مقاوم سازی با FRP

بهسازی لرزه ای و مقاوم سازی ساختمان بر اثر وارد شدن لطمه و آسیب دیدن سازه ناشی از نیروی زلزله امروزه بسیار مورد توجه قرار می گیرد، یکی از روش های کم هزینه و کارآمد (مقاومت کششی بسیار بالا و وزن بسیار کم) در این خصوص مقاوم سازی ساختمان با استفاده از FRP می باشد. سیستم های (FRP (Fiber-reinforced polymer/plastic به معنای فیبرهای پلیمری تقویت شده، ماده ای کامپوزیتی از ترکیب پلیمر تقویت شده ی ماتریس (رزین) و الیاف یا فیبر (fiber) می باشد.

 

برای مشاوره رایگان در زمینه مقاوم سازی با FRP با ما تماس بگیرید

09125772622

 

الیاف FRP:

فیبر یا الیاف FRP که دارای مشخصات فنی الاستیک و بسیار مقاوم هستند، جزء اصلی باربر در سیستم های مقاوم سازی با FRP محسوب می‌شوند. فیبرهای تشکیل دهنده مصالح FRP می‌توانند در یک راستا یا در دو راستای عمود بر هم قرار داشته باشند. رزین FRP نیز اصولاً به عنوان یک عنصر چسباننده عمل می‌کند که فیبرها را درکنار یکدیگر نگاه می‌دارد.

اصلی ترین خاصیت مصالح FRP مقاومت در برابر خوردگی می باشد، به دلیل مقاومت مطلوب مصالح کامپوزیت FRP در مقابل خوردگی، در سازه های بندری، ساحلی و دریایی بسیار از این مصالح استفاده می گردد.

قسمت زیادی از ظرفیت باربری مصالح FRP به عهده ی الیاف آن می باشد بنابراین الیاف FRP می بایست دارای مقاومت گسیختگی و مدول الاستیسیته ی بالایی باشند همچنین این الیاف از لحاظ مغناطیسی و الکتریکی خنثی بوده و عایق محسوب می گردند.

 

انواع الیاف FRP:

الیاف FRP که در مقاوم سازی ساختمان و ترمیم بتن استفاده می گردند عموماً از مواد زیر تشکیل می شوند:

• الیاف فایبر گلاس یا الیاف شیشه
• الیاف کربن 
• الیاف ارامید 
• الیاف بازالت

 

 

ماتریس FRP:

FRP با توجه به نوع کاربرد می تواند از چندین نوع ماتریس ساخته شود مانند: پلی استر، وینیل، اپکسی و... که بسته به نوع محصول مورد نظر، رزین و الیاف با یکدیگر ترکیب می شوند.

همانطور که پیشتر گفته شد الیاف FRP از دو جز اصلی ماتریس (رزین) و فیبر (الیاف) ساخته می شوند که به خوبی به هم متصل و چسبندگی مناسبی نیز با یکدیگر برقرار می کنند. وجود ماتریس در کنار الیاف (fiber) نقش حفاظتی ایفا می کند و سبب پیشگیری از آسیب دیدن آن در برابر حملات شیمیایی می گردد، از سایر وظایف ماتریس میتوان موارد زیر را نام برد:

 

وظایف ماتریس:

• جلوگیری از آسیب های مکانیکی
• کنترل کشش های موضعی شکل گرفته در الیاف بر اثر فشارهای وارده بر آن
• انتقال برش های پیچشی یا برش های خمشی از الیاف fiber به ماده ی مجاور 

 

 

بايد توجه داشت در ماتريس دو نوع برش به وجود مي‌آيد، برش ناشی از پيچش يا برش درون صفحه‌ای و برش ناشی از خمش يا برش بين صفحه‌ای.

دلیل استفاده از FRP در مقاوم سازی ساختمان، تحمل بارهای وارده به دلیل ظرفیت باربری بسیار زیاد آنها می باشد.

 

 

کاربردهای FRP:

الیاف FRP به دلیل خواص بیشماری که دارند، کاربردهای گسترده ای دارند. الیاف FRP در کنار وزن پایین از مقاومت بالایی برخوردارند بنابراین می توانند با افزایش مقاومت تک تک اجزای سازه، مقاومت کلی ساختمان را افزایش دهند. بنابراین در تمام موقعیت هایی که نیازمند مقاوم سازی،‌ ترمیم و بهسازی ساختمان باشیم، استفاده از الیاف FRP گزینه ای مناسب محسوب می شود. از سایر کاربردهای الیاف FRP در مناطق ساحلی، مجاورت دریا و سازه های آبی است. الیاف FRP به دلیل دارا بودن خاصیت ضد خوردگی، گزینه ای مناسب برای مقاوم سازی سازه های مجاور آب و دریا محسوب می شوند. به کمک الیاف FRP می توان سازه هایی را که در مجاورت دائمی یا موقتی مواد شیمیایی قرار دارند، تقویت کرد. الیاف FRP خاصیت ضد زنگ زدگی دارند بنابراین برخی از مصالح FRP مانند میلگردهای آن را می توان بجای میلگردهای فولادی جایگزین کرد. الیاف FRP قابلیت جلوگیری از گسترش ترک ها و پیشگیری از وقوع مجدد آنها را نیز دارند. 

 

برای مشاوره رایگان در زمینه مقاوم سازی با FRP با ما تماس بگیرید

09125772622

 

ویژگی ها و مزایای استفاده از مصالح FRP در مقاوم سازی:

• قیمت مناسب با توجه به تأمین و توزیع وسیع
• وزن پایین در مقابل مقاومت کششی بالا
• خاصیت ضد خورندگی در کنار مقاومت مکانیکی بالا
• ضخامت کم لایه های FRP
• زمان کم مورد نیاز جهت نصب و بهره برداری
• پیوستگی و عدم توقف در زمان اجرای مقاوم سازی با FRP
• خنثی بودن مصالح FRP از نظر الکترومغناطیسی

 

 

انواع مصالح FRP مورد استفاده در مقاوم سازی:

مصالح FRP جهت بهسازی و مقاوم سازی سازه ها دارای انواع متفاوتی هستند که در ادامه آنها را شرح خواهیم داد.

میلگرد FRP:

امروزه از بتن مسلح به عنوان اصلی ترین مصالح ساخت و ساز در سازه ها استفاده می گردد، به دلیل تمام مزیت های بتن های مسلح شده توسط میلگردهای فولادی، معایبی نظیر امکان اکسید شدن فولاد و وزن بالای آن نیز وجود دارد، حال میلگرد های FRP به دلیل وزن سبک تر، ضد خوردگی بودن آن، مقاومت کششی بسیار بالا، چسبندگی مناسب با بتن و مدول ارتجاعی قابل قبول، عنصری بسیار مناسب جهت جایگزینی با فولاد در بتن می باشند.

از انواع میلگرد FRP می توان به الیاف شیشه GFRP، الیاف کربن CFRP و الیاف آرامید AFRP اشاره کرد که امروزه در صنایع مختلف و سیستم مقاوم سازی ساختمان استفاده فراوانی دارند.

 

 

پوشش FRP:

پوشش FRP جهت چسباندن به سطح خارجی یک عضو بتنی به روش EBR عمدتاً برای مقاوم سازی و تقویت سازه ی موجود یا ترمیم بتن و تعمیر خرابی‌ ایجاد شده در آن مورد استفاده قرار می گیرند، پوشش FRP به عنوان روشی نوین در سیستم مقاوم سازی شناخته می شود. در این روش ابتدا باید محل نصب آماده سازی شود، آماده سازی سطحی با استفاده از روش هایی همچون ساییدن سطح، ماسه پاشی یا فشار آب جهت از بین بردن لایه های سطحی ضعیف و اصلاح خصوصیات سطح زیرین و ایجاد سطحی مناسب برای چسبندگی بیشتر بین لایه FRP و بتن انجام می شود. سپس روش نصب سطحی می تواند به شکل ساده و معمول یا با اعمال پیش کشیدگی در ورق FRP قبل از اتصال آن به سطح تیر با فراهم آوردن مهار لازم جهت کاهش احتمال جداشدگی ورق از سطح تیر، انجام شود.

 

 

تسمه های FRP:

تسمه های FRP نوعی ورق هستند از جنس FRP با ضخامت بسیار کم که قابلیت انعطاف ندارند و شکل پذیر نیستند. این تسمه ها جهت مقاوم سازی و تقویت سازه های غیر مقاوم و لطمه دیده در اثر زلزله و عوامل طبیعی دیگر کاربرد دارند.

نوار FRP: 

نوار یا کابل FRP قابلیت انعطاف دارند این محصولات در محیط های مرطوب و یا در مجاورت آب بکار گرفته می شوند. مقاوم سازی با کابل و نوارهای FRP پیش تنیده سبب افزایش مقاومت بتن می شود.

پارچه های FRP:

این ورقه ها از جنس الیاف FRP در یک یا دو جهت قرار گرفته اند. الیاف FRP مانند نوار FRP شکل پذیر می باشند و قابلیت انعطاف دارند. از این ورقه ها جهت مقاوم سازی و تعمیر سازه های آسیب دیده استفاده می شوند. این محصول با چسب های مخصوص به سطح بتن چسبانیده و نوعی پوشش مناسب برای ایزولاسیون و مقاوم سازی بتن آسیب دیده هستند.

لمینت FRP:

دسته ای دیگری از مصالح FRP، لمینت های FRP هستند. لمینت های FRP نیز در مقاوم سازی ساختمان کاربرد دارند و تأثیر زیادی در ساخت سیستم های غیرقابل نفوذ دارند. ویژگی مهم لمینت های FRP پیشگیری آنها از تشکیل ترک های پلاستیک و افزایش مقاومت برشی و خمشی است. لیمنت های FRP ضخامت بسیار پایین و در حد چند میلی دارند که با استفاده از چسب های مخصوص به خود به نواحی مختلف متصل می شوند. لمنیت های FRP با عرض های ۵ تا ۱۰ سانت و از الیاف مختلفی اعم از کربن، شیشه و آرامید تولید و عرضه می شوند. 

ورق های FRP:

ورق های FRP دسته ای از مصالح FRP هستند که در دو شکل منعطف و سخت تولید و عرضه می شوند. ضخامت ورق های FRP در حد چند میلی متر بوده و با استفاده از چسب FRP توانایی اتصال به سطوح مختلف را پیدا می کنند. معمولا ضخامت ورق های سخت FRP کمی بیشتر از ورق های منعطف است و انعطاف پذیری کمی دارند. بر خلاف آن ورق های منعطف FRP از انعطاف پذیری بیشتری برخوردارند. این محصولات قابل اتصال به سطوح فلزی و بتنی هستند و نقش مهمی در افزایش مقاومت اجزای باربر سازه ایفا می کنند. براساس استانداردهای موجود ضخامت این مصالح بین ۱۲/۰ تا ۵/۰ میلی متر تخمین زده می شود. البته از معایب ورق های FRP می توان به مقاومت پایین آنها در برابر حریق اشاره کرد.

پروفیل های ساختمانی FRP:

یکی از انواع مصالح FRP پروفیل های ساختمانی FRP است. پروفیل های ساختمانی FRP به اشکال ناودانی،‌نبشی، I شکل و T شکل عرضه می شوند. برای تولید پروفیل های ساختمانی FRP از روش چند منظوره ی پالتروژن استفاده می شود. در روش پالتروژن گروهی از فیبرها یا همان رشته های FRP با رزین ترکیب می شوند و پس از گذر از یک قالب در مجاورت هم قرار می گیرند تا یک پروفیل ساختمانی را تولید کنند. نکته ی مهم در پروفیل های ساختمانی FRP، مقاومت بسیار بالای آن ها به دلیل استفاده از روش پالتروژن در فرایند تولید آنهاست. البته محصولات پالتروژنی از قیمت بالایی برخوردارند که ویژگی های مهم پروفیل های ساختمانی FRP نظیر مقاومت بالا، وزن پایین و خاصیت ضد خوردگی در آنها، تا حدی می تواند قیمت بالای این مصالح را توجیه کند. این مصالح علاوه بر دوام زیاد، جایگزین مناسبی برای مقاطع فولادی در سازه محسوب می شوند.

 

برای مشاوره رایگان در زمینه مقاوم سازی با FRP با ما تماس بگیرید

09125772622

 

از مواد کامپوزیت FRP ابتدا در مبحث مقاوم سازی خمشی در پل های بتن مسلح و به عنوان یک محصور کننده در ستون های بتنی مورد استفاده قرار می گرفت، اما پس از تحقیقاتی که در اوایل دهه ی 80 میلادی صورت گرفت به مراتب دامنه کاربردهای آن به سازه‌هایی با مصالح بنایی، چوبی و حتی فلزی نیز گسترش یافت. امروزه اجزاء سازه‌ای مختلفی شامل تیرها، دال‌ها، ستون‌ها، دیوارهای برشی، اتصالات، دودکش‌ها، گنبدها و خرپاها توسط مصالح FRP مقاوم می شوند. 

 

 

موارد استفاده از FRP:

در ادامه به بخشی از پرکاربرد ترین موارد استفاده از FRP در سیستم بهسازی و تقویت سازه اشاره خواهیم کرد:

 

مقاوم سازی اتصالات با FRP:

یکی از اساسی ترین و مهم ترین بخش هر سازه ای اتصالات آن می باشد، همچنین گزارشات اکثر خرابی ها و از هم گسیختگی سازه ها در زلزله های رخ داده از ناحیه اتصالات آن بوده است، مقاوم سازی با FRP یکی از موثرترین و ساده ترین روش های تقویت و مقاوم سازی اتصالات در سازه ها می باشد.

تقویت برشی تیر با FRP:

Wrapping بهترین روش جهت تقویت برشی تیرها، توسط ورقهای FRP انجام می شود و به راحتی می‌توان تیرها را توسط FRP و به شکل بسیار موثری تقویت برشی نمود.

تقویت خمشی و مقاوم سازی تیر بتنی با FRP:

ورق های FRP در انواع مختلف با مشخصات مکانیکی متفاوت به عنوان یک مسلح کننده خارجی بر روی وجوه مورد نظر اعضای بتنی نصب می گردند که نقش یک عنصر باربر اضافی را ایفا می کنند. تقویت تیرها با استفاده از این روش باعث بالا رفتن ظرفیت خمشی مقطع به میزان قابل توجه و همچنین به تعویق افتادن پدیده ی شكست زودرس در تیرهای تحت خمش می گردد.

مقاوم سازی دیوار بتنی با FRP:

طبق نتایج بدست آمده از آزمایشات صورت گرفته در این زمینه می توان گفت کاربرد صفحات FRP در سطح خارجی دیوارهای برشی روشی موثر جهت افزایش سختی پیش از ترک خوردگی و ظرفیت نهاییِ دیوارِ بتن آرمه می باشد.

افزایش مقاومت فشاری بتن و مقاوم سازی ستون با FRP:

جهت مقاوم سازی ستون با FRP و تقویت خمشی ستون ها و همچنین افزایش مقاومت فشاری و شکل پذيری ستون های بتنی می توان از FRP استفاده نمود. به دلیل کم ضخامت بودن ورقهای FRP، یکی از راه‌های مناسب جهت تقویت ستون های بتنی استفاده از این روش است چرا که در معماری ساختمان خللی ایجاد نمی کند.

تقویت دال های بتنی با FRP:

با استفاده از اتصال پلیمرهای تقویت شده با الیاف (FRP) به دال های بتنی می توان خواص دال های بتنی مانند ظرفیت اولیه باربری دال های بتنی، مقاومت دالهای بتنی در برابر خمش و ... را بهبود بخشید. 

مقاوم سازی پل با استفاده از FRP: 

یکی از کاربردهای مهم الیاف FRP در تقویت سازه های شهری از جمله پل ها است. الیاف FRP معایب روش های سنتی مقاوم سازی پل ها را نداشته و حین اجرا اختلالی در بهره برداری از پل های ایجاد نمی کنند. الیاف FRP به دلیل خاصیت ضد خوردگی، قابلیت مقاوم سازی پایه پل ها موجود در آب یا پل های مجاور آب را دارند. استفاده از این مصالح در تقویت پل های شهری، مانع از شکست ترد پایه پل ها خواهد شد. البته استفاده از این روش در پل های بتنی نسبت به پل های فلزی و چوبی بیشتر توصیه می شود. الیاف FRP تأثیر زیادی در ارتقا مقاومت فشاری پل ها خواهند داشت و انعطاف پذیری این المان را به میزان چشمگیری بهبود می بخشند. مزایای مقاوم سازی پل ها با الیاف FRP می توان به عدم ایجاد تغییر در معماری پل ها و سرعت بالای اجرا آن ها اشاره کرد. برای اجرای این مصالح در پل ها، عموما از روش دور پیچ استفاده می شود. 

مقاوم سازی بازشو با FRP:

کرنش بالای الیاف ،FRP این مصالح را به جایگزین مناسبی برای روش های سنتی تقویت بازشوهای سازه تبدیل کرده است. از این مصالح می توان برای افزایش سختی بازشوها و بهبود مقاومت خمشی آن ها استفاده کرد. مقاوم سازی با FRP می تواند تمام نواقص ایجاد شده در بازشوها به دلیل عبور تاسیسات و محدودیت های معماری را اصلاح کند. عدم افزایش بار اضافی در سازه و اجرای سریع آن از مزایای مقاوم سازی بازشو به این روش محسوب می شود. 

مقاوم سازی تیرچه بلوک با FRP:

یکی از راه های اقتصادی برای مقاوم سازی سقف تیرچه بلوک استفاده از الیاف FRP است. اجرای این مصالح نقش موثری در بهبود مقاومت خمشی و برشی تیرچه بلوک ها دارند و ظرفیت باربری آن ها را تا بین ۱۰ تا ۱۵۰ درصد افزایش می دهند. در صورت استفاده از الیاف FRP برای مقاوم سازی تیرچه بلوک و ترک خوردگی این المان، مقاومت آنها بسیار بیشتر از حالتی است با استفاده از الیاف FRP مقاوم نشده باشند. 

 

 

هزینه مصالح FRP:

فروشگاه اینترنتی وریاماتاک تأمین کننده ی مصالح مقاوم سازی FRP با بهترین کیفیت و مناسب ترین قیمت آماده خدمت رسانی به شما همراهان گرامی در اقصی نقاط کشور می باشد.

 

برای مشاوره رایگان در زمینه مقاوم سازی با FRP با ما تماس بگیرید

09125772622

 

استفاده از FRP در چه نواحی توصیه می شود؟

الیاف FRP در ترمیم و مقاوم سازی ستون ها، تیرها، سقف،‌ دیوار و سایر اجزای سازه مورد استفاده قرار می گیرند. به دلیل ویژگی های خاص این محصول، می توان از الیاف FRP به عنوان عایق ضد خوردگی و زنگ زدگی نیز استفاده کرد. در شرایطی که بار زیادی به اجزای سازه وارد می شود، استفاده از الیاف FRP گزینه ی مناسبی برای حفظ پایداری سازه و پیشگیری از تخریب سازه محسوب می شود. الیاف FRP ضد فرسودگی هستند و قادرند عمر مفید سازه را بویژه در نواحی در معرض عوامل مخرب،‌ ارتقا دهند.