CFRP 강화 플라스틱의 특성 및 성능

탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP)은 콘크리트 구조물의 강화에 매우 중요합니다. 유기섬유를 탄화시켜 만든 탄소섬유는 탄소 함량이 90% 이상이다. CFRP 시트는 중국에서 콘크리트 구조물 강화를 위해 광범위하게 사용되며, 주로 일본에서 공급됩니다. 이러한 시트는 단방향 시트, 프리프레그 시트, 양방향 직물 등 다양한 형태로 제공됩니다.

기존 건설용 강철과 비교하여 CFRP는 다음과 같은 몇 가지 장점을 제공합니다.

• 높은 인장 강도:일반 강철보다 우수합니다.

• 이방성:다른 방향에서 다른 강점.

• 경량:밀도는 강철의 약 1/5입니다.

• 부식 저항:대부분의 화학물질에 대한 내성이 뛰어납니다.

• 낮은 열팽창:온도 변화에 따른 팽창이 최소화됩니다.

• 우수한 진동 감쇠:진동을 빠르게 감쇠시킵니다.

• 유연성:필요에 따라 모양과 색상을 지정할 수 있습니다.

• 비자성:자기적 성질이 없습니다.

CFRP의 특성으로 인해 콘크리트 구조 보강의 인장 및 프리스트레스 구성 요소에 이상적입니다. 다양한 토목공학 응용 분야에서 기계적 특성, 내구성 및 설치 용이성을 향상시킵니다.

CFRP 강화 플라스틱의 응용 연구

중국의 현재 응용

CFRP는 선진국에서 콘크리트 구조 강화에 사용되었으며 1996년경 중국에서 주목을 받기 시작했습니다. 산업 및 민간 건물, 교량 및 터널에 대한 광범위한 연구 및 적용이 유망한 결과를 보여주었습니다. CFRP는 주로 균열 발생을 억제하고 오래된 교량과 새 교량의 인장 응력을 견디는 데 사용됩니다.

중국은 콘크리트 구조물의 CFRP 보강에 대한 기술 표준을 확립했습니다. 칭화 및 Tongji와 같은 대학에서 수행한 연구는 중국 CFRP 재료의 밝은 미래를 나타내는 귀중한 데이터를 제공했습니다.

국제출원

CFRP 기술은 항공우주 산업에서 발전했으며 나중에 1960년대 미국 토목 공학에 적용되었습니다. 1980년대 유럽, 일본, 호주에서 큰 주목을 받았습니다. 일본 등의 국가에서는 구조보강용 CFRP에 대한 광범위한 연구를 진행하여 기계적 특성과 시공 용이성을 인정했습니다.

1990년대 CFRP는 전 세계적으로 교량, 터널, 건물 보강 프로젝트에 널리 사용되었습니다. 미국의 ACI 440과 같은 조직은 CFRP 기술을 발전시켜 약 600,000개의 교량을 보강했습니다.

CFRP 응용 연구의 과제

CFRP 강화 기술은 전 세계적으로 인정받고 있지만 몇 가지 과제가 남아 있습니다. 포괄적인 이론적 분석과 수치적 연구가 필요하지만, 기계적 성능에 대한 실험적 연구는 제한적입니다. CFRP 구성 요소와 전체 구조 간의 조정, 하중 재분배로 인한 국부적 손상 가능성과 같은 문제에는 추가 조사가 필요합니다.

특히 적절한 국내 표준 및 지침을 개발하는 데 있어 기술적인 어려움이 지속됩니다. 중국의 독특한 상황에서는 자재 생산, 사용, 검사, 보강 설계, 계산, 시공 및 승인 기준에 대한 맞춤형 표준이 필요합니다.