صفحات Fiber Reinforced Plastic ]   FRP ]

تيرها يكي از اعضاي اصلي و باربر سازه ها بشمار مي آيند. در گذشته تعمير و تقويت تيرهاي بتن آرمه توسط صفحات فولادي به وجه كششي يا به سطوح ديگر آنها انجام مي شد، هر چند اين روش، روش موثري براي تقويت مي بود وليكن چند اشكال اساسي نيز در برداشت كه در زير به آن اشاره مي كنم:

1- آسيب پذيري صفحات فولادي در برابر خوردگي و زنگ زدگي
2- جدا شدگي صفحات از سطح تير به علت وزن آنها خصوصا در تيرهاي طويل
3- دشواري كاربرد صفحات فولادي با وزن زياد در محل نصب آن
4-  مزاياي زياد صفحات FRP در مقابل صفحات فولادي از قبيل نسبت مقاومت به وزن بالا، عدم خوردگي و مقاومت در برابر مواد شيميايي و...

همچنين كارايي صفحات FRP متصل شده به وجه كششي تيرها در بالا بردن هر دو ظرفيت خمشي و برشي تيرهاي بتني به اثبات رسيده است، بنابر اين صفحات پلاستيكي تقويت شده با الياف، موادي مناسب براي تقويت تيرهاي بتني مي باشند.

 FRP در ویکیپدیا (انگلیسی)

آلبوم تصويري از پروژه ها و آزمايشات متنوع (موسسه FRP)

در اينجاي بحث خوب است به مزايا و شاخصه هاي برجسته تيرهاي مجهز به اين مواد بپردازيم:
 
1- وزن كم و حمل آسان: كامپوزيتها وزن پاييني نسبت به فولاد (حدود يك پنجم) دارند بنابر اين تاثير زيادي در افزايش وزن سازه از خود نشان نمي دهند.
2- افزايش مقاومت: فشار جانبي كه اين نوارها به تير وارد مي كنند باعث افزايش مقاومت فشاري بتن مي شود كه اين خود باعث بالارفتن ظرفيت باربري تير خواهد شد.
3- قابليت استفاده در هر دو مقاطع چهار گوش و دايره اي
4- افزايش شكل پذيري عضو بتني
5- حداقل تعمير و نگهداري: مقاومت در برابر نمكها و زنگ زدگي، خرابي هاي الكترو شيميايي و ديگر عوامل تاثير گذار محيطي باعث پايين آمدن هزينه هاي نگهداري و انجام مرمت دوباره مي شود.
6- يكي از راه هاي استفاده از اين مواد، كاربري موقت آن است، وجود اتصالات اندك و وسايل جانبي و قابليت جداسازي بعد از نصب، اين امكان را مي دهد كه از اين مصالح بصورت راه حلي مقطعي سود جست، تا اگر بعدا راه حل مناسب تري پيدا شد، به سادگي جايگزيني انجام شود.

بهر شكل همانطور كه در پيشتر اشاره شد، حل كردن مشگل خوردگي الكتروشيميايي صفحات فولادي يكي از مهمترين شاخصه هاي آن است.

فكر مي كنم تا اينجاي مطالب، پي به اهميت اين نوع مصالح برده باشيد، حال نگاهي تخصصي تر به اين مقوله خواهم داشت:

انواع صفحات FRP :
           پليمرهاي مسلح شده با الياف شيشه (GFRP)
 پليمرهاي مسلح شده با الياف كربن (CFRP)

            پليمرهاي مسلح شده با الياف آراميد (AFRP)

 (تصاویر توسط اشعه ایکس گرفته شده است، دانشگاه كمبريج)

از بين الياف بالا، توضيحات بيشتري را براي صفحات CFRP ارائه مي كنم تا مقايسه اي بين اين سه نوع داشته باشيم:

خواص كامپوزيت CFRP در واقع به تارهاي كربن و سيستم شبكه رزين استفاده شده در آن مربوط مي شود:
1- مقاومت شيميايي: الياف كربن نسبت به الياف شيشه واكنش كمتري به بسياري از مواد شيميايي دارند، همچنين الياف كربني كرنش بسيار كمي از خود نشان مي هند كه اين مساله توليد ترك هاي ريز را به حداقل مي رساند.
2- مقاومت رطوبتي: خواص مكانيكي الياف كربني در تماس با آب تغيير چنداني نميكند (در دماهاي بالا مقدار ناچيز مقاومت ديده شده است)
3- مقاومت الكتريكي: مقاومت الكتريكي در امتداد الياف با طول الياف متناسب است و با سطح مقطع صفحه نسبت عكس دارد.

البته پلاستيك هاي تقويت شده با الياف كربن چندين برابر گرانتر از فولاد مورد استفاده براي تقويت سازه ها مي باشند، وليكن تصور مي كنم مقاومت بالا، شكل پذيري مناسب، و خصوصيات اجرايي و نگهداري، قيمت بالاي آنها را تحت الشعاع قرار مي دهد.
قابل ذكر است در اين مورد الياف شيشه (GFRP) از قيمت پايين تري برخوردار هستند.

همچنين گسيختگي زود هنگام در اثر تمركز تنش برشي در انتهاي صفحه كه ناشي از باز شدن صفحات مي باشد، يكي از مشكلاتيست كه البته هم در صفحات FRP و هم صفحات فولادي ديده شده است.

نكاتي در مورد استفاده از اين صفحات:

صفحات FRP با بسياري از حلالها واكنش نشان مي دهند، براي اين منظور بهتر است بعد از ساخت، آنها را از آلودگيهاي شيميايي مصون داشت.
يكي از اين راهها استفاده از پوشش پلاستيكي است. به اين صورت كه در آخرين لايه FRP، يك نايلون روي سطح صفحه چسبانده مي شود كه در زمان استفاده صفحه، اين لايه را به آرامي و البته با دقت فراوان بر مي دارند.

موسسه بین المللی کاربرد FRP  در صنعت ساختمان

 وب سایت شرکت فوستا

وبلاگ یکی از دوستان در این زمینه