معرفی کامپوزیت FRP

 

سیستم مقاوم سازی سازه های بتنی با کامپوزیت FRP الیاف کربن تقویت شده با پلیمر های رزین اپوکسی یکی از مصالح مدرن برای مقاوم سازی و تقویت سازه های بتنی میباشد. FRP  مخفف Fiber Reinforced Polymers میباشد. سیستم های frp برای اولین بار به جهت اعمال محدودیت و محصور کردن ستون های بتن آرمه در ژاپن در سال 1980 مورد استفاده قرار گرفت . وقوع حادثه ناشی از زلزله در سال 1995 سبب افزایش استفاده ازFRP  در ژاپن شد . 

این نوع کامپوزیت متشکل از دو بخش  الیاف تقویتی FRP است که به وسیله یک ماتریس ازجنس رزین اپوکسی احاطه شده است. 

به طور معمول، یک ماده کامپوزیت را به صورت مخلوطی فیزیکی در  مقیاس ماکروسکوپسک از دو یا چند ماده مختلف تعریف می کنند که این مواد خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خود را حفظ کرده اند و مرز مشخصی را با یکدیگر تشکیل می دهند . این مخلوط در مجموع و با توجه به برخی معیارها، خواص بهتر از هر یک از اجزای تشکیل دهنده خود را دارا هستند . در کامپوزیت های FRP ، دو ناحیه متمایز زیر وجود دارند :

در این روش دسته های الیاف پس از آغشته شدن در رزین پس از عبور از یک قالب در کنار هم قرار گرفته و یک پروفیل دارای مقطع ثابت منشوری را به وجود می آورند. . فايبر (الياف) و رزين (مادة چسباننده) ،  فايبرهای FRP كه دارای مشخصات فنی الاستيك و بسيار مقاوم هستند، جزء اصلي باربر در مادة FRP محسوب مي‌شوند. فیبرهای تشکیل دهنده FRP می توانند در یک راستا یا در دو راستای عمود بر هم قرار داشته باشندمحصولات پلیمری مورد استفاده در سازه ها به شکل ورق های پلیمری FRP ، میلگردها یا آرماتور FRP ،  مش هایFRP و پروفیل FRP مشابه تیرآهن اف آرپی و نبشی اف آرپی و ناودانی اف آرپی وجود دارند. از این مصالح پلیمری FRP برای ساخت و مقاوم سازی سازه های گوناگون استفاده می شود.

مصالح FRP بر اساس فیبرهای تشکیل دهنده  FRP به چندین دسته تقسیم می شوند که چهار نوع آن کاربرد بیشتری  دارند:

 

       

 

از کامپوزیتهای الیاف کربن FRP در تقویت ستون ها، تقویت تیرها، مقاوم سازی دال ها، مقاوم سازی اتصالات، دیوارهای برشی بتنی، دیوارهای آجری، مقاوم سازی پایه ، عرشه پل ها ، کوره ها ، دودکش ها ، طاق ها ، گنبدها ، تونل ها ، سیلوها، لوله ها و خرپاها  و . . . استفاده میگردد . تکنیک مقاوم سازی ستون های مسلح بتنی با استفاده از کامپوزیت های FRP به طور گسترده ای به جای پوشش نمودن به وسیله فولاد (Steel Jacketing) مورد کاربرد قرار گرفته است. در مقایسه با استفاده از تنگ ها و مارپیچ فولادی، قفس های فولادی ، تکنیک محصور سازی با استفاده از  FRP قابلیت این را دارد که محصور شدگی را به صورت پیوسته برای تمام مقطع عرضی ستون تامین کنند. همچنین این مواد دارای خواص ذاتی مطلوبی (نسبت زیاد مقاومت به وزن و مقاومت بالا در برابر خوردگی و خنثی بودن الکترو مغناطیسی) هستند  . به گونه ای که می توان در مقاوم سازی یا ترمیم اعضای بتنی به طور موفقیت آمیزی از آنها بهره گرفت FRP .می تواند در مقاوم سازی تیرها و دال های بتنی به عنوان جایگزین بخشی از میلگرد کششی مورد نیاز بکار رود. همچنین  FRPدر اتصالات بتنی می تواند استفاده گردد و شکل پذیری اتصال را افزایش دهد (تقریبا هیچ روش دیگری نمی تواند چنین تاثیری داشته باشد). از FRP در تقویت دیوارهای برشی نیز استفاده می گردد FRP .می تواند شکل پذیری دیوارهای بنایی را افزایش داده و آنها را در برابر واژگونی مهار نماید بنابراین برای مقاوم سازی سازه های بنایی نیز مناسب میباشد. سیستم هایFrp  برای تقویت سازه های بنایی ، چوبی ، فولادی و چدنی مورد استفاده قرار گرفته اند .

 

نقش اصلی ماتریس در کامپوزیت  frp عبارت است از : 

• 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

 

 

مزایای استفاده از FRP  :

• وزن کم  FRP چگالی آن در حدود 20% فولاد است.

• مشخصات فنی بالا شامل مدول و مقاومت بالا frp   

• مقاومت زیاد FRP در برابر خوردگی

• نفوذناپذیری مغناطیسی FRP

• امکان مقاوم سازی با FRP به صورت خارجی

• حمل و نقل آسان وسرعت اجرای بالابه دلیل وزن کم FRP

• ضخامت کم الیاف اف آر پی FRP  و عدم افزایش ابعاد مقاطع در مقاوم سازی بتن با FRP

 

انواع محصولات: FRP 

• ورقه‌های FRP 

ورقه‌هایFRP، ورقه‌های با ضخامت چند میلیمتر از جنس FRP هستند. این ورقه‌ها با چسب‌های مستحکم و مناسب به سطح بتن چسبانده می‌شوند. از ورقه‌های FRP جهت تعمیر و تقویت سازه‌های آسیب دیده (ناشی از زلزله و یا ناشی از خوردگی آبهای یون‌دار) استفاده می‌شود. ورق های FRP از لحاظ شکل پذیری می توانند به شکل پارچه‌ای و صفحه‌ای باشند. شکل پارچه‌ای خاصیت شکل پذیری بالایی دارد و راستای الیاف در آن می تواند در یک جهت یا دو جهت باشد. صفحه‌ها بر خلاف الیاف پارچه‌ای، شکل پذیر نیستند و در ضخامت و عرض های مختلف یافت می شوند.

• کابل، نوار و تاندون‌های پیش‌تنیدگی

محصولاتی شبیه میله‌های FRP، ولی به صورت انعطاف‌پذیر هستند که در سازه‌های کابلی و بتن پیش تنیده در محیط‌های دریایی و خورنده کاربرد دارند. این محصولات در اجزاء پیش‌تنیدة در مجاورت آب نیز بکار گرفته می‌شوند.

 

 

 

 

بر چسب ها  : تقویت بتن ، مقاوم سازی با الیاف frp ، ترمیم و تقویت بتن با frp ، تقویت تیر با frp ، تقویت ستون با frp ، تقویت دال با frp ، تقویت سقف با frp ، تقویت دال با frp ، تقویت دیوار برشی با frp،تقویت پل با frp ، تقویت فونداسیون با frp  ، کامپوزیت frp ، الیاف کربن ، الیاف شیشه ، بازسازی بتن ، ورقه های frp ،اف ار پی کامپوزیت پلیمری frp  ، الیاف اف ار پی ، بهسازی بتن ، رزین اپوکسی ، الیاف آرامید ، مواد مرکب frp، تقویت سازه بتنی ،cfrp ، gfrp ،afrp ، مقاوم سازی با frp ، روش اجرای frp ، الیاف بازالت ، ترمیم بتن ، مقاوم سازی تیر ، مقاوم سازی ستون ، مقاوم سازی دال ، مقاوم سازی سقف ، مقاوم سازی فنداسیون ، مقاوم سازی مخزن ، مقاوم سازی پل، گروه مهندسی زیگورات، انستیتو تخصصی بتن و مقاوم سازی