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Jul 17, 2023

미시간주, 대체 교량 재료로 탄소섬유 사용 확대

탄소 섬유는 철근 콘크리트 교량의 대안으로 계속해서 인기가 높아지고 있으며, 최근 보고서에 따르면 이 소재는 수년간의 혹독한 날씨를 견딜 수 있는 것으로 나타났습니다. 로렌스

탄소 섬유는 철근 콘크리트 교량의 대안으로 계속해서 인기가 높아지고 있으며, 최근 보고서에 따르면 이 소재는 수년간의 혹독한 날씨를 견딜 수 있는 것으로 나타났습니다.

Lawrence Technological University는 미시간 주의 혹독한 날씨와 기타 조건을 얼마나 잘 견딜 수 있는지 확인하기 위해 4년 동안 탄소 섬유 강화 폴리머 부품을 테스트했습니다. 미시간 교통부에 대한 후속 보고서는 미국 주 고속도로 및 교통 공무원 협회 연구 자문 위원회에 의해 2020년 상위 16개 연구 프로젝트 중 하나로 선정되었습니다.

MDOT 보도 자료에서는 “조사관들은 CFRP 가닥이 미시간의 혹독한 날씨를 시뮬레이션한 조건에 잘 견딘다는 사실을 발견했습니다.”라고 밝혔습니다. “습기, 비, 얼어붙는 비, 극심한 온도 변화는 시간이 지나도 재료의 강도나 기계적 특성에 큰 영향을 미치지 않았습니다. 또한 테스트 결과에 따르면 현재 CFRP에 대해 허용되는 일부 매개변수는 보수적이며 업데이트될 수 있는 것으로 나타났습니다."

보고서는 제조업체가 권장하는 CFRP의 인장 강도 보장이 설계 목적에 따라 크게 증가될 수 있음을 나타냅니다.

연구원들은 CFRP 가닥을 300회의 동결-해동 주기, 화재 사건 및 기타 시험에 투입했습니다. "이제 교량 설계자는 CFRP가 다양한 실제 조건에서 어떻게 작동할지 예측하는 데 필요한 정보와 사양은 물론 미래 교량 프로젝트를 위한 설계 도구도 갖게 되었습니다."라고 MDOT는 말합니다.

CFRP는 시간이 지남에 따라 요소가 부식되어 수리 비용이 많이 드는 철근 콘크리트의 대안으로 간주됩니다. MDOT는 탄소 섬유 가닥이 부식에 강하고 오래 지속되며 유지 관리가 덜 필요하다고 말합니다.

MDOT 수석 교량 엔지니어이자 MDOT 교량 및 구조국 국장인 Matthew Chynoweth는 "CFRP는 부식성이 없기 때문에 교량의 수명 단축의 주요 원인인 강철 부식으로 인한 콘크리트 악화 가능성을 제거하고 있습니다."라고 말합니다. . MDOT는 교량 수명 100년 달성을 목표로 하고 있습니다. MDOT와 Lawrence Tech는 1988년부터 CFRP를 연구해 왔습니다.

MDOT는 2001년 Southfield에 건설된 국내 최초의 3경간 CFRP 프리스트레스 콘크리트 교량에 처음 사용된 이후로 주 내 12개 이상의 교량에 CFRP 프리스트레스 및 포스트텐셔닝이 적용되어 있다고 보고합니다. 여기에는 140피트 길이의 CFRP 프리스트레스 빔이 있는 디트로이트의 남쪽 방향 I-75 교량과 개조된 I-94를 위한 두 개의 교량이 포함됩니다.

단점 중 하나는 CFRP의 가격이 더 비싸기 때문에 MDOT는 복합 재료를 사용하여 1년에 몇 번의 교량만 수행할 수 있다고 말합니다. 그러나 해당 기관의 탄소 섬유 복합 케이블 공급업체인 Tokyo Rope는 미시간에 제조 시설을 건설하여 일부 비용과 배송 시간을 단축했다고 Chynoweth는 말합니다.