الیاف کربن FRP بهسازی سازه

 امروزه برای مقاوم‌سازی ساختمان‌ها و بهسازی لرزه‌ای، استفاده از الیاف کربن FRP به عنوان یک روش مدرن، کارآمد و مقرون‌به‌صرفه شناخته می‌شود. توضیحات پیش‌رو به معرفی تخصصی الیاف کربن تک جهته ۳۰۰ گرمی بهسازی سازه می‌پردازد که با دارا بودن کیفیتی در سطح استانداردهای جهانی، گزینه‌ای ایده‌آل برای تقویت و ترمیم سازه‌های بتنی در ایران است.

الیاف کربن FRP تک جهته ۳۰۰ گرمی چیست؟

الیاف کربن تک جهته (Unidirectional Carbon Fiber) از پیشرفته‌ترین مصالح کامپوزیتی است که در آن، تمامی رشته‌های کربن در یک جهت موازی و با زاویه صفر قرار گرفته‌اند. این آرایش خاص، باعث می‌شود تا حداکثر مقاومت و استحکام کششی محصول در همان جهت اعمال شود. وزن این محصول ۳۰۰ گرم در هر متر مربع است و از این رو با عنوان الیاف ۳۰۰ گرمی نیز شناخته می‌شود. ماده اولیه به کار رفته در این محصول معمولاً از جنس کربن T300 است که کیفیت و عملکرد ممتازی را تضمین می‌کند.

مشخصات فنی و ویژگی‌های کلیدی

در جدول زیر مهم‌ترین مشخصات فنی این محصول آورده شده است:

مشخصه فنی مقدار / توصیف
وزن مخصوص ۳۰۰ گرم بر متر مربع
آرایش الیاف تک جهته (UD)
مقاومت کششی نهایی 3800 مگاپاسکال (MPa)
مدول الاستیسیته ۲۳۰ گیگاپاسکال (GPa)
ضخامت تقریبی 0.17 میلی‌متر
عرض‌های موجود ۳۰ سانتی‌متر و ۵۰ سانتی‌متر
رنگ مشکی
کرنش نهایی حدود 1.7%

مزایای استفاده از الیاف کربن تک جهته :

· مقاومت کششی بسیار بالا: مقاومت کششی این الیاف حدود ۷ تا ۱۰ برابر بیشتر از فولاد است، در حالی که وزن آن تنها یک سوم فولاد می‌باشد.
· سبکی وزن و نصب آسان: وزن بسیار کم این محصول، بار مرده اضافی چندانی به سازه تحمیل نکرده و حمل‌ونقل و نصب آن را بسیار سریع و اقتصادی می‌سازد.
· مقاومت شیمیایی عالی: این الیاف در برابر خوردگی ناشی از اسیدها، بازها و نمک‌ها بسیار مقاوم هستند و برای استفاده در محیط‌های خورنده ایده‌آل می‌باشند.
· انعطاف‌پذیری بالا: انعطاف‌پذیری فوق‌العاده، اجرای آن بر روی سطوح منحنی و مختلف سازه‌ای را ممکن می‌سازد.
· دوام و عمر طولانی: در صورت نصب صحیح، این محصول دارای عمر طولانی و دوام بالایی در برابر عوامل جوی و خستگی است.
· رسانایی الکتریکی: این الیاف دارای قابلیت رسانایی الکتریکی هستند.

کاربردهای اصلی در صنعت ساختمان و مقاوم‌سازی

از الیاف کربن UD 300 گرمی در حوزه‌های مختلفی استفاده می‌شود، از جمله:

· تقویت خمشی و برشی تیرها و دال‌های بتنی
· محصورسازی و افزایش شکل‌پذیری ستون‌های بتنی (دورپیچی) برای بهبود عملکرد لرزه‌ای
· تقویت دیوارهای برشی بتنی
· تقویت اتصالات بتن‌آرمه در قاب‌های خمشی
· ترمیم و بهسازی سازه‌های آسیب‌دیده مانند تیرها، ستون‌ها و دال‌های ترک‌خورده
· تقویت پایه پل‌ها و سیلوها

نحوه اجرای الیاف کربن بر روی سازه بتنی

اجرای این سیستم به طور کلی در چند مرحله انجام می‌شود:

1. آماده‌سازی سطح: سطح بتن باید کاملاً عاری از گرد و غبار، چربی و مواد سست باشد و هرگونه ترک و حفاری ترمیم شود.
2. اجرای لایه بست (پرایمر): استفاده از یک لایه چسب یا رزین اپوکسی مخصوص برای نفوذ به داخل بتن و ایجاد بستری مناسب.
3. آغشته‌سازی الیاف با رزین: الیاف کربن به رزین اپوکسی مخصوص (رزین FRP) آغشته می‌شود.
4. نصب و چسباندن الیاف: الیاف آغشته به رزین بر روی سطح مورد نظر قرار گرفته و با غلتک مخصوص فشرده می‌شوند تا هوای محبوس خارج شده و چسبندگی کامل حاصل شود.
5. اجرای لایه محافظ (در صورت نیاز): در نهایت می‌توان از یک لایه محافظ یا تزئینی بر روی الیاف استفاده کرد.

بسته‌بندی، حمل و نگهداری

این محصول معمولاً به صورت رول‌هایی با عرض ۵۰ سانتی‌متر و طول ۱۰۰ متر (معادل ۵۰ متر مربع) ارائه می‌شود. جهت حفظ کیفیت، باید در انبارهای خشک و دور از نور مستقیم خورشید و با دمای بین ۱۰ تا ۴۰ درجه سانتی‌گراد نگهداری شود و از قرارگیری در معرض رطوبت جلوگیری گردد.

سوالات متداول (FAQ)

FRP به چه معنایی هست؟

اف آر پی یا (Fiber Reinforced Polymer) به معنی پلیمری تقویت‌شده با فیبر است که از دو جزء ماتریس و فیبر تشکیل‌شده است و در صنایع و ساختمان‌سازی کاربردهای زیادی دارد. همچنین بیش‌ترین کاربرد این الیاف در مقاوم‌سازی سازه‌ها است.

انواع الیاف کربن  از لحاظ بافت چیست ؟

الیاف کربن، الیافی پارچه‌ای هستند که بصورت تک جهته، دوجهته و چندجهته نسبت به هم بافته می‌شوند. ورق یا لمینت FRP نوع دیگری از الیاف FRP هستند.

کاربرد الیاف کربن چیست ؟

الیاف کربن در انواع مختلف تولید و کاربردهای زیادی از قبیل مقاوم سازی سازه ، صنعت کامپوزیت ، هوافضا و ساخت توربین های بادی دارد.

کاربرد الیاف کربن در مقاوم سازی سازه بتن مسلح چیست ؟

از الیاف کربن FRP در مقاوم سازی تیر ، دال ، ستون و دیوار برشی و ترمیم بتن در ساختمان های بتن مسلح استفاده میشود.

آیا از الیاف کربن در مقاوم سازی پایه پل نیز استفاده میشود؟

بله ، از الیاف کربن در مقاوم سازی پایه و عرشه پل های بتن مسلح و فولادی نیز استفاده میشود.

آیا از الیاف کربن در ترمیم ترک در تیرچه سقف میتوان استفاده کرد ؟

بله ، یکی از کاربردهای الیاف کربن در ترمیم بتن تیرچه سقف و سایر المان های بتن مسلح می‌باشد.

آیا این الیاف برای تقویت سازه‌های فولادی نیز قابل استفاده است؟
بله،از این الیاف می‌توان برای تقویت و ترمیم برخی از سازه‌های فولادی نیز استفاده کرد.

آیا از الیاف کربن در بهسازی استخر استفاده میشود ؟

استفاده از الیاف کربن در بهسازی استخر از لحاظ اقتصادی به صرفه نمیباشد و معمولا در بهسازی استخر از مش فایبرگلاس AR استفاده میشود.

آیا در مقاوم سازی فونداسیون از الیاف کربن FRP استفاده میشود؟

معمولا در مقاوم سازی فونداسیون از روش اضافه نمودن سطح پی با هدف کاهش تنش وارده بر خاک  و یا با افزایش ارتفاع فونداسیون با هدف تقویت خمشی ، تقویت برشی و افزایش مقاومت آن در برابر برش پانچ استفاده میشود.

آیا از الیاف کربن FRP در لاینینگ مخازن استفاده میشود؟

بله ، یکی از کاربردهای FRP به عنوان لاینر و ایجاد پوشش های مقاوم در مخازن می‌باشد.

آیا از الیاف کربن میتوان در مقاوم سازی پدستال بتنی استفاده نمود ؟

بله ، میتوان از آن در ترمیم و تقویت پدستال بتنی استفاده نمود.

مزیت اصلی الیاف تک جهته نسبت به الیاف دو جهته چیست؟
در الیاف تک جهته،چون تمامی رشته‌ها در یک جهت هستند، استحکام و مقاومت کششی بسیار بیشتری در آن جهت خاص ارائه می‌دهند و معمولاً مقرون‌به‌صرفه‌تر هستند.

مقاومت الیاف کربن بالاتر است یا الیاف شیشه ؟

مقاومت الیاف کربن بالاتر است.

آیا از الیاف کربن بعنوان وال مش در مقاوم سازی دیوار هم استفاده میشود؟  

بله ، استفاده میشود ولی به لحاظ ملاحظات اقتصادی بهتر است از مش فایبرگلاس ضد قلیا با گرماژ 120 استفاده نمائید.

آیا از الیاف کربن FRP در تقویت دیوار باربر در ساختمان های قدیمی نیز استفاده میشود ؟

در تقویت دیوارهای باربر بهتر است از مقاطع فولادی مانند نبشی و ورق های فولادی  همراه با مش فایبر گلاس استفاده نمائید.

آیا امکان خرید با مقادیر کم وجود دارد؟
بله ، حداقل میزان سفارش به دلخواه شما می‌باشد.

قیمت هر متر مربع FRP چقدر هست ؟

قیمت هر متر مربع الیاف کربن FRP تک جهته سیصد گرمی مقاوم سازی سازه بستگی به کیفیت و مقاومت الیاف کربن دارد.

قیمت اجرای FRP چقدر می‌باشد ؟

قیمت نصب و اجرای FRP بستگی به نوع الیاف ، نوع چسب اپوکسی ، میزان ترمیم مورد نیاز سطح بتن و میزان حجم کار دارد.

قیمت طراحی FRP چقدر است ؟

قیمت طرح تقویت سازه با الیاف FRP توسط مهندس محاسب طراح مقاوم ساز و یا شرکت مشاور مقاوم سازی دارای صلاحیت تعیین می‌شود.

نتیجه‌گیری

الیاف کربن FRP با ترکیبی از استحکام فوق‌العاده، سبکی، دوام و مقرون‌به‌صرفه بودن، راه‌حلی ایده‌آل برای مهندسین و پیمانکارانی است که به دنبال مقاوم‌سازی کارآمد و مطمئن سازه‌های بتن‌آرمه خود هستند. با انتخاب این محصول و اجرای صحیح آن، می‌توانید به صورت چشم‌گیری ظرفیت باربری و عملکرد لرزه‌ای سازه خود را افزایش دهید.

در حقیقت مقاوم سازی با الیاف FRP نقش قابل توجهی در بهسازی سازه ها دارد. FRP با وزن کم ، ضخامت ناچیز و مقاومت کششی بالا باعث تقویت تیرها، ستون ها، دیوارها و دال ها در برابر نیروهای خمشی و برشی می شود. در طراحی لرزه ای، ابن افزایش ظرفیت منجر به بهبود مقاومت سازه در برابر بارهای جانبی می شود.