مقام سازی سازه های بتنی FRP

از مزایای مهم مقاوم سازی سازه با کامپوزیت FRP که از جمله خدمات اجرایی بتنی مجموعه ماست ، می توان به مقاومت کششی بسیار بالای آن و وزن بسیار کم  این کامپوزیت اشاره کرد. FRP همان پلیمر تقویت شده با فیبر است .  FRP امروزه کاربرد زیادی در ترمیم سازه ها ، تقویت و مقاوم سازی ساختمان ها دارد و FRP را این دو جزء تشکیل می‌ دهند ، فیبر که همان الیاف است  و ماتریس که همان رزین است . اف ار پی مخفف شده ی کلمه ی fiber rein forced  است این کلمه به معنی فیبر های پلیمری تقویت شده است.

در مقاوم سازی سازه ها از FRP استفاده می شود ایا می دانید که درFRP چه موادی وجود دارد و آن را تشکیل می دهند :

• الیاف کربن
• الیاف بازالت
• الیافی مانند ارامید
• الیاف شیشه

همچنین می توان گف چند نوع ماتریس در آن وجود دارد و از هر کدام آن ها می توان استفاده کرد :

• ونیل
• اپوکسی
•  پلی استر

البته باید بگوییم که با توجه به نوع کامپوزیت مواد انتخاب می شوند . این دو محصول به خوبی باهم به یکدیگر متصل می شوند و چسبندگی زیادی بین آنها بر قرار است. این محصول ممکن است  در برابر مواد شیمیایی قرار بگیرد به همین علت برای محافظت از الیاف موجود در کامپوزیت از ماتریس هم استفاده می شود که نقش محافظتی دارد.

بیشتر بخوانید : فونداسیون سازه دستگاه آلات صنعتی

به طور کلی می توانیم بگوییم ماتریس دارای نقش های متفاوتی مانند :

انتقال برشی از الیاف های  تقويتي به ماده کناری است. اگر الیاف تحت فشار قرار بگیرند ماتریس جلوی کمانش کردن آن را می گیرد. به طور کلی در ملتریس ها دو نوع برش وجود دارد : برش پیچش و خمش که به آنها درون صفحه ای و برون صفحه ای می گویند.

مشخصات فیبرها

فیبر ها جز اصلی در خصوص مقاوم سازی هستند که خاصیتی  بسیار مقاوم و لاستیکی ( انعطاف پذیر ) دارند. فیبرهای تشکیل دهنده کامپوزیت FRP می توانند در یک جهت یا در دو جهت عمود بر هم قرار بگیرند. رزین FRP در کامپوزیت ها مانند یک چسب عمل می کنند.  که این خصوصیتش فیبرها را درکنار یکدیگر نگه می دارد. الیاف FRP قابلیت این را دارند که طولشان تغییر کند بدون این که اسیبی ببینند به اندازه اولیه خود باز گردند. FRPیکی از بارز ترین و مهم ترین خاصیتی که می توانند داشته باشند مقاومت دربرابر خوردگی است.

الیاف های FRP عایق های بسیار خوبی هستند همچنین ار لحاظ الکتریکی و مغناطیسی خنثی هستند. از میلگرد هایی که FRP هستند در ساحل های دریایی و بندری استفاده می شود. کامپوزیت FRP را باید با چسب‌ و یا رزین بسیار قوی برای تقویت ساختمان ها وسطح های بتنی چسباند. الیاف و کامپوزیت های  FRP پوششی مناسب برای عایق  کردن و مقاوم سازی ، سازه های بتنی ابی از محیط شیمیایی و خورنده آب های یون دار مجاور است. همینطور می توان برای تعمیر و تقویت ساختمان های آسیب دیده از کامپوزیت های اف ار پی استفاده کرد.

برسی کاربرد اف ار پی در مقاوم سازی

به کامپوزیت های پیشرفته اف ار پی گفته می شود  که از جنس فیبر هستند این وع کامپوزیت ها به خاطر ویژگی های خاصی که دارند در سراسر جهان طرفداران زیادی پیدا کرده است این کامپوزیت های پیشرفته برای مقاوم سازی ساختمان های بنتی و … به کار می رود. باتوجه به این که وزن کمی دارند اما این پلیمر ها تقویت شده با فیبرهای کربن هستند و مقاومت زیادی دارند. از آنها برای مقاوم سازی و بازسازی سازه ها استفاده میشود.

این کامپوریت ها جایگزین خوبی برای روش های سنتی شده اند ، به آسانی می توان آن ها را جابه جا کرد، وزن کمی دارند و می توان آنها را در اندازه هایی که می خواهیم تولید کنیم. از دیگر مشخصات اف ار پی می توان به موارد زیر اشاره کرد : مقاومت مغناطیسی و کششی ، الیاف این کامپوزیت ها طول عمر بالایی دارند ، هادی نیستند ، حرارت را انتقال نمی دهند و در برابر حرارات خراب نمی شوند و … همه این ویژگی ها باعث شده که اف ار پی به روشی نوین و پر درخواست تبدیل شود.

یکی از دیگر عواملی که سبب گسترش این محصول شده قیمت پایین این محصول با توجه به میزان کارایی آن است.  در10 سال اخیر  استفاده از کامپوزیت‌های FRP  برای ساختمان های بتنی روشی لاکچری و گران قیمت به نظر می‌رسید ولی امروزه قیمت این محصول بسیار کم تر شده است و مقاوم سازی با FRP با توجه به همه ی مزایایی که دارد از نظر اقتصادی بسیار به صرفه است . حدود چند سال پیش بیشتر مردم اطلاع دقیقی از این نوع کامپوزیت ها نداشتند  ، ولی  امروزه تعداد زیادی مقاله علمی اازنشریات و کنفرانس های مربوط به بحث منتشر شده و در اختیار عموم مردم قرار گرفته است.

این مقالات بیشتر درباره کاربرد و جنس  این مصالح در مقاوم سازی است. می توان گفت رشد این محصول و استفاده بیشتر مردم از آن را مدیون این مقالات علمی هستیم  با ازمایش های بیشتر روش‌های تحلیل و در نظر گرفتن ضرایب ایمنی در ساخت و طراحی  با ملاحظات اقتصادی منجر به تدوین دستورالعمل ها و آیین نامه‌های محاسباتی و اجرایی شدند که از آن جمله می توان به آیین نامه های ای اس ، ای اس کانادا، اف ای بی  اروپا و ACI 440 R امریکا  اشاره کرد.

چرا مقاوم سازی FRP تقاضای روز افزون  بیشتری دارد ؟

•  استفاده از FRP در تقویت ساختمان های بتنی، بسیارارزان تر از تخریب ساختمان بتنی و   مستحکم سازی به روش سنتی است.
• با توجه به اینکه این کامپوزیت وزن بسیار کمی نسبت به میزان مقاومتش دارد.
• با افزایش تولیدات و توزی زیاد بین تمام شهر ها و کشور ها این محصول بسیار مقرون به صرفه است .
• مواد اف ار بی خواص ضد خورندگی دارند به همبن علت این کامپوزیت را در یمام سازه های بتنی ، فولادی ، تمامی کارخانه های مواد شیمیای و . . . استفاده کرد که هم صرفه اقتصادی بالایی دارد و هم در زمان صرفه جویی می شود.
• بهینه کردن ترکیب فیبر FRP با ماتریس  برای سازگاری مناسب تر با یکدیگر در سیستم FRP در عملیات بازسازی و تقویت سازه امکان پذیر است.
• روش تولید کامپوزیت اف ار پی توسط مهندسان زیادی  اصلاح شده  به همین منظور محصولی با مزایای بهتر و مفید تر تولید شده برای مثال کامپوزیت های جدید نسبت به کامپوزیت های قبلی از مقاومت بیشتری برخوردارند و همپنین هزینه آنها کاهش پیدا کرده است.

استفاده از FRP چه مزیت هایی دارد ؟

• یکی از مهم ترین مزایا مقاوم سازی با FRP نسبت به مقاوم سازی های سنتی زمان  و هزینه کمتری نیاز است.
• الیافی که در این محصولات استفاده می شود مقاومت کششی بسیار بالایی دارند.
• این کامپوزیت ها بسیار نازک تولید می شوند به همیت خاطر وقتی روی ساختمان ها یا هر سازه بتنی قرار می گیرند فضای زیادی اشغال نمی کنند و همچنین به علت وزن کمی که دارند باعث اضافه بار برای سازه بتنی نمی شوند.
• شرکت های مقاوم سازی اف ار پی در زمان کوتاهی می توانند سرویس دهی شروع کنند و نیاز به زمان زادی نداشته باشند.
• محصولات FRP در برابر خورندگی به وسیله مواد خورنده مانند یون ها مقاومت بالایی دارند  همچنین علاوه بر مقاوم سازی ساختمان به دلیل خواص نفوذ ناپذیری بالای واحد های سازنده سازه را از عوامل خورنده محافظت  می کند . این محصولات نیازی به تعمیرات ندارند.
• در سازه های بتنی که درتصویر برداری های پزشکی مورد استفاده قرار میگیرند می توان از این محصول استفاده کرد این مصالح بی سویی الکترو مغناطیسی دارد.
• مصالح اف ار پی توانایی بالایی در شکل پذیری دارند.

هم چنین بخوانید : مخازن بتنی ذخیره آب

استفاده از FRP چه مشکلاتی می تواند داشته باشد ؟

• این محصولات در برابر حریق و اتش سوزی ضعف دارند ولی راه کاری برای این کار ارائه شده است اما هزینه  ساخت را بالا می برد ، می توان پوشش اضافی روی آن اجرا کرد.
• در تقویت ساختمان ها  با FRP، باید انتخابی مناسب  در میزان الیاف به اندازه  رزین، نوع الیاف و رزین مصرفی انجام داد. همین طور در نصب و اجرای کامپوزیت ها روی سازه ها باید دقت فراوانی انجام داد.
• در سازه های فولادی و بتنی نوع و طراحی کامپوزیت ها متفاوت است.