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
بررسی گروت اپوکسی MTOFLOW-650  روان با مقاومت زیاد
بررسی گروت اپوکسی MTOFLOW-650 روان با مقاومت زیاد
MTOFLOW-650 گروت اپوکسی روان و بدون حلال می باشد که برای تحمل بارهای فعال و برای کاربردهای بسیار زیادی طراحی شده است.
ادامه مطلب
ورزشگاه خسته است، پا روی آن نکوبید
ورزشگاه خسته است، پا روی آن نکوبید
ورزشگاه قدیمی پایتخت و نماد فوتبال ایران، در ماه های آینده یکی از روزهای شلوغ و پر ترافیک خود را سپری می کند اما بعد از فاجعه پلاسکو، نگرانی ها درباره استحکام این ورزشگاه بیشتر شده و مشخص نیست چه آینده ای در انتظار مقاومت این بنای فرسوده است!
ادامه مطلب
بتن سبک و اثر میکروسیلیس ها در افزایش مقاومت آن
بتن سبک و اثر میکروسیلیس ها در افزایش مقاومت آن
مردم کشور ما از سال 1312 با احداث کارخانه سیمان ری با مصرف سیمان آشنا شدند و با پیشرفت صنایع کشور ، امروزه در حدود 26 الی 30 میلیون تن سیمان در سال تولید می گردد . با آگاهی مهندسان از نحوه استفاده سیمان در کارهای عمرانی ، این ماده جایگاه خودش را در کشورمان پیدا کرد .
ادامه مطلب
استفاده از روان کننده ها چه تاثیری بر روی مقاومت بتن دارند ؟
استفاده از روان کننده ها چه تاثیری بر روی مقاومت بتن دارند ؟
بتن مصالح ساختمانی است که از سیمان، سنگدانه، آب و دیگر مواد معدنی تشکیل شده است. بتن در واقع سنگی مصنوعی است که با استفاده از این مواد ارزان‌قیمت ساخته می‌شود و به دلیل مقاومت بالا، کاربرد فراوانی در صنعت ساخت و ساز، به خصوص در مناطق مرطوب دارد.
ادامه مطلب