Renforcement des fibres de carbone
Le renforcement par fibres de carbone est une méthode de modernisation ou de renforcement des structures en béton existantes.
Qu'est-ce que le renforcement des fibres de carbone ?
En tant que méthode avancée, les systèmes de polymères renforcés de fibres de carbone (PRFC) sont utilisés pour renforcer structurellement les éléments en béton dans les bâtiments et les infrastructures.
Plus précisément, les feuilles ou plaques de PRFC composées de fibres de carbone à haute résistance noyées dans une matrice de résine époxy sont collées à la surface d'éléments en béton tels que des poutres, des colonnes, des murs et des dalles à l'aide d'adhésifs.
Grâce à leurs propriétés de résistance et de rigidité extrêmement élevées, ces matériaux légers en PRFC peuvent augmenter la résistance à la flexion, au cisaillement et à la fatigue de l'élément en béton.
Au Royaume-Uni, le renforcement de la fibre de carbone est couramment utilisé pour
Rénovation sismique, réparation et modernisation des parkings.
Augmentation de la capacité de charge des dalles de plancher dans les immeubles de bureaux.
Correction des défauts de construction du béton.
Lorsqu'il est correctement conçu et installé, le renforcement par PRFC constitue un moyen économique d'améliorer la résistance et la ductilité des structures en béton pour faire face à des conditions de service modifiées ou à une détérioration au fil du temps.
Grâce à des avantages tels que
- Vitesse d'installation
- Perturbation structurelle minimale
- Absence de corrosion
- Haute résistance à la fatigue
Elle est devenue une option privilégiée par rapport aux techniques conventionnelles telles que le collage extérieur de plaques d'acier pour renforcer les infrastructures en béton existantes au Royaume-Uni.
Qu'est-ce que la fibre de carbone ?
La fibre de carbone est un matériau très résistant, léger et flexible, obtenu en tissant de fines fibres d'atomes de carbone pour former un matériau composite.
Voici quelques informations essentielles sur la fibre de carbone :
- Il est constitué de brins incroyablement fins d'atomes de carbone (d'une épaisseur d'environ 5 à 10 micromètres) liés entre eux dans des cristaux alignés dans la même direction.
- Les brins d'atomes de carbone sont tissés en fils, qui peuvent être façonnés sous différentes formes, comme des feuilles, des plaques, des tubes, etc.
- Les fils sont assemblés à l'aide d'une résine polymère comme l'époxy, le nylon ou le polyester pour former un matériau composite rigide appelé polymère renforcé de fibres de carbone (PRFC).
- Les fibres de carbone ont un rapport résistance/poids très élevé, ce qui les rend plus résistantes et plus rigides que l'acier tout en étant beaucoup plus légères.
- Ils présentent également une résistance chimique élevée, une grande tolérance aux températures, une faible dilatation thermique et une grande résistance à la traction.
- Les applications courantes tirent parti de ses propriétés de résistance, de rigidité et de légèreté. Il s'agit notamment des aéronefs et des pièces détachées automobiles, des articles de sport, du génie civil et des équipements militaires.
- L'industrie aérospatiale a été la première à utiliser les composites à base de fibres de carbone et en est encore aujourd'hui le principal utilisateur en raison de leurs propriétés idéales en termes de résistance et de poids.
- La production de fibres de carbone consiste à chauffer et à oxyder des brins de polyacrylonitrile ou de rayonne à des températures élevées afin d'éliminer les atomes qui ne sont pas des atomes de carbone.
- Le processus de fabrication permet d'obtenir différentes qualités de fibres de carbone avec des propriétés mécaniques différentes pour des applications différentes.
En résumé, la fibre de carbone est un matériau composite tissé polyvalent, solide et léger, composé de minces brins de carbone, qui trouve des applications dans de nombreux secteurs en raison de ses caractéristiques impressionnantes en termes de résistance et de poids.
Comment cela aide-t-il les structures ?
L'équipe chargée des réparations structurelles renforce spécifiquement le béton en y collant de fines bandes de fibres de carbone.
Ces bandes de fibre de carbone présentent une résistance et une rigidité extrêmement élevées.
Tout d'abord, l'équipe prépare la surface en béton, en la nettoyant soigneusement pour éliminer tous les contaminants et les débris.
Ils appliquent ensuite une résine époxy à l'endroit où les bandes seront placées.
Ensuite, l'équipe lie étroitement les bandes de fibre de carbone à l'époxy, les fixant ainsi au béton.
Cette armature augmente alors la résistance à la flexion et au cisaillement de l'élément en béton, le rendant plus résistant aux fissures et aux charges appliquées.
Dans le passé, le béton était traditionnellement renforcé à l'aide de plaques d'acier lourdes et encombrantes.
En revanche, les renforts en fibre de carbone offrent une solution plus légère et plus facile à installer pour l'équipe.
En outre, il ne se corrode pas comme l'acier.
Aujourd'hui, l'équipe chargée des réparations structurelles utilise couramment le renforcement par fibres de carbone pour réparer et améliorer les poutres, les planchers, les murs et les colonnes en béton dans les bâtiments, les ponts et les infrastructures.
Cela leur permet de renforcer les éléments en béton pour des charges plus élevées sans les remplacer complètement.
En outre, les bandes de fibres de carbone renforcent les structures en béton en améliorant leur ductilité, leur durabilité et leur résistance à la fatigue au fil du temps.
Globalement, cette technique est devenue la méthode préférée de l'équipe pour renforcer le béton grâce à ses avantages.
Les réparations structurelles peuvent-elles aider ?
Avec plus de 35 ans d'expertise dans la restauration et la protection du béton, Structural Repairs est devenu un leader dans les solutions spécialisées de renforcement et de réparation des structures.
En particulier, leurs techniciens qualifiés ont une grande expérience du renforcement au carbone et d'autres techniques de réparation avancées pour les infrastructures en béton endommagées ou détériorées.
Plus précisément, les réparations structurelles utilisent des matériaux composites de pointe tels que le polymère renforcé de fibres de carbone (PRFC) pour renforcer les éléments en béton susceptibles de présenter des fissures et des dommages dus à la fatigue.
Leurs services couvrent l'inspection, l'analyse, la conception, la préparation, l'installation et l'entretien afin de prolonger la durée de vie des structures critiques en béton.
Qu'il s'agisse de réparer des parkings, des installations industrielles, des ponts, des stades ou d'autres installations, les connaissances approfondies de Structural Repairs en matière de réhabilitation du béton, associées à leur utilisation innovante du renforcement par la fibre de carbone, leur permettent de fournir des réparations sur mesure et durables qui répondent aux demandes uniques des clients.
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