È comune riscontrare difficoltà nell'iniettare la resina o nel completare la riparazione, rendendo questa applicazione relativamente poco frequente.

Grandi vuoti (Area individuale del vuoto 100 cm² / 10.000 mm²):

Rimozione: Rimuovere completamente la stoffa in CFRP nell'area danneggiata.

Riparazione: Livellare il substrato di calcestruzzo utilizzando la resina riparatrice.

Ripristino: Applicare una nuova pezza di stoffa in fibra di carbonio per riparare l'area.

Requisiti di sovrapposizione:

Direzione portante: Lunghezza di sovrapposizione tra stoffa nuova e originale ≥ 200 mm per ogni estremità. Se il numero originale di strati ≥ 3, lunghezza di sovrapposizione ≥ 300mm .

Direzione non portante: Lunghezza di sovrapposizione ≥ 100mm per lato.

Pratiche Critiche di Applicazione:

Deve utilizzare un rullo/spatola per applicare una pressione ferma e ripetuta (avanti e indietro è preferibile) per eliminare completamente l'aria .

Assicurarsi che la resina venga applicata in modo uniforme e abbondante per ottenere completo saturazione bidirezionale del tessuto in fibra di carbonio.

Punti chiave di prevenzione e operativi:

La preparazione del supporto è fondamentale: Lavorare con cura per ottenere una superficie livellata, asciutta e pulita . Gli angoli devono essere arrotondati con il raggio specificato. Eseguire preventivamente la riparazione di tutte le crepe .

L'applicazione dell'adesivo è cruciale: Garanzia applicazione uniforme e sufficiente di adesivo (soprattutto nelle angolazioni), assicurando che sia il substrato prima della posa che la superficie del tessuto dopo la posa siano completamente saturi .

La tecnica di posa è fondamentale: Tendere il tessuto e allinearlo correttamente . Utilizzare un rullo/spatola per applicare pressione intensa e ripetuta , eliminando completamente l'aria per garantire che il tessuto sia piatto e ben aderente .

La qualità del materiale è la base: Utilizzo tessuto in fibra di carbonio premium, qualificato, altamente modellabile, intrecciato stretto e adesivo strutturale compatibile .

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