Koolstoflijmwapening

Koolstoflijmwapening

Op deze pagina wordt er meer toelichting gegeven op onze specialisatie koolstoflijmwapening. De volgende punten worden behandeld:

1.Verschillende vezels (GFRP – CFRP – AFRP)

2.CFRP laminaten

3.Berekening van FRP

Verschillende vezels (GFRP – CFRP – AFRP)

Je hebt drie verschillende soorten vezels, namelijk glasvezel, koolstofvezel en aramidevezel. Deze verschillende soorten vezels worden achtereenvolgens omschreven.

Glas vezel (GFRP)

• Kwarts getrokken door malmachine (hoge temperaturen)
• Treksterkte: 1600-3000 MPa / E: 70-90 GPa
• Geen weerstand tegen alkaline
• Bij contact met H2O  → reductie van de sterkte
• Slecht kruipgedrag

Koolstof vezel (CFRP)

• Nylon vezels die zijn gecarboniseerd (hoge temp.) in anaerobe omgeving
• Treksterkte: 3500-6000 MPa / E: 215-235 GPa
• Goede weerstand tegen alkaline en H2O
• Geen invloed van kruip

Aramide vezel (AFRP)

• Treksterkte : 3500-4000 MPa / E: 70-130 GPa
• Goede weerstand tegen alkaline
• In contact met H2O  → reductie van de sterkte
• Behoorlijk slecht kruipgedrag

CFRP laminaten

UNI-directionale laminaten

• Vezels worden door epoxy getrokken

  

• Verwarmingselement:
• Uitharden van de  epoxy
• Vorming van de  laminaat
• Toevoeging van silliconenolie om kleven aan de mal te voorkomen

Resultaat:

• Alle vezels in 1 richting
• Laminaat is soepel [→ opruwen]
• Vet oppervlak [→ ontvetten]

Voordelen:

• Hoge stijfheid: 150 – 200 GPa
• Hoge sterkte: 2000 – 2500 MPa
• Weerstand tegen corrosie
• Weerstand tegen vermoeiing
• Gewicht, zie voorbeeld hieronder

Voorbeeld

Normale ligger:

Plastische vervorming van de wapening, grote vervorming, bezwijken bij 2 x 68 kN

Gelijmde ligger:

Afscheuren beton, bezwijkt bij 2 x 85 kN

Berekening van FRP – Buiging

Ontwerp Europese richtlijn
FIB bulletin 14 (2001), Externally bonded FRP reïnforcement for RC structures.

Ontwerp Nederlandse richtlijn
Cur aanbeveling 91 (2007). Versterken van gewapende betonconstructies met uitwendig gelijmde koolstofvezelwapening.

Bestaande situatie:

•   Geometrie
•   Aanwezige wapening
•   Materiaaleigenschappen van beton en wapening
•   Belasting op de constructie tijdens de versterking

Eindsituatie:

• UGT: Uiterste Grens Toestand -> maak de constructie sterk genoeg
• BGT: Bruikbaarheids Toestand -> maak de constructie stijf genoeg

Uiterste Grens Toestand (UGT) is een berekening op sterkte met veiligheidsfactoren op de belasting en materiaal- eigenschappen.

Bezwijkmechanisme bij koolstoflaminaat op volle spanning:

• Beton scheurt
• Breuk van koolstofvezel laminaat

Bezwijkmechanisme bij verlies van koolstof spanning:

•  Lijm onthechtingmechanismen

Lijmverbinding onthecht bij:

• Einde verankering
• Dwarskrachtscheuren
• Buigstijfheidsscheuren