الیاف کربن FRP مقاوم سازی سازه

الیاف کربن موجود در ایران عمدتا بصورت وارداتی و از مبدا چین وارد ایران میگردد.بیشتر الیاف کربن موجود در ایران ساخت کشور چین می‌باشد.در مقیاس جهانی ، شرکت هینینگ آنجیو Haining anjie در چین ، شرکت هورسن Horseen در شانگهای چین ، شرکت چند ملیتی فایبرماکس Fibermax و شرکت سیکا Sika در سوئیس بیشترین فروش الیاف کربن در جهان را دارا می‌باشند.

الیاف کربن FRP به دو صورت پارچه Wrap  و پلیت و تسمه Plate موجود میباشد.استفاده از نوع پارچه آن متداولتر می‌باشد و اصطلاحا به آن پارچه الیاف کربن FRP گفته میشود و به دلیل مصرف بیشتر منظور از الیاف کربن FRP عمدتا به نوع پارچه آن اطلاق میشود.

پارچه الیاف کربن FRP با استفاده از نخ های کربن بافت میگردد.الیاف کربن FRP مورد استفاده در مقاوم سازی سازه از نوع تک جهته یا همان ud میباشد که بیانگر تک جهته بودن قرارگیری نخ ها در بافت پارچه کربن میباشد. نخ کربن در انواع قطر یک ، سه ، شش ، دوازده و بیست و چهار ، میکرون تولید می‌شود و با توجه  به قطر نخ مورد استفاده در بافت پارچه و وزن واحد یک متر مربع پارچه بافت شده ، الیاف کربن FRP در انواع 1K ، 3K ، 6K ، 12K ، 24 همراه با وزن واحد یک متر مربع برای مثال نوع سیصد گرمی 12k ، نامگذاری میشود و عدد قبل از حرف K نشان دهنده قطر نخ کربن مورد استفاده در پارچه بر حسب میکرون میباشد.قابل ذکر است پارچه الیاف کربن با نخ کوچکتر مقاومت بالاتری دارد و برای مثال پارچه الیاف کربن 12K سیصد گرمی( پارچه الیاف کربنی که با نخ 12k بافته شده و وزن یک متر مربع آن برابر با سیصد گرم می‌باشد) مقاومت و قیمت بالاتری نسبت به الیاف 24K سیصد گرمی دارد و دلیل آن استفاده از تعداد نخ کوچکتر بیشتر در تولید یک متر مربع پارچه کربن که هر دو وزن یکسان 300 گرم دارند ، می‌باشد.پارچه الیاف کربن متداول در ایران از نوع 12k میباشد و در دو نوع سیصد گرمی و دویست گرمی بسیار مورد استفاده می‌باشند. 

در هنگام نصب الیاف کربن FRP در ستون ، دیوار برشی ، دال و تیر بتن مسلح میبایست از چسب اپوکسی FRP استفاده نمود که عمدتا ساخت ایران می‌باشند.چسب اپوکسی FRP میبایست به نوعی فرموله شده باشد که بیشترین نفوذپذیری در پارچه الیاف کربن و باعث ایجاد بیشترین چسبندگی پارچه کربن به تیر و ستون گردد.به نظر نگارنده ، با توجه به تراکم بافت بیشتر نمونه سیصد گرمی نسبت به نمونه دویست گرمی ، به جهت لحاظ نفوذپذیری بیشتر چسب اپوکسی  بهتر است در مقاوم سازی تیرها و دال های بتن مسلح از الیاف 200 گرمی استفاده گردد.

قیمت الیاف کربن در سایت علی بابا چین قابل مشاهده میباشد.بسته به کیفیت و نوع شرکت سازنده قیمت الیاف کربن به ازای هر یک متر مربع بین 6 دلار تا 15 دلار میباشد.با توجه به میزان سفارش خریدار ، معمولا قیمت تمام شده الیاف کربن وارداتی برای خریدار شامل هزینه های حمل و ترخیص، نمی‌تواند کمتر از 10 دلار باشد.

به جهت تشخیص  الیاف کربن FRP واقعی از نوع تقلبی آن که ممکن است بصورت carbon coated باشد میتوان از تست آتش با استفاده از شعله و حرارت زیاد مانند شعله پیک در کارگاه و یا شعله پلوپز در آشپزخانه منزل استفاده نمود ، الیاف کربن FRP در برابر شعله به رنگ قرمز متمایل شده و سریعا به رنگ مشکی خود باز میگردد ولی الیاف کربن FRP  تقلبی در برابر حرارت بسته به نوع مواد تشکیل دهنده به تدریج و یا سریعا پودر میشود.از دیگر روشهای تشخیص الیاف کربن FRP ، انجام تست کشش در آزمایشگاه سازه می‌باشد.مقاومت کششی الیاف کربن FRP  بسته به نوع و سایز نخ و کیفیت بافت پارچه میبایست بیشتر از 2500 مگاپاسکال باشد.از سایر روشهای کاربردی تشخیص الیاف کربن FRP تقلبی میتوان به استفاده از مواد شوینده اشاره نمود ، کافی است نمونه ای کوچک از الیاف کربن تقلبی رو به مدت ده دقیقه در مخلوط آب و ریکا و یا مخلوط آب و تاید قرار دهید و بعد از بیرون آوردن نمونه آن را زیر نور قرار دهید که شاهد تغییر رنگ تعداد زیادی از نخ های الیاف کربن تقلبی خواهید بود.

الیاف کربن FRP  در سه نوع تک جهته ud ، دو جهته plain و سه جهته twill در بازار موجود می‌باشد. در مقاوم سازی سازه از نوع تک جهته آن استفاده میگردد و از نوع دو جهته و سه جهته در ساخت قطعات صنعتی از قبیل لوله اسلحه ،  قطعات خودرو و سایر تجهیزات و لوازم مانند ویلچر ، بدنه دوچرخه و غیره مورد استفاده قرار میگیرد.

الیاف کربن FRP  در مقاوم سازی تیر ، ستون و دیوارهای برشی بتن مسلح مورد استفاده قرار میگیرد.از الیاف کربن FRP میتوان در مقاوم سازی تیرچه سقف و دال بتن مسلح نیز استفاده نمود.

نویسنده : روح اله اسدی ، کارشناس ارشد سازه ، مدرس ، طراح و مجری پروژه های مقاوم سازی.

تماس : 09125434750