دانلود پاورپوینت بررسی کاربرد کامپوزیت های FRP در سازه های بتن آرمه

ساختار مصالح FRP اساساً از دو جزء اصلی تشکیل شده‌اند: الیاف تقویتی و ماتریس پلیمری. الیاف، جزء اصلی باربر در کامپوزیت هستند و مقاومت و سختی بالایی را فراهم می‌کنند. انواع مختلفی از الیاف در تولید FRP استفاده می‌شوند که مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از: الیاف شیشه (GFRP) که رایج‌ترین و اقتصادی‌ترین نوع هستند، مقاومت کششی خوبی دارند اما مدول الاستیسیته کمتری نسبت به الیاف کربن ارائه می‌دهند (E-Glass نوع متداول آن است)؛ الیاف کربن (CFRP) که دارای بالاترین مقاومت، سختی و دوام خستگی هستند و وزن بسیار کمی دارند، اما هزینه تولید آن‌ها نیز بالاتر است؛ و الیاف آرامید (AFRP)، مانند کولار، که مقاومت کششی بسیار بالایی و مقاومت ضربه خوبی دارند اما در برابر اشعه ماوراء بنفش و رطوبت در صورت عدم محافظت، آسیب‌پذیرترند. ماتریس پلیمری، معمولاً از رزین‌های ترموست مانند اپوکسی، وینیل استر یا پلی استر ساخته می‌شود و وظیفه آن اتصال الیاف به یکدیگر، محافظت از آن‌ها در برابر عوامل محیطی و انتقال تنش بین الیاف است. انواع محصولات FRP در اشکال مختلفی برای کاربردهای سازه‌ای تولید می‌شوند. میله‌های کامپوزیتی FRP (FRP rebars) به عنوان جایگزینی برای میلگردهای فولادی، به‌ویژه در محیط‌های خورنده یا نیازمند به عدم ایجاد میدان مغناطیسی، استفاده می‌شوند. ورق‌ها و لمینیت‌های FRP (strips/laminates) برای تقویت خمشی تیرها و دال‌ها، و همچنین افزایش مقاومت برشی اعضا به کار می‌روند. شبکه‌های FRP (grids) برای مسلح‌سازی سطوح بتنی و دیوارهای بنایی، و پوشش‌ها یا لفاف‌های FRP (wraps) عمدتاً برای دورپیچ کردن ستون‌ها به منظور افزایش مقاومت فشاری و شکل‌پذیری آن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در ادامه، تصویر مربوط به اسلاید شماره 35 این پاورپوینت قرار داده شده است:

دوام کامپوزیت های FRP یکی از برجسته‌ترین مزایای آن‌ها در مقایسه با فولاد سنتی است. این مواد ذاتاً در برابر خوردگی ناشی از کلریدها، سولفات‌ها و سایر عوامل شیمیایی مهاجم مقاوم هستند، که این ویژگی آن‌ها را برای سازه‌های دریایی، پل‌ها، پارکینگ‌ها و سازه‌های در معرض محیط‌های خورنده بسیار مناسب می‌سازد. مقاومت در برابر خستگی، به‌ویژه در CFRP، عالی است. با این حال، دوام بلندمدت FRP به عواملی چون نوع الیاف و رزین، کیفیت ساخت، و شرایط محیطی بستگی دارد. برخی از انواع FRP ممکن است به اشعه ماوراء بنفش (UV) حساس باشند (که می‌توان با پوشش مناسب از آن جلوگیری کرد) و عملکرد آن‌ها در دماهای بسیار بالا (نزدیک به دمای انتقال شیشه‌ای رزین) می‌تواند تحت تأثیر قرار گیرد. همچنین، نفوذ رطوبت در طولانی‌مدت، به‌ویژه برای الیاف شیشه در محیط‌های قلیایی بتن، اگر از رزین مناسب یا پوشش محافظ استفاده نشود، می‌تواند مشکل‌ساز باشد. استفاده از مواد FRP به عنوان مسلح‌ کننده خارجی در سازه‌ها یکی از رایج‌ترین روش‌های مقاوم‌سازی و بهسازی لرزه‌ای سازه‌های بتن آرمه موجود است. در این روش، ورق‌ها، لمینیت‌ها یا پارچه‌های FRP با استفاده از چسب‌های پلیمری قوی (معمولاً اپوکسی) به سطح خارجی اعضای بتنی چسبانده می‌شوند. این تکنیک می‌تواند برای افزایش مقاومت خمشی تیرها و دال‌ها (با چسباندن FRP به وجه کششی)، افزایش مقاومت برشی تیرها (با نصب ورق‌های U شکل یا دورپیچ کامل)، و افزایش ظرفیت باربری محوری و شکل‌پذیری ستون‌ها (با دورپیچ کردن ستون) به کار رود. آماده‌سازی مناسب سطح بتن، شامل تمیزکاری، ترمیم نواقص و ایجاد زبری کافی، برای اطمینان از چسبندگی کامل و انتقال موثر نیرو بین بتن و FRP حیاتی است.