بتن تقویت شده به وسیله FRP (بخش دوم)

نویسنده : کلینیک بتن ایران
تاریخ ثبت : 1397/04/02

تفاوت‌های میان FRP و فولاد

تفاوت‌های زیادی میان کمپوزیت‌های FRP و فولاد وجود دارد که اصلی‌ترین آن تفاوت در همگنی است. در حالی که فولاد در تمامی نقاط و جهات دارای ویژگی‌های جرمی و فیزیکی یکسانی است (ایزوتروپیک است)، ویژگی‌های کمپوزیت‌های FRP می‌تواند در نقاط مختلف متفاوت باشد که به این گونه مواد آنیسوتروپیک گفته می‌شود. معمول‌ترین صفحه‌های الیافی که برای افزایش مقاومت بتن به آن‌ها اضافه می‌شوند، در آن‌ها از کربن یا شیشه به صورت یک‌طرفه استفاده شده است. زمانی که تنش کششی به آن‌ها وارد می‌شود، آن‌ها هیچ‌گونه رفتار پلاستیکی از خود نشان نمی‌دهند و تا زمان fail شدن سازه تغییر شکلی نمی‌دهد. به علت ویژگی‌های خطی الاستیک کمپوزیت‌های FRP و این موضوع که از آن‌ها به صورت خارجی در عناصر سازه‌ای استفاده می‌شود، متدهای مورد استفاده برای طراحی و تخمین میزان فولاد تقویت کننده مورد استفاده برای FRP قابل استفاده نیست. به همین دلیل برای محاسبات و تخمین‌های طراحی FRP از روش‌های پیچیده‌تری استفاده می‌شود و در حقیقت طراحی FRP نسبت به فولاد تقویت کننده دشوارتر است.

الیاف مورد استفاده در FRP موادی هستند که بیشتر تنش وارده بر آن‌ها را تحمل می‌کنند؛ بنا بر این موضوع، نوع الیاف، جهت آن‌ها، ضخامت و کیفیت الیاف، سختی و مقاومت کششی کامپوزیت را مشخص می‌کند.

کمپوزیت‌های FRP بنا بر الیاف مورد استفاده در آن‌ها، می‌توانند دارای مقاومت‌های مختلفی باشند. مثلاً شیشه مقاومت کششی‌ای تقریباً برابر فولاد ایجاد می‌کند، در مقابل کمپوزیت‌های کربن می‌توانند مقاومت‌هایی بین دو تا پنج برابر مقاومت ایجاد شده توسط فولاد ایجاد نمایند. در این میان سختی کمپوزیت‌های شیشه و کربنی در مقایسه با فولاد کم‌تر است. در بین شیشه و کربن، سختی کربن دو تا پنج برابر سختی کمپوزیت‌های شیشه‌ای می‌باشد. کمپوزیت‌های FRP وزنشان تقریباً یک پنجم وزن فولاد است. مشخصات بیش‌تر از ویژگی‌های کششی و تنشی کمپوزیت‌های FRP بایستی توسط شرکت‌های سازنده‌ی آن ارائه می‌شود. دوام و عمر کمپوزیت‌های مختلف معمولاً تفاوت چندانی ندارد و بیشتر به شرایط محیطی بستگی دارند.

نصب FRP

سیستم‌ها و کمپوزیت‌های FRP برای افزایش مقاومت سازه‌ها بسیار مناسبند و دلیل استفاده از آن‌ها را می‌توان نکات ذیل دانست:

  • بالا بردن مقاومت خمشی
  • بالا بردن مقاومت برشی
  • تحدید ستون‌ها و بهبود وضع انعطاف‌پذیری

بتن تقویت شده به وسیله FRP

مقاومت در برابر آتش و امنیت

در حالی که کمپوزیت‌های کربن مقاومت بالایی در مقابل افزایش دما دارند، بقیه سیستم‌ها و جنس‌ها چندان در برابر دما تحمل بالایی ندارند. ضد آتش کردن سیستم‌های FRP آپشنی است که در اختیار مشتریان قرار می‌گیرد و می‌توان آن را انتخاب کرد یا دور آن را خط کشید. اما به علت هزینه‌ی بسیار بالای مواد ضد حریق معمولاً در نظر گرفته نمی‌شود که مشخصاً کار اشتباهی است. البته پیش از استفاده از کمپوزیت‌های FRP، باید آن‌ها را در مورد حریق مورد آزمایش قرار داد؛ چرا که ممکن است که مقاومت بالایی در برابر آن داشته باشند و دیگر نیازی به استفاده از مواد ضد حریق و بالا بردن هزینه‌ها برای نصبشان نباشد.

در مجموع می‌توان گفت که کمپوزیت‌های FRP مواد قابل اتکایی برای استفاده در سازه‌ها می‌باشند و مزایای فراوانی دارند که در مقابل آن‌ها کمی هزینه‌ی بیشترشان به چشم نمی‌آید.

سایر مقالات
طراحی دال بتنی
طراحی دال بتنی
دالهای بتنی روی زمین اغلب به صورت بتن ساده طراحی می شوند و در صورتی که آرماتور گذاری شوند،  میزان آرماتوری که بکار می رود، مانند کارکرد درزها، به منظور کنترل ترک و ممانعت از باز شدن ترکها یا پلکانی شدن دال در مجاورت درز می باشد.
ادامه مطلب
روش انجام عملیات آببندی و پوشش محافظ مواد شیمیایی(ضد اسید بر روی بتن)
روش انجام عملیات آببندی و پوشش محافظ مواد شیمیایی(ضد اسید بر روی بتن)
در این پروژه به دلیل بتن ریزی مناسب نیاز به ترمیم سطوح به صورت جدیلازم نبود. با توجه به دفنی بودن سازه و قالب بندی یک طرفه ، حفرات میان بولت هم بر روی سطح بتن وجود نداشت.
ادامه مطلب
آب بندی استخر و مخازن بتنی چگونه است
آب بندی استخر و مخازن بتنی چگونه است

استخر و مخازن آب، سازه‌های بتنی‌ای هستند که همیشه در تماس مستقیم با آب هستند. به همین دلیل آب بندی کردن استخرها و مخازن آب، فرایندی ضروری در پروسه‌ی طراحی و ساخت آن‌ها می‌باشد. تماس آب با این سازه‌ها می‌تواند از طریق آب درون آن‌ ها یا تماس آب زیرزمینی با آن‌ ها صورت بگیرد، بنا بر این ضروری است که آب بندی برایشان صورت بگیرد تا دوام و مقاومت بتن بر اثر تماس با آب لطمه‌ ای نبیند. اگر در بتن ترک‌هایی هرچند کوچک و ریز وجود داشته باشد، آب یا بخار آب می‌توان از همان درز به بتن نفوذ کند و بتن را دچار مشکل نماید.

ادامه مطلب
سیستم های حفاظتی کاهش خوردگی میلگرد ها در بتن
سیستم های حفاظتی کاهش خوردگی میلگرد ها در بتن
سیستم های حفاظتی شامل مواد و روش هایی است که باعث کاهش خوردگی فلزات مهار شده در بتن می شوند. این کاهش خرابی موجب دوام بتن می شود. سیستم های حفاظتی نفوذ رطوبت، یون کلراید و دیگر آلودگی ها را با استفاده از عملیات بهبود (درمان) اصول الکتریکی  شیمیایی اعمال شده، یا با لایه های PCC اصلاح کننده، محدود می کند. سیستم های حفاظتی همچنین شامل مواد و روش هایی است که مقاومت سایشی سطح یا مقاومت در برابر ضربه را افزایش می دهد و یا سبب افزایش مقاومت در برابر جریان های تخریب کننده بتن می شود.
ادامه مطلب