مقاوم سازی به روشFRP
q9.gif

مقاوم سازی به روشFRP

در کانال ها و لوله های بتنی هدایت فاضلاب و مواد شیمیایی
  • کد: 654163
بخشها :

بطور کلی استفاده از کامپوزیتها از سال 1940 آغاز گردید و همانند بسیاری از فنون و تکنولوژی های دیگر ابتدا کاربرد نظامی داشت وبیشتر در صنایع هوا و فضا استفاده گردید،به گونه ای که پس از جنگ جهانی دوم کاربرد پلیمرها و کامپوزیت های پلیمری در صنایع موشک سازی در اروپای غربی و امریکا به میزان هشتاد درصد افزایش یافت.ولی وزن کم و استحکام بالای آن باعث شد به سرعت در سایر زمینه ها از جمله صنعت ساختمان سازی،صنعت خودرو سازی،ساخت اسکله و شناورها کاربرد پیدا نماید.

در صنعت ساختمان با توجه به اینکه نخستین کاربرد سازه ای کامپوزیت ها در دهه 60 میلادی در چندین سازه در انگلستان و امریکا انجام شد، ولی تا دهه هشتاد میلادی چندان توجهی به این مصالح نگردید.در اواسط سال 1980 میلادی توسط دکتر مایرز در سوئیس،چسباندن کامپوزیتها در مورد تیرهای بتنی عرشه پلها مورد آزمایش قرار گرفت.نتایج حاصله بسیار موفقیت آمیز بود،او همچنین ستونها و بسیاری دیگر از الماهای سازه ها را با استفاده از کامپوزیت ها دور پیچ کرد.متعاقب این مسئله مهندسین ژاپنی به سرعت دریافتند که این شیوه روش مناسبی برای مقاوم سازی سازه ها در برابر زلزله های شدید می باشد،آنها نخستین بار    کامپوزیت ها را در ترمیم وتقویت سازه ها بکار بردند.تاخیری که در پذیرش کامپوزیتها در صنعت ساختمان امریکا وجود داشت به دلیل طبیعت محافظه کارانه جامعه مهندسی امریکا بود،چندین سال وقت صرف تحقیق برای تدوین استاندارهایی دراین زمینه نمودند.موسسه بتن امریکاهم اکنون راهنمای جامع ای را برای استفاده از کامپوزیت ها تدوین کرده است(AC1440).

به نظر اکثر متخصصان، FRP را باید مصالح ساختمانی هزاره سوم نامید.جالب است که بدانیم که امروزه میزان مصرف این مواد در جامعه بعنوان یکی از شاخص های توسعه یافته محسوب می گردد.

در آسیا کشورهایی مثل ژاپن با مصرف سرانه5/4کیلوم مواد کامپوزیتی ازاستاندارد جهانی آن که5/3کیلوگرم می باشد فراتررفته اند.

 

FRP:

 

تعریف FRP یا فیبرهای پلیمری تقویت شده :

نوعی ماده کامپوزیت متشکل از دو بخش فیبریا الیاف تقویتی است که بوسیله یک ماتریس جنس پلیمر احاطه شده است.فیبرهای FRP به روش پلیاکریلونیتریل(PAN) ساخته می شوند و میلگردها و پروفیل ها به روش پالتروژن (Pultrusion) تولید می گردند که در این روش دسته های الیاف پس از آغشته شدن با رزین پس از عبور از یک قالب در کنار هم قرار گرفته و یک پروفیل دارای مقطع ثابت را بوجود می آورند.محصولات پلیمری مورد استفاده در سازه ها به شکل ورقه های(الیاف) FRP،میلگردهای FRP،مش هایFRP وپروفیل هایFRP وجود دارد.ازاین محصولات برای ساخت وتقویت سازه ها استفاده می گردد.

 

نقش اصلی ماتریس :

  • انتقال برش از فیبر تقویتی به ماده مجاور
  • محافظت از فیبر در شرایط محیطی
  • جلوگیری از خسارات مکانیکی وارد بر الیاف
  • کنترل کمانش موضعی الیاف تحت فشار
  •  

الیاف(ورقه های) FRP و انواع آن :

الیاف FRP :ورقه هایی با ضخامت چند میلیمتراز جنس FRP می باشند.این ورقه ها با رزین و چسب های مستحکم و متناسب به سطح بتن چسبانده می شوند.ورقه های FRP از لحاظ شکل پذیری می توانند به شکل پارچه ای یا صفحه ای باشند،شکل پارچه ای خاصیت شکل پذیری بالایی دارد و راستای الیاف در آن می تواند در یک جهت یا دو جهت باشد،کل صفخه ای بر خلاف الیاف پارچه ای،شکل پذیر نیستند و در ضخامت و عرض های مختلف یافت می شوند.

 

الیاف FRP بر اساس فیبر تشکیل دهنده آنها به چهار نوع و دسته کلی تقسیم می گردند:

  • الیاف CFRP پلیمرهای FRP مسلح شده با الیاف کربن (Carbon Fiber Reinforced Polymers)؛
  • الیاف GFRP پلیمرهای FRP مسلح شده با الیاف شیشه (Glass Fiber Reinforced Polymers)؛
  • الیاف AFRP پلیمرهای FRP مسلح شده با الیاف آرامید (Aramid Fiber Reinforced Polymers)؛
  •  

مزایای استفاده از الیاف  FRP:

  • مشخصات فنی بالا شامل مدول و مقاومت بالا
  • دوام بالا
  • سبک وزن بودن و چگالی پایین صفحات  
  • برخورداری از مدول و مقاومت بالا
  • مقاومت در برابر خوردگی
  • مقاومت در برابر شرایط محیطی و ترکیبات شیمیایی
  • قابل کاربرد در برابر محیط های اسیدی و ترکیبات شیمیایی (مقاومت ضد اسیدی)
  • نفوذ ناپذیری مغناطیسی که مناسب برای مکانهایی که در آنجا دستگاه های حساس به میدان مغناطیسی است
  • مقاومت در برابر ضربه
  • ضخامت کم
  • اتصال و همپوشانی آسان در بتن و آهن
  • حمل و نقل آسان به دلیل وزن کم
  • اجرای ساده ورق ها
  • عدم توقف کاربری در زمان اجرای تقویت با FRP
  • عدم افزایش ابعاد مقاطع در مقاوم سازی بتن با FRP
  • سرعت کار بیشتر توجیه اقتصادی برای تقویت و ترمیم پروژه های سنگین به عنوان مثال پلها
  • عدم توقف کاربری در زمان اجرای تقویت
  • عایق مناسبی در مقابل محیط اسیدی ، شیمیایی و خورنده می باشد.

 

کاربرد الیاف (ورقه) FRP :

  • جهت تقویت ستون ها؛
  • جهت تقویت دیوارهای برشی؛
  • جهت تقویت دال ها؛
  • جهت تقویت برشی و خمشی تیرها؛
  • جهت تقویت اتصالات؛
  • جهت تقویت فونداسیون؛
  • جهت تقویت عرشه پل ها؛

 

سایر کاربردهای FRP :

  • جهت مقاوم سازی سازه بمنظور افزایش مقاومت و اخذ تاییدیه از سازمان ها وشهرداری
  • جهت تقویت المان های تیر، ستون وسقف بتنی؛
  • جهت کنترل ترک در المان ها؛
  • جهت افزایش طبقات در ساختمان بتنی؛
  • جهت افزایش مقاومت فشاری ،کششی و برشی؛
  • جهت اصلاح ضعف اجرا و ضعف طراحی در سازه های بتنی؛
  • جهت ترمیم کرمو شدگی و یخ زدگی بتن؛
  • جهت تغییر کاربری ساختمان ها؛
  • جهت فزایش کرنش ستونهای بتنی؛
  • جهت تقویت خمشی تیرهای بتنی؛
  • جهت تقویت خمشی و برشی دیوارهای برشی بتنی ؛
  • جهت تقویت برشی یا افزایش شکل پذیری تیرها یا ستونهای بتنی؛
  • جهت تقویت خمشی و برشی دالها؛
  • جهت افزایش مقاومت در برابر عوامل محیطی مانند خستگی، خوردگی، رطوبت، تغییر دما؛
  • جهت مقاوم سازی و بهسازی لرزه ای سیلوها، مخازن، برج های خنک کننده و دودکش ها؛
     

 

میلگرد FRP و کاربرد آن :

فولاد‌ها به طور مختصر در مقابل خوردگی به وسیله قلیای بتن محافظت می‌شوند و معمولا سبب دوام خدمت‌پذیری سازه می‌گردند. برای خیلی از سازه هایی که در محیط های مهاجم از قبیل سازه‌های دریایی، پل ها، پارکینگ که در معرض نمک های یخ زا قرار می‌گیرند، ترکیب رطوبت، افزایش دما و محیط کلریدی، قلیایی بتن را کاهش می‌دهد و سبب خوردگی فولاد‌ها می‌شود که در نهایت موجب تخریب سازه بتنی می‌شود. به همین خاطر امروزه از میلگرد‌های ساخته شده با مواد پلیمری FRP در این سازه‌ها استفاده می‌کنند. به‌دلیل اینکه میلگردهای FRP دارای یک رفتار غیر شکل‌پذیر می‌باشند لذا موارد استفاده این میلگردها محدود به سازه‌هایی می‌شود که مهمترین مشکل آنها خوردگی یا مشکلات الکترومغناطیسی می‌باشد. رفتار مکانیکی میلگرد‌های  FRP با میلگردهای فولادی تفاوت دارد؛ لذا نحوه طراحی سازه های بتنی با استفاده از میلگرد های FRP دارای تغییراتی نسبت به میلگرد‌های فولادی می‌باشد. میلگرد‌های فولادی دارای رفتار تقریبا همسانگرد می‌باشند ولی میلگرد‌های FRP دارای رفتار ناهمسانگرد هستند. این رفتارناهمسانگرد در مقاومت برشی و رفتار چسبندگی میلگردهای FRP به بتن تاثیر می‌گذارد. مصالح FRP بر خلاف مصالح فولادی، رفتارالاستیک خطی از خود نشان می‌دهند.

 

کاربرد میلگرد FRP :

  • در کانال ها و لوله های بتنی هدایت فاضلاب و مواد شیمیایی؛
  • در سازه های بتنی اسکله ها و سازه های دریایی؛
  • در سازه های مجاور دستگاههای MRI در مراکز بهداشتی و درمانی؛
  • در آرماتوربندی لایه های فوقانی در عرشه پلها؛
  • در نیروگاه ها؛
  • در دیواره موقت بتنی در داخل تونل های مترو؛
  • در اتاقک پست برق پیش ساخته بتنی؛
  • در نیلینگ و تحکیم خاک؛
  • در شمع های داخل خاک و آب؛
  • در کانال های روباز و لوله های بتنی هدایت آب؛
  • در بلوکهای بتنی پیش ساخته جاده ای؛
  • در تیرهای برق و تیرهای جایگزین دکل های انتقال نیرو؛
  • در آرماتوربندی کف پارکینگ ها و سالن های صنعتی؛
  • درتاسیسات فاضلاب مانند تصفیه خانه ها.
    ارسال نظر
    اشتراک گذاری

    اشتراک گذاری در شبکه های اجتماعی:

    آدرس کوتاه شده‌ی صفحه: برای کپی کردن لینک روی آن کلیک کنید