الیاف FRP چیست ؟

همچنین شما می توانید جهت کسب مشاوره و اطلاعاتتکمیلی فنی ، اجرایی  و مالی با بخش فنی ومهندسی و یا فروش مجموعه کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران (09120916271-44618462-44618379-021 ) تماس حاصل فرمایید.

تقویت و مقاوم سازی سازه های بتنی – الیاف FRP چیست ، مزایا ، معایب و کاربرد الیاف اف آر پی در مقاوم سازی وتعمیر سازه های بتنی

توان‌بخشي(بهسازي)، روند و شيوه تعميركردن يا اصلاح كردن يك سازه به منظور دستيابي به شرايطبهره‌برداري جديد و يا افزايش عمر مفيد بهره‌برداري آن است.

درواقع ما در طرح و اجرای مقاوم سازی به دنبال حصول شرایط جدید در سازه بتنی از نظربهره برداری و یا بارگذاری می باشیم. عملیات مقاوم سازی می تواند به علل زیر موردنیاز باشد :

·       اشتباهات و مشکلات طراحی

·       مشکلات و اشتباهات اجرایی

·       تغییر در استانداردها و آیین نامه ها

·       افزایش عمر مفید بهره برداری

·       تغییر کاربری سازه

·       افزایش طبقات و بار وارده

پرواضح است که در گزینه اول ما نیاز به شرایطی بوده ایم  یا نیازمند آن می باشیم که به علت اشتباهات درطرح و اجرا الان دارای آن نبوده و نیازمند آن می باشیم که به آن برسیم . مانندزمانی که بتن نتوانسته مقاومت لازم را کسب نماید ، یا زمانی که ابعاد عضو باربرکوچک تر از ابعاد مورد نیاز اجرا گردیده است. همچنین این امر می تواند زمانی اتفاقبیافتد که ستون به صورت خارج از محور و یا دچار پیچش شده است.

درچهار گزینه بعد ، سازه در شرایط موجود مشکلی نداشته و شرایط جدید بهره برداریایجاب می کند که تغییراتی از منظر باربری در سازه ایجاد گردد. به طور مثال سازه درزمانی طراحی و اجرا می گردد و پس از چند سال تغییراتی در آیین نامه طراحی مانندآیین نامه 2800 داده می شود که نیازمند اصلاح استراکچر سازه می باشد.

یا ماسازه ایی داریم که اکنون عمر مفید آن اتمام یافته و یا در شرف اتمام است و ماتصمیم داریم چند سال دیگر از سازه بهره برداری نماییم.  همچنین ممکن است ما سازه و ساختمان داشته باشیمکه طرح و اجرای ان براساس طاختمان مسکونی انجام شده باشد و در آینده ما تصمیمبگیریم از آن کاربری آموزشی و یا اداری داشته باشیم.

درخصوص گرینه آخر می توان ساختمانی را متصور شد که چند سال پس از احداث بنا بهتغییرات قوانین و یا توجیهات اقتصادی تصمیم گرفته می شود طبقاتی به سازه اضافهگردد که قبلا پیش بینی نشده است.

در همهاین موارد ما نیازمند ایت هستیم که باربری سازه را افزایش و به نقطه B برسانیم.

امروزروش های مختلفی برای مقاوم سازی و تقویت سازه های بتنی وجود دارد. هر یک از روشهای دارای مزایا ، معایب و محدودیت هایی می باشند. از جمله مهمترین عوامل موثردر انتخاب روش تعمیر می توان به ابعاد و محدودیت های ابعادی در روش تعمیر ،محدودیت های معماری ، محدودیت ها افزایش باربری ، محدودیت های زمانی ، محدودیت هایبهره برداری اشاره کرد.

برخی از انواع روش های مقاوم سازی سازه های بتنی به شرح ذیل می باشد :

·       استفاده از الیاف FRP

·       ژاکت بتنی

·       ژاکلت فلزی

·       افزایش ابعاد عضو باربر

·       افزایش ظرفیت برابر بستر ( مقاوم سازی فونداسیون)

·       افزایش دیوارهای برشی

·       افزایش اعضا باربر و کاهش بار وارده به عضو باربر

·       ...

لازمبه ذکر است در پاره ای موارد ممکن است عملیات مقاوم سازی به صورت همزمان با فرآیندترمیم و تعمیر انجام شود تا سازه موجود ابتدا به شرایط قابل بهره برداری رسید وسپس ظرفیت های آن ارتقاء داده شود.

معرفی سیستم نوین الیاف  fiber reinforced polymer ) FRP)

1.     سیستم های FRP چسبیده به صورت خارجی برای مقاوم سازی سازه های بتنیاز حدود اواسط سال 1980 میلادی مورد استفاده قرار گرفته اند .

2.     تعداد پروژه هایی که از سیستم FRP در سراسر جهان استفاده میکنند ، به طور چشم گیری ازپانزده سال پیش تا کنون افزایش یافته است .

3.     اعضای سازه ای که توسط سیستم های FRP مقاوم سازی می شوند عبارتند از تیرها ، دال ها، ستونها ، دیوارها ، اتصالات ، و سازه هایی همانند کوره ها ، دودکش ها ، طاق ها ، تونل ،سیلوها و خرپا ها .

4.     سیستم های FRP همچنین برای تقویت سازه های بنایی ، چوبی ، فولادی وچدنی مورد استفاده قرار گرفته اند .

5.     ایده مقاوم سازی سازه های بتنی به وسیله چسباندن تقویتکننده ها (الیاف اف آر پی) به صورت خارجی ، ایده ای جدید نیست .

6.     ایده سیستم های #FRP با جایگزینی آن به جای تقویت کننده های دیگر مانند صفحاتفولادی و پوشش های بتنی ، شکل گرفته است .

7.     تا دهه 70و80 میلادی روش های مقاوم سازی بیشتر شاملمقاوم سازی سازه ها با ژاکت فولادی و روش های مقاوم سازی مشابه بود ولی در طول دهههای 70 و 80 میلادی با گسترش فن آوری و دانش استفاده از سیستم های کامپوزیتی FRP، روش مقاوم سازی با FRP به سایر روشهای متداول مقاوم سازی افزوده شد.

8.      مقاوم سازی با FRP از آن جهت به سایر روشهای مقاوم سازی ارجح بود که مزایایزیادی نسبت به روشهای مقاوم سازی متداول داشت و در عین حال برخی از معایب روشهای مقاومسازی متداول را نیز نداشت.

9.     مقاوم سازي از جمله اقدامات مهمي است كه در اين چند دهه ي اخير بسيار مورد توجه مهندسينعمران قرار گرفته است. با اين كار هم در جهت اطمينان به سازه بهبود مي بخشيم و هم درمقابل حوادث غير مترقبه از جمله زلزله و باد و از اين قبيل، مقاومت سازه را افزايشمي دهيم .

10.  پليمر هاي اليافي (FRP) از جمله مصالحي هستند كه در بهسازي بتن آرمه استفاده مي شود. نسبتبالاي مقاومت به وزن، مقاومت در برابر خوردگي و حمل و نصب آسان، مواد FRP  را به عنوان گزينه اي موردتوجه در بسياري از پروژه ها ي بهسازي و مقاوم سازی مطرح كرده است.

11.  روش هاي قديمي مانند استفاده از پوشش هاي بتني و يافلزي براي تعمير و تقويت ستون هاي بتن مسلح، رواج زيادي دارد اما اين روش نياز به تجهيزاتو نيروي كار نسبتاً زيادي دارد و علاوه بر آن وزن سازه را زياد مي كند و در محيطهايخورنده آسيب پذير است.

12.   به عنوان راه حلي جايگزين، استفاده از الياف پليمری، FRP  مورد توجه قرارميگيرد.الياف پليمری به سهولت و همانندپارچه اي برروي سازه چسبانده شده و مقاومت و شكل پذيري عضو را بهبود مي بخشد .

الیاف fiber reinforced polymer ) FRP) چیست ؟

سیستم های FRP چسبیده به صورت خارجی برای مقاوم سازی سازه های بتنیاز حدود اواسط سال 1980 میلادی مورد استفاده قرار گرفته اند .

تعداد پروژه هایی که از سیستم FRP در سراسر جهان استفاده میکنند ، به طور چشم گیری ازپانزده سال پیش تا کنون افزایش یافته است .

اعضای سازه ای که توسط سیستم های FRP مقاوم سازی می شوند عبارتند از تیرها ، دال ها، ستونها ، دیوارها ، اتصالات ، و سازه هایی همانند کوره ها ، دودکش ها ، طاق ها ، تونل ،سیلوها و خرپا ها .

سیستم های FRP همچنین برای تقویت سازه های بنایی ، چوبی ، فولادی وچدنی مورد استفاده قرار گرفته اند .

مقاوم سازي از جمله اقدامات مهمي است كه در اين چند دهه ي اخير بسيار مورد توجه مهندسينعمران قرار گرفته است. با اين كار هم در جهت اطمينان به سازه بهبود مي بخشيم و هم درمقابل حوادث غير مترقبه از جمله زلزله و باد و از اين قبيل، مقاومت سازه را افزايشمي دهيم .

پليمر هاي اليافي (FRP) از جمله مصالحي هستند كه در بهسازي بتن آرمه استفاده مي شود. نسبتبالاي مقاومت به وزن، مقاومت در برابر خوردگي و حمل و نصب آسان، مواد FRP  را به عنوان گزينه اي موردتوجه در بسياري از پروژه ها ي بهسازي و مقاوم سازی مطرح كرده است.

روش هاي قديمي مانند استفاده از پوشش هاي بتني و يافلزي براي تعمير و تقويت ستون هاي بتن مسلح، رواج زيادي دارد اما اين روش نياز به تجهيزاتو نيروي كار نسبتاً زيادي دارد و علاوه بر آن وزن سازه را زياد مي كند و در محيطهايخورنده آسيب پذير است.

به عنوان راه حلي جايگزين ، استفاده از الياف پليمری،FRP  موردتوجه قرارميگيرد.الياف پليمری به سهولت و همانند پارچه اي برروي سازه چسبانده شده ومقاومت و شكل پذيري عضو را بهبود مي بخشد .

کاربرد الیاف FRP

از مهمترین مواردی که توسط مصالح FRP  اصلاح و مقاومسازی می شوندعبارتند از:   

خوردگی و فرسایش سازه ای در سیستم های صنعتی، پالایشگاهها و پتروشیمی

ترک خوردگی و کنده شدگی بتن ناشی از خوردگی

کاهش ظرفیت سازه ای 

نفوذ کلریدها   

🔹کربناته شدن

🔹خوردگی فولادهای پس کشیدگی 

🔹تابیدگی دال های ریخته شده روی سطوح بستر 

🔹اشتباهات طراحی  

🔹میلگرد گذاری نادرست بتن

🔹اجرای اشتباه خاموت ها  

🔹جدا شدگی سنگ دانه های بتن  

🔹خیز غیرمجاز دال و سقف بتن آرمه

🔹کرمو شدگی سطح بتن و تجمع سنگدانه ها

🔹تغییر در کاربری سازه ها و بارگذاریهای اضافیثقلی و جانبی

🔹نیاز به کاهش زمان ایجاد وقفه در حین ترمیمو مقاوم سازی

🔹خوردگی میلگرد در بتن 

🔹ظرفیت خمشی ناکافی بتن 

🔹افزایش تعداد طبقات ساختمان های بتنی

🔹افزایش ظرفیت برشی  ترک در تیر بتنی و عرشه پل 

🔹ضعف اتصالات بتن

🔹ترک در ستون های ساختمان ها و پل ها

مزایای  استفاده از الیاف  اف آر پی   FRP

مهمترین مزایای مقاوم سازی با استفاده از FRP نسبت به سایر روشهای مقاوم سازی به شرح زیر هستند:

1.     مقاوم سازی با FRP بسیار سریعتر از سایر روشهای مقاوم سازی می باشد.

2.     مقاوم سازی با FRP نیاز به تخریب بخشهایی از سازه در مقایسه با سایر روشهایمقاوم سازی ندارد.

3.     پس از اجرای مقاوم سازی با FRP ، نیاز به بازسازی بخشهایی از سازه در مقایسه با سایرروشهای مقاوم سازی ندارد.

4.     مقاوم سازی با FRP در بیشتر موارد ارزانتر از سایر روشهای مقاوم سازی است.

5.     مقاوم سازی با FRP به مرور زمان دچار خوردگی نمی شود. ( در مقایسه با بعضیروشهای مقاومسازی سنتی مانند ژاکت فولادی)

6.     مقاوم سازی با FRP در مجاورت مصالح ساختمانی (مانند گچ و خاک) دچار خوردگینمی شود ( در مقایسه با برخی روش های مقاومسازی سنتی مانند ژاکت فولادی ) .

7.     مقاوم سازی با FRP مبتنی بر فن آوری های نوین است ( در مقایسه با سایرروش های مقاومسازی سنتی ) و بنابراین  روش هایمقاوم سازی باFRP هرروز در حال تکامل و پیشرفت میباشد .

8.     مقاومسازی با FRP دارای کد ها و آیین نامه های خاص برای مقاومسازی باFRP میباشد در حالیکه بیشتر روش های  مقاوم سازی سنتی مبتنی آیین نامه های عمومی هستند( مانند مقاوم سازی به روش ژاکت بتنی و مقاومسازی به  روش ژاکت فولادی ).

9.     برای کنترل کیفیت مقاوم سازی با FRP روشهای مشخصی مانند تست Pull Off وجود دارد که برای اطمینان از عملکرد صحیح سیستم مقاومسازی با FRP باید پس از اجرای عملیات مقاومسازی با FRP انجام شود.

10.  اجرای عملیات مقاوم سازی با FRP نیاز به تجهیزات خاصی در مقایسه با سایر روشهای مقاومسازی ندارد.

11.   اجرای عملیات مقاومسازی با FRP نیاز به افراد مختلف با مهارتهای متعدد در مقایسه با سایر روشهای مقاوم سازی ندارد.

انواع محصولات اف آر پی FRP و نحوه تولید آنها :

·       (فیبرهای پلیمری تقویت شده) نوعی ماده کامپوزیت متشکلاز دو بخش فیبر یا الیاف تقویتی است که به وسیله یک ماتریس رزین از جنس پلیمر احاطهشده است.

·       فیبرهای FRP به روش پلی اکریلونیتریل(PAN) ساختهمی شوند و میلگردها و پروفیل ها به روش پالتروژن (Pultrusion) تولید می گردند که در این روش دسته های الیاف پس از آغشته شدن بارزین پس از عبور از یک قالب در کنار هم قرار گرفته و یک پروفیل دارای مقطع ثابت رابه وجود می آورند.

·       محصولات پلیمری مورد استفاده در سازه ها به شکل ورقهای FRP ، میلگردهای FRP ، مش های FRP و پروفیل های FRP وجود دارد. از این محصولات برای ساخت و مقاوم سازی سازهها استفاده می شود.

·       به طور کلی 4 نوع الیاف بافته شده FRP وجود دارد (Fabric FRP) که شامل الیاف کربن، شیشه، آرامید و بازالت می باشد.

عبارت مقاوم سازی سازههای بتنی با الیاف FRP ، مقاوم سازی سازه های بتنی ، مقاله مقاوم سازی سازه های بتنی ،روش های مقاوم سازی ساختمان ، روش های مقاوم سازی سازه های بتنی ، انواع روش هایمقاوم سازی سازه های بتنی ، مقاوم سازی چیست ، روش های مقاوم سازی ساختمان هایبنایی، مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله در سایت کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران –شما می توانید جهت دسترسی به مطالب ،استانداردها و محصولات مورد نظر خود از طریق پنجره جستجو در سمت راست صفحه اقدامنماید.

کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران ، علاوه بر دفترمرکزی خود واقع در تهران ، اشرفی اصفهانی ، گلزار سوم ، پلاک ، واحد 4 ، و نیزدفتر جنوب کشور خود، واقع در استان خوزستان ، شهرستان اهواز ، زیتون کارمندی ، فلکه پارک ، جنببانک تجارت ، ساختمان 88 ، در بسیاری از استان های دیگر از جمله  استان هرمزگان ( بندرعباس ، قشم، خارک و ... ) ، استان بوشهر (شهرستان بوشهر ، عسلویه ، جم ، برازجان، کنگان و ... ) ، استان اصفهان (شهرستان اصفهان ،  شهرضا، فولاد شهر، شاهینشهر ، زرین شهر ) ، استان یزد ، استان کرمان ، استان فارس ( شهرستان شیراز ، نورآباد ممحسنی ، جهرم و ... ) ، استان کرمانشاه ، استان کردستان (شهرستان سنندج ) ، استان لرستان ( خرم آباد ، بروجرد ، دورود، نورآباد ، الشتر و ... )، استان آذربایجان شرقی و آذربایجان غربی ( شهرستان های تبریز و ارومیه ) ، استان اردبیل، استانزنجان، استان های خراسان رضوی ، خراسان جنوبی و شمالی ( شهرستان های مشهد ، بیرجند و ... ) ، استان زاهدان (شهرستان های زاهدان ، ایرانشهر ، زابل ، سیرجان، پیرانشهر و ... )، استان البرز (شهرستان کرج و ... ) ، استان کاشان ، استان قم ( شهرستان قم ) ، استان مازندران ( شهرستان های ساری ، بابل ، بابلسر، نوشهر ، چالوس ،محمود آباد و ... ) ، استان گیلان ( شهرستان های رشت ، بندرانزلی و ... ) ، استان ایلام (شهرستان های ایلام و دهلران، مهران و ... )، استانهمدان ( شهرستان های همدان ، تویسرکانو کبودرآهنگ ) ،استان گلستان ( شهرستان گرگان ) ، استان خوزستان ( شهرستان اهواز ، دزفول ، ماهشهر، سربندر ، آبادان ،خرمشهر ، بهبهان ، شوشتر، شوش ، مسجدسلیمان، رامهرمز ، گتوند و ... ) ، استان چهارمحال بختیاری (شهرکرد ) ، جزیره کیش ،  کشور عراق ( استان بصره، الاماره و نجف ) ، کشور افغانستان (کابل و هرات ) ،  دارای دفاتر فروش و ارائهخدمات مهندسی می باشد. شما می توانید با مراجعه یا تماس با این دفاتر ضمن مشاور از خدمات و محصولات ارائه شده بهره مندشوید.