مقاوم سازی سازه به روش FRP
در مقاوم‌سازی سازه باید یک سری مراحل را بهصورت آیتم وار انجام داد به عبارتی ابتدا باید سازه را مشاهده و در موردان قضاوت اولیه کرد بعد از آن تهیه اطلاعات لازم از ظاهر سازه است که خود شامل مراحلی همچون بازدید مکرر و اندازه‌گیری‌های مختلف نمونه‌برداری از جاهای مختلف مثل میلگردها و بتن و .. هست پس از آن بررسی نهایی درترمیم سازه است.
عوامل اصلی در مقاوم‌سازی سازه‌ها اقتصادی و اجرایی بودن و سرعت اجرای طرح هست. هنگامی‌که به این نتیجه رسیده شد که تمام المان‌های سازه ضعیف هستند راهکارهای مختلفی وجود دارد که چند مورد از آن‌ها را در پایین بیان خواهم کرد
۱- تغییر در سیستم بار جانبی(کمک از بادبند یا دیوار برشی)
۲- افزایش مقطع بتن
۳- کاشت میلگرد در نواحی ضعیف
۴- استفاده از الیاف‌های مسلح (اف ار پی(FRP)) کربنی،شیشه‌ای و …
در مورد بکار بردن دیوار برشی و غیره باید گفت که با بکار بردن دیوار برشی یا بادبند تمرکز تنش در این نقاط ایجاد می‌شود و نقاط دیگر از تنش رهایی می‌یابند و قطعاً المان‌های قبلی در این محل‌ها جوابگو نخواهند بود
انواع کامپوزیتهای پلیمری اف ار پی(FRP) متداول در مهندسی عمران
۱- کامپوزیت پلیمری تقویتشده با الیاف کربن CFRP
۲- کامپوزیت پلیمری تقویتشده با الیاف شیشه GFRP
۳- کامپوزیت پلیمری تقویتشده با الیاف آرامید Kevlar
محاسن کامپوزیت پلیمری اف ار پی(FRP)
• وزن کم
• انعطافپذیری بالا
• راحتی در جابهجایی
• سرعت عمل بالا
• برشکاری در قطعات دلخواه
• سادگی اجرا
• امکان تقویت بهصورت خارجی
مراحل مقاوم‌سازی با کامپوزیت اف ار پی(FRP) در سازه
سطح المان را برای چسباندن کامپوزیت آماده می‌کنند که این مرحله شامل تخریب قسمتهای آسیب‌دیده از حمله شیمیایی ( میلگرد و بتن )، ایجاد لایه جدید جایگزین لایه تخریب‌شده، پر کردن خلل و فرج سطحی المان به‌وسیله بتونه، تسطیح سطح المان و Primer آغشته کردن سطح المان به پرایمر می باشد.
اتصال کامپوزیت اف ار پی(FRP)
سه روش برای چسباندن کامپوزیت به سطح المان سازه متداول است؛
_روش نصب دستی
در این روش، تولید و اتصال کامپوزیت بهصورت هم‌زمان صورت می‌گیرد. به‌این‌ترتیب که بعد از اتمام مرحله اول ، سطح المان با غلتک به ملات پلیمری آغشته می‌گردد. سپس الیاف خشک توسط غلتک روی المان قرار می‌گیرد. در حالت معمول برای کاربری آسان‌تر، الیاف دارای پوشش هستند. بعد از قرار دادن الیاف در محل خود پوشش الیاف برداشته و لایه ( ملات پلیمری ) توسط غلتک ” الیاف را دربرمی گیرد.
_روش نصب لایهلایه
بعد از مرحله آماده‌سازی و تسطیح ناهمواری‌های موجود توسط بتونه (بتونه یک رزین دارای ویسکوزی‌تر بالا است )، لایه ملات پلیمری توسط غلتک روی سطح المان قرار می‌گیرد . سپس لایه کامپوزیت را به ملات پلیمری می‌چسبانند.
_به روش FRP اتصال کامپوزیت NSMR
روش کار این است که با برش سطح بتن به‌وسیله اره شیارهایی روی سطح المان ایجاد شود
بعدازتخلیه شیار از ذرات اضافی و گردوغبار ، تا حدود نیمی از شیار میله کامپوزیت در شیار قرار می‌گیرد و با اپوکسی شیار پر می‌شود. در استفاده از این روش برای اتصال کامپوزیت باید پوشش بتن ضخیمی در المان وجود داشته باشد .
مرحله تکمیلی و به عمل‌آوری
این مرحله شامل روش‌هایی برای محافظت کامپوزیت از آسیب‌های خارجی و همچنین توجه به مسائل زیبایی‌شناختی و معماری می‌باشد
برای محافظت ملات پلیمری از تشعشع ماوراءبنفش باید سطح المان رنگ‌آمیزی شود . ازنظر معماری نیز قطعه مقاوم‌سازی شده باید مثل بقیه سازه در محیط اطراف استتار شود.
ارزیابی مقاوم‌سازی
جهت اطمینان از تماس صحیح ، بعد از اتصال کامپوزیت پلیمری می‌توان از روشهای عکس‌برداری
( ترمو گرافی ) ویا تقه زدن با یک سکه استفاده نمود . ( صدای بم نشان‌دهنده اتصال خوب است . )
اقدامات زیر در هنگام مقاوم‌سازی المان باعث رشد کیفیت عضو تقویتشده می‌گردد
۱- جهت جلوگیری از تمرکز تنش ، گوشه‌ها باید گرد شود ( شعاع گرد شدگی باید ۲ الی ۲٫۵ سانتی
متر باشد)
۲- در جاییکه طول الیاف به دلایلی کوتاه باشد ، حداقل طول همپوشانی الیاف باید ۱۵ سانتی‌متر باشد
۳- با سنگ فرز ، سمباده و.. باید محل اتصال کامپوزیت پلیمری کاملاً“ صاف و بدون پستی‌وبلندی باشد
۴- رطوبت نسبی سطح بتن در زمان به‌کارگیری پرایمر ، اپوکسی و رنگ‌آمیزی نباید بیشتر از %۸۰
باشد
۵- دمای هوا در هنگام مقاوم‌سازی نباید کمتر از ۱۰ درجه سلسیوس باشد
محل‌هایی که از مقاوم‌سازی با اف ار پی(FRP) بهره می‌بریم
مقاوم‌سازی پل بتنی
مقاوم‌سازی دیوار برشی یعنی
تقویت اتصالات در ساختمان‌های بتنی
تقویت خمشی وبرشی تیر بتنی
مقاوم‌سازی دال بتنی
افزایش ظرفیت ستون بتنی
مقاوم‌سازی تونل‌های بتنی
سوالات متداول
انواع کامپوزیتهای FRP کدام است؟
کامپوزیت پلیمری تقویتشده با الیاف کربن CFRP- کامپوزیت پلیمری تقویتشده با الیاف شیشه GFRP - کامپوزیت پلیمری تقویتشده با الیاف آرامید Kevlar
مزیت های اجرایی مقاوم سازی با FRP چیست؟
وزن کم ، انعطافپذیری بالا ، راحتی در جابهجایی ، سرعت عمل بالا ، برشکاری در قطعات دلخواه ، سادگی اجرا ، امکان تقویت بهصورت خارجی
مراحل اجرای مقاوم‌سازی با الیاف FRPچگونه است؟
ابتدا باید سطحی که مورد نظر است تمیز و عاری از هرگونه آلودگی سطحی باشد و قسمتهای ضعیف و تخریب شده کنده شود. سپس با استفاده از رزین سطح آنرا آغشته کرده و آماده چسباندن الیاف می کنیم. پس از چسبالندن الیاف و هواگیری لایه های FRP با استفاده از رزین سطح آنرا بخوبی با بتن می چسبانیم.
انواع روشهای چسباندن الیاف به سطوح مورد نظر شامل چه مواردی است؟
روش نصب دستی ، روش نصب لایهلایه و NSM البته روش های مدرن تری مانند ایجاد پیش تنیدگی در FRP و مهار به وسیله جکهای مهاری نیز از دیگر روشهای چسباندن FRP به سطوح است.
