بتن یکی از مصالح ساختمانی است که به مقاومت فشاری بالا و مقاومت کششی ضعیف معروف است. یک تیر بدون آرماتور، زمانی که تحت بارکششی قرار بگیرد، ترک می خورد. از طرفی هم شکست بتن در اکثر موارد ترد است و به طور ناگهانی رخ می دهد. در نتیجه بتن به تنهایی نباید بکار برده شود. رایج ترین روش برای افزایش ظرفیت باربری کششی سازه بتنی استفاده از میلگردهای تقویت کننده فولادی است که قبل از بتن ریزی در سازه جایگذاری می شوند و آن را تبدیل به بتن مسلح می کنند. از آنجایی که یک سازه بتنی عمر بسیار طولانی دارد، تغییر ظرفیت باربری سازه با گذشت زمان، امری طبیعی است. همچنین سازه‌ها طی زمان، ممکن است بار بیشتری را متحمل شوند و یا نیاز باشد که الزامات طراحی جدیدی را برآورده سازند. در مواردی هم ممکن است یک سازه در حادثه ای مانند آتش سوزی آسیب ببیند و نیاز به ترمیم و مقاوم سازی داشته باشد. یک علت دیگر برای مقاوم سازی سازه، این است که در مرحله طراحی سازه یا اجرای آن اشتباهاتی صورت گرفته باشد به طوری که سازه قبل از کاربری به مقاوم سازی نیاز داشته باشد. در این مقال قسط داریم تا با استفاده از دانش کارشناسان شرکت مقاوم سازی تکنوپل شما را با روش مقاوم سازی با FRP آشنا کنیم. با ما در ادامه همراه باشید.
چرا یک ساختمان نیازمند مقاوم سازی است؟
ساختمان‌های زیادی در سراسر دنیا وجود دارند که الزامات ایمنی کنونی را برآورده نمی سازند و زلزله‌های اخیر موجب شده مردم به اهمیت مقاوم سازی، برای حفظ جان و ایمنی شان پی ببرند.
دلایل زیادی برای مقاوم سازی ساختمان‌ها وجود دارد. به طور خلاصه می‌توان موارد زیر اشاره کرد:
• برای از بین بردن ضعف‌های سازه‌ای ناشی از بارگذاری، طراحی نامناسب، شیوه‌های ساخت و ساز ضعیف (آسیب ممکن است ناشی از بارگذاری بیش از حد، آتش سوزی، سیل، نشست فونداسیون، خرابی ناشی از سایش، اثرات خستگی، حمله شیمیایی، هوازدگی، نگهداری ناکافی و غیره باشد.)
• برای مطابقت با الزامات و استانداردهای آیین نامه های جدید
• تغییر کاربری سازه
• افزایش پایداری و دوام سازه‌ای که به علت بکارگیری مصالح ساختمانی ضعیف یا نامناسب، دوام آن ها کاهش یافته است.
• برطرف کردن خطاهای طراحی یا ساخت.
• افزایش طول عمر در زیرساخت های قدیمی.
• بارگذاری ناگهانی یا تصادفی.
• طول عمر متفاوت اجزای سازه ای یا غیر سازه ای
کامپوزیت FRP چیست؟
روش‌های مختلفی برای مقاوم سازی سازه های بتنی وجود دارد که از آن ها می توان به؛ ژاکت بتنی، ژاکت فولادی یا پیش تنیدگی خارجی اشاره کرد. استفاده از کامپوزیت FRP پلیمرهای تقویت‌شده با الیاف یا یکی دیگر از روش‌های مقاوم سازی است. مواد کامپوزیتFRP ، مجموعه ای از متشکل از الیاف با استحکام بالا و مدول بالا هستند که در یک ماتریس رزین و چسب اپوکسی قرار گرفته است. هم الیاف و چسب و رزین FRP هویت فیزیکی و شیمیایی خود را حفظ می‌کنند، اما با ترکیب آن ها خواص متمایزی تولید می‌شود که نمی‌توان با بکارگیری هر یک از اجزای سازنده به تنهایی به آن دست یافت.
روشی که بیشتر برای بهبود ظرفیت باربری سازه مورد استفاده قرار می گیرد، اتصال پارچه یا الیاف کامپوزیت به سازه است. فیبر موجود در کامپوزیت می تواند از الیاف شیشه، الیاف آرامید یا الیاف کربن تشکیل شده باشد. تحقیقات زیادی نشان می دهد که مقاوم سازی با الیاف FRP،گزینه ی مناسبی برای تقویت سازه های بتنی است. چسبی که برای چسباندن پارچه یا لمینت به سطح بتن استفاده می شود یک چسب اپوکسی دو جزئی مقاوم است که همراه با الیاف روی سطح سازه نصب می شود. در واقع ساختار قدیمی و پوشش اف آرپی یک ساختار جدید ایجاد می کنند که استحکام بیشتری نسبت به ساختار اصلی دارد.
کاربردهای روش مقاوم سازی با الیاف FRP کدام است؟
در گذشته، به علت هزینه بالای الیاف FRP، کاربرد آن‌ها در مواردی که کاهش وزن مهمتر از هزینه بود، محدود می شد. برای مثال بکاربردن الیاف FRP تنها در صنایعی مانند هوافضا و یا در ساخت کالاهای ورزشی، مرسوم بود اما اخیرا، نیاز به ارتقا و تعمیر زیرساخت سازه ها، منجر به افزایش تحقیقات و استفاده بیشتر از مواد FRP در مهندسی سازه شده است. برای مقاوم سازی سازه‌های موجود، لمینت های FRP (با ضخامت تقریبی 1 تا 2 میلی متر) به سطح کششی تیرها و دال ها چسبانده می شوند. ورق‌ها و پارچه‌های FRP برای بهبود شکل‌پذیری و استحکام به دور ستون‌ها پیچیده می شوند و برای افزایش مقاومت برشی به دور تیرها پیچیده می شوند. ویژگی های غیر خورنده و مقاومت بالای کامپوزیت FRP، آن را به جایگزینی جذاب برای مقاوم سازی ساختمان‌های بتنی تبدیل کرده است.
اولین سوالی که باید در مورد الیاف FRP در صنعت ساختمان مطرح شود این است که آیا در مقایسه با مصالحی که امروزه در صنعت ساخت استفاده می شود، مزیتی دارند؟ پاسخ به این سوال بدون شک "بله" است. دوام سازه های بتنی اغلب با میزان خوردگی در آرماتورهای فولادی رابطه ی مستقیم دارد. علاوه بر این، مواد FRP دارای استحکام بالا، وزن کم و انعطاف پذیری هستند، با این ویژگی می توان انواع سازه‌هایی را ساخت که تا چند سال پیش ممکن نبود. از طرفی هم می توان گفت جالب‌ترین ویژگی این الیاف، کاربرد آن ها در حوزه‌های تعمیر و مقاوم سازی سازه ها است. ساختمان‌های موجود در دنیا روز به روز قدیمی‌تر می‌شوند و با وجود اینکه بخش زیادی از آن از نظر عملکردی توانمند هستند، مقدار زیادی نیز نیاز به تعمیر یا مقاوم‌سازی دارند. زیرساخت هایی مانند پل ها تحت تأثیر تقاضا برای افزایش ظرفیت باربری به دلیل افزوده شدن فشار محور مجاز و وزن کل هر وسیله نقلیه است. این به نوبه خود منجر به ارتقاء سازه با توجه به ظرفیت حمل بار می شود.
مزایای استفاده از FRP در پروژه های مهندسی عمران و مقاوم سازی کدام است؟
عوامل زیادی می توانند بر ایرادات سازه ای و بتن ضعیف تأثیر بگذارند و آن ها را تشدید کنند اما راه حل های فنی برای رفع آن ها نیز وجود دارد. برخی از این عوامل عبارتند از: هزینه مواد، مقاومت مورد نیاز و سختی مکانیکی، مقاومت در برابر ضربه و مقاومت در برابر خرابی، مقاومت در برابر اثرات محیطی، خواص طولانی مدت مانند خستگی و خزش، کاربرد و روش‌های تولید. علاوه بر این، در برخی موارد ممکن است مشتری با راه حل مورد نظر آشنا نباشد و بنابراین روش متعارف تری را انتخاب می کند. با این حال، مقاوم سازی به روش کامپوزیت FRP چندین مزیت بالقوه دارد:
· سهولت جابجایی و حمل و نقل
مواد کامپوزیت FRP که برای مقاوم سازی سازه استفاده می شود بسیار سبک هستند و حمل آن ها ساده است. در مقایسه با اتصالات ورق فولادی که در آن صفحاتی با طول کمتر از 2 تا 3 متر به طور عملی قابل جابجایی نیستند، در اینجا می توان صفحات یا ورق های تقریبا با طول بی نهایت را جابجا کرد.
· دوام و نگهداری کامپوزیت FRP
الیاف فیبر کربن دارای دوام و خواص خستگی طولانی مدت هستند و نیازی به نگهداری در طول زمان ندارند.
· عدم تغییر در ابعاد و معماری سازه
بکار بردن لایه های نازک برای مقاوم سازی در بسیاری از شرایط می توانند سودمند باشند. لایه های نازک، ابعادو معماری سازه موجود را تغییر نمی دهند و همچنین می توانند با پوشش های بتنی نازک یا مواد محافظ سطح ترکیب شوند. استفاده از لایه های نازک برای مقاوم سازی زیرگذرهای کم ارتفاع برای جلوگیری از ترافیک جاده می تواند مزیت مقاوم سازی با الیاف FRP باشد که بدون این روش، به روش های پیچیده مقاوم سازی نیازمند هستیم.
· کاهش زمان مورد نیاز برای اجرای مقاوم سازی ساختمان
زمان همیشه یک عامل مهم در صنعت ساخت و ساز است. اگر بتوان زمان را کاهش داد، می توان در هزینه صرفه جویی کرد. مواد کامپوزیت FRP اغلب می تواند در دوره‌های کوتاه و بدون ایجاد مزاحمت برای ساکنین ساختمان نصب شوند. همچنین برای گیرش و سخت شدن چسب ها نیز زمان کمی نیاز است.
· کاهش هزینه مورد نیاز برای مقاوم سازی ساختمان
هزینه مقاوم سازی با الیاف اف آر پی در مقایسه با روش های سنتی اغلب کمتر است؛ در واقع اگر هزینه مواد FRP مصرفی هم بیشتر باشد، به علت استحکام و مقاومت بالای این مواد و سهولت نصب آن ها، بکاربردن این مواد صرفه ی اقتصادی بیشتر دارد.
قدم اول در اجرای مقاوم سازی ساختمان با کامپوزیت FRP کدام است؟
آیا ساختمان شما نیاز به مقاوم سازی دارد؟ در این صورت پیشنهاد می کنیم با کارشناسان مقاوم سازی تکنوپل تماس بگیرد. کارفرمایان و مالکین محترم می توانند جهت اطلاع از هزینه مقاوم سازی ساختمان به روش کامپوزیت FRP به وبسایت شرکت مقاوم سازی تکنوپل به آدرس www.technopol.ir مراجعه کنند. شرکت مقاوم سازی تکنوپل پیشرو در تامین و فروش محصولات مقاوم سازی سازه شامل الیاف کربن، الیاف شیشه، چسب و رزین FRP، لمینت و ورق کربن می باشد. این شرکت به پشتوانه کارشناسان فنی خود کلیه خدمات مقاوم سازی ساختمان شامل طرح مقاوم سازی، تامین مصالح مقاوم سازی و اجرای طرح مقاوم سازی را ارائه می دهد.
نظر شما