FRP چیست

FRP چیست

FRP چیست

الیاف FRP اف آر پی چیست ؟

FRP چیست ؟ کاربرد FRP و مشخصات آن چیست ؟
الیاف FRP که عموما بصورت پارچه های FRP مورد استفاده قرار میگیرند از دو ماده ی اصلی ، فیبر و ماتریس شکل گرفته اند . ماتریس بکار رفته در الیاف FRP نیز از برخی مواد شیمیایی مثل رزین های اپوکسی و پلی استر تشکیل شده است و به منظور افزایش برخی ویژگی های مکانیکی و شیمیایی افزودنی های خاصی در آنها بکار می رود . 
عمده ی حجم FRP را الیاف تشکیل می دهند و بیشترین مقدار ظرفیت باربری به عهده ی همین الیاف است که اصطلاحا به آنها فیبر نیز می گویند از این رو انتظار می رود الیاف FRP بدلیل تحمل باربری مکانیکی دارای ویژگی هایی مثل مدول الاستیسیته ی زیاد ، قابلیت تغییر طول و تحمل شرایط محیطی باشند . 
نقش ماتریس در الیاف FRP مربوط به محافظت از الیاف در برابر عوامل شیمیایی و محیطی و هرگونه عامل آسیب زای دیگر است و نقش زیادی در تحمل باربری مکانیکی ندارد.
لازم است بدانید که یکی از مهم ترین ویژگی های الیاف FRP مقاومت بالای آنها در برابر خوردگی است که این خاصیت توسط ماتریس تامین می گردد . 
از دیگر کاربردهای ماتریس در الیاف FRP منتقل کردن نیروی برشی به فیبرهای الیاف FRP و پیشگیری از کمانش موضعی آنها است .
از عوامل موثر در بهبود عملکرد و میزان سختی کششی ، برشی ، خمشی و مقاومت در برابر الکتریسیته و خستگی الیاف FRP عبارتند از : نوع الیاف FRP ، نحوه ی آرایش الیاف FRP ، مقدار الیاف موجود در FRP و در نهایت ضریب انتقال حرارت در آنها که بر روی وضعیت اقتصادی این محصول نیز موثر می باشد . 
فیبرهای بکار رفته در پارچه های FRP در یک جهت و دو جهت وجود دارند . درباره ی الیاف یک جهته ی FRP و الیاف دو جهته ی FRP لازم بذکراست که هرچقدر حجم الیاف در یک جهت بیشتر باشد مقاومت و مدول الاستیسیته در آن جهت بیشتر خواهد بود . عموما سختی و مقدار مدول الاستیسیته در الیاف FRP تک جهته بیشتر از الیاف FRP دو جهته است . 
در صورتیکه تمام الیاف FRP بکار رفته در پارچه های FRP در راستای صفر درجه باشند مقاومت کامپوزیت FRP نیز در آن جهت بسیار مطلوب می باشد و  بدلیل اینکه در راستای ۹۰ درجه باربری به عهده ی رزین می باشد خواص مکانیکی آن در راستای ۹۰ درجه ضعیف تر خواهد بود  
در سال های اخیر FRP اف آر پی یا همان کامپوزیت های پیشرفته از جنس فیبرهای پلیمری تقویت شده , الیاف FRP اف آر پی با توجه به توسعه ی ساخت و ساز در سراسر جهان به شدت محبوب شده و به وفور در امر مقاوم سازی ساختمان مورد استفاده قرار می گیرند . از مشخصات FRP می توان به مقاومت بالای آن ها نسبت به وزن سبک آن اشاره کرد و از کاربردهای FRP می توان تقویت سازه های بتنی , مقاوم سازی و بازسازی ساختمان , پل و سایر سازه های صنعتی و ساختمانی را نام برد ضمنا بدلیل مقاومت الیاف FRP در برابر خوردگی امکان استفاده از این محصولات در مقاوم سازی سازه های آبی و ساحلی نیز وحود دارد .  مقاوم سازی با استفاده از FRP اف آر پی یکی از تکنیک های نوین در ترمیم ، تعمیر و تقویت سازه هاست که به دلیل ویژگی های فیزیکی خود بسیاری از پیچیدگی های موجود در روش های سنتی مقاوم سازی را ندارد و ظهور آن سبب راه اندازی سیستم های جدیدی در صنعت ساختمان شد . الیاف FRP اف آر پی با داشتن وزن و ابعاد کم در کنار مقاومت بالا مشکل عدم دسترسی به اعضا حین مقاوم سازی را حل کرده است ، در اجرای مقاوم سازی با الیاف FRP اف آر پی بدون افزودن بار اضافی و تغییر در معماری سازه ، قادر به تقویت اعضای مورد نظر خواهیم بود .

برای خرید الیاف FRP یا اجرای FRP با شماره ی 22096227-021 شرکت ساختمانی آشیان پی تماس بگیرید

تاریخچه ی الیاف FRP چیست 


در گذشته برای تقویت سازه های بتنی و بتن از فولاد استفاده میشد , امروزه مواد غیر فلزی از جمله الیاف FRP اف آر پی برای مقاوم سازی بتن به شدت مورد توجه مهندسین ساختمان قرار گرفته است . بعضی از این محصولات غیر فلزی نظیر الیاف FRP اف آر پی بدلیل استحکام بالای آنها , وزن پایین و مقاومت در برابر خوردگی در برخی شرایط نسبت به سیستم های قدیمی مقاوم سازی ساختمان برتری دارند . از این رو برای مقاوم سازی بتن و انواع سازه های بتنی مورد استفاده قرار میگیرند . الیاف FRP اف ار پی محصولات غیرفلزی بدلیل دوام بالای آنها و عدم نیاز به تعویض , برای سازه های بزرگ شهری مثل پل ها که در معرض فرسایش زیاد و خوردگی هستند , کاربردی می باشند و مورد استفاده قرار می گیرند ضمنا مراحل نصب و اجرای FRP آسان تر از سایر روش های مقاوم سازی می باشد و عدم نیاز به نیروی زیاد سبب برتری مقاوم سازی با الیاف FRP شده است .
تجزیه و تحلیل پل ها در بعضی کشور ها نشان می دهد که 2/3 از تمام شکست های ثبت شده در ساخت و ساز پل ها از نتیجه ی خوردگی با عوامل تجزیه کننده در محیط نظیر کلرید , آغاز شده است . خوردگی با عوامل تجزیه کننده یکی از مهم ترین علل های از بین رفتن مقاومت سازه های بتنی و عدم سرویس دهی آنها می باشد .
در چنین محیط هایی کامپوزیت های تقویتی الیاف FRP اف آر پی می توانند بطور کامل جایگزین روش های سنتی و فولاد شوند .
خواص محصولات FRP اف آر پی بستگی به نوع , حجم , هم ترازی الیاف و ماتریس دارند .
کامپوزیت های FRP اف آر پی عمدتا بدلیل مقاومت آنها در برابر خوردگی جایگزین مناسبی برای تقویت کننده های فلزی بویژه در محیط های تهاجمی است .
از مزایای الیاف FRP اف آر پی می توان به قدرت بالای آنها در کنار وزن بسیار پایین آن , مقاومت در برابر خوردگی , غیرهادی بودن , هدایت کم حرارت و طول عمر بالای آنها اشاره کرد.
کامپوزیت های FRP اف آر پی ترکیبی از رزین پلیمری با فیبرهای تقویت کننده است که به ترتیب سبب اتصال و استحکام این ماده می شوند .

برای خرید الیاف FRP یا اجرای FRP با شماره ی 22096227-021 شرکت ساختمانی آشیان پی تماس بگیرید

مشخصات الیاف FRP چیست


1) وزن الیاف FRP : یکی از مشخصات FRP وزن  بسیار ناچیز الیاف FRP است در واقع یکی از مهم ترین مشخصات FRP اف آر پی نسبت بالای مقاومت به وزن الیاف FRP است . این مشخصه سبب مقاوم سازی اجزای سازه ای بدون افزایش وزن بر روی سازه می شود . وزن الیاف FRP اف آر پی بسیار کمتر از فولاد است در حالیکه از مقاومت بیشتری برخوردار است . برای مثال الیاف کربن CFRP وزنی حدود یک سوم وزن فولاد را دارا می باشد .
 
2) مقاومت کششی الیاف FRP  :
مقاومت کششی بالای الیاف FRP از مشخصات الیاف FRP است ، مقاومت کششی الیاف FRP از مقاومت کششی فولاد بیشتر است . مقاومت کششی بالای الیاف FRP سبب انتخاب این محصول جهت مقاوم سازی بتن شده است . الیاف FRP بدلیل مقاومت بالا یک سیستم مناسب جهت تقویت سازه های بتنی و پیش تنیده است .
مقاومت کششی الیاف FRP بستگی به نسبت حجمی ، اندازه و سطح مقطع فیبرهای بکار رفته در آنها دارد . بیشترین مقدار مقاومت کششی در الیاف کربن با مقدار 1100 تا 4900 Mpa می باشد که بیشتر از الیاف شیشه و آرامید است که به ترتیب دارای مقاومت کششی 2300 Mpa و 1650 Mpa می باشند .

3) مقاومت الیاف FRP در برابر خوردگی :
یکی از مهمترین مشخصات الیاف FRP مقاومت آنها در برابر خوردگی است . مقاومت بالای FRP در برابر عوامل شیمیایی محیطی و خوردگی از مهم ترین مشخصات FRP اف آر پی است که سبب تمایز این محصول نسبت به سایر مصالح مقاوم سازی شده است . این مشخصه ی الیاف FRP را به بهترین جایگزین برای مصالح فولادی و فلزی تبدیل کرده است بویژه در سازه های آبی ، ساحلی یا سازه هایی که در مجاورت داِئمی یا موقتی آب یا سایر مواد شیمیایی قراردارند .

4) مدول الاستیسیته الیاف FRP:
الیاف FRP دارای مدول الاستیسیته ی مناسبی هستند . مدول الاستیسیته ی قابل قبول الیاف FRP که از مشخصات مهم الیاف FRP است سبب افزایش بکارگیری این محصول در مقاوم سازی ساختمان و تقویت سازه های بتنی شده است .
الیاف کربن CFRP دارای مدول الاستیسیته ای بین 70 تا 200 و الیاف شیش GFRP و آرامید به ترتیب دارای 230 و 60 Gpa مدول الاستیسیته هستند .

5) عایق مغناتیسی الیاف FRP :
FRP دارای اصیت عایق بودن مناسبی می باشد . بنابراین اجرای FRP اف آر پی در ماطق حساس به امواج الکتریکی و مغناتیسی جایگزین مناسبی برای سایر روش های مقاوم سازی ساختمان است .
سیستم مقاوم سازی با FRP در بخش هایی از مراکز درمانی ، فرودگاه و ... که نسبت به امواج مغناتیسی حساس می باشند ، بهترین روش تقویت سازه می باشد . در نهایت می توان از عایق مغناتیسی بودن الیاف FRP به عنوان یکی از مهم ترین مشخصات FRP نام برد .

6) مقاومت در برابر خستگی در الیاف FRP : خستگی مصالح ساختمانی بویژه در اجزایی که تحت فشار زیادی از بارها قرار دارند ممکن است منجر به شکست و در نهایت آسیب شود . مقاومت در برابر خستگی در الیاف FRP بسیار بالاتر از سایر مصالح ساختمانی نظیر فولاد است و این ویژگی یکی از مهم ترین مشخصات FRP است که سبب بهبود عملکرد FRP در برابر پدیده ی خستگی است. الیاف FRP تحت تاثیر تنش ها (کمتر از نصف مقاومت نهایی) ، ایستایی خود را حفظ می کنند و دچار پدیده گسیختگی و شکست نمی شوند ، به همین دلیل استفاده از الیاف FRP برای مقاوم سازی بتن و اجزای آنها بسیار مناسب است .

7) چسبندگی الیاف FRP  :
میزان چسبندگی هر متریالی که بعنوان ماده ای جهت مسلح سازی بتن بکار برود از اهمیت زیادی برخوردار است . الیاف FRP اف آر پی دارای چسبندگی قابل قبولی هستند به همین دلیل الیاف FRP یکی از محصولات کاربردی در مقاوم سازی بتن ها و اجزای بتنی می باشد .

انواع مصالح FRP اف آر پی


1- میله های کامپوزیتی FRP چیست ؟
یکی از مصالح FRP میلگردهای کامپوزیتی FRP هستند . این میله ها از کامپوزیت های FRP ساخته شده اند . مهم ترین مشخصه ی میله های کامپوزیتی عدم بروز خوردگی در آنهاست که می توانند جایگزین مناسبی برای میلگردهای فولادی در سازه های بتنی شوند چرا که با جایگزینی میله های کامپوزیتی بجای میلگردهای فولادی پدیده ی کربناسیون و کلراسیون که به عنوان عوامل آسیب زا در سازه ها ی بتنی وجود دارد ، بطور کلی رفع می گردد .

2- شبکه های کامپوزیتی FRP چیست ؟
یکی از انواع مصالح FRP شبکه های کامپوزیتی آن است . این شبکه های کامپوزیتی از برخورد میله های FRP در 2 جهت یا 3 جهت تشکیل شده اند . از این شبکه ها عموما برای مسلح سازی بتن بکار می رود . یکی از انواع مصالح FRP که شبکه ی کامپوزیتی می باشد ، شبکه کامپوزیتی XEFMA است که فایبرهای کربن ، شیشه ، آرامید و رزین و استر تولید شده است .

3- کابل ، طناب و تاندن های پیش تنیدگی FRP : کابل ها و طناب های FRP یکی از مصالح FRP می باشند که مشابه میله های کامپوزیتی FRP است که دارای خاصیت انعطاف پذیری می باشند . کاربرد این مصالح FRP در محیط های آبی می باشند که در معرض خوردگی قرار دارند .

4- ورقه های کامپوزیتی FRP چیست ؟
این ورقه های کامپوزیتی دارای ضخامت چند میلی متری می باشند و قابلیت اتصال به بتن را با کمک چسب های مناسب دارند . این مصالح FRP به عنوان عایق برای پوشش سازه های آبی و عایق سازه هایی که در مجاورت آب و عوامل خورنده قرار دارند استفاده می شود . این ورقه ها برای تعمیر و ترمیم سازه های آسیب دیده نیز بکار برده می شود .

5- پروفیل های ساختمانی FRP چیست ؟
مصالح FRP در شکل پروفیل های ساختمانی نیز تولید می شوند که در اشکال I ، T ، نبشی و ناودانی موجود می باشند . پروفیل های FRP ساخته شده از مصالح FRP به عنوان جایگزین برای قطعات و سازه های فولادی بکار می روند .

6-کامپوزیت های FRP چیست ؟ 
کامپوزیت های FRP از مصالح  FRP هستند که شامل دو جزء هستند , الیاف و ماتریس .
الیاف یا همان فیبرها 30% تا 70% حجم کامپوزیت و 50% وزن آنها را شامل می شوند .
عملکرد اصلی فیبرها در ساختمان کامپوزیت های FRP , تحمل بار , تولید استحکام , قدرت و ثبات حرارتی می باشد .
حضور ماتریس در ساختمان کامپوزیت FRP سبب تضمین موقعیت الیاف , حفاظت در هنگام اجرا , دوام کامپوزیت و سدی در برابر عوامل تهاجمی محیط می باشد .
همچنین ماتریس سبب توزیع بار بروی هر فیبر است .

7- ورقه های FRP چیست ؟
ورقه های FRP از چیدمان چند لایه ی نازک  FRP به روی یکدیگر به همراه رزین که جهت رسیدن به ضخامت و مشخصات فیزیکی و مکانیکی فشرده سازی می شوند تشکیل شده است . 

انواع مختلفی از الیاف FRP اف آر پی در صنعت ساختمان وجود دارد :

الیاف کربن CFRP
الیاف آرامید AFRP
الیاف شیشه GFRP
الیاف بازالت BFRP

 

الیاف کربن FRP اف آر پی (CFRP) :


الیاف کربن CFRP از رشته های پلی آکریلونیتریل PAN تولید می شود . PAN در CFRP برای تقویت سازه بدلیل کیفیت و قدرت بالای آن استفاده می شود .
لازم بذکر است CFRP یا همان الیاف کربن دارای قدرت کششی و الاستیکی بالا می باشند و به عوامل تهاجمی محیط و درجه حرارت حساس نمی باشند .
دو نوع الیاف کربن یا CFRP وجود دارند : HS (HIGH TENSILE STRENGTH) , HM (HIGH MODULS)
HS دارای استحکام کششی بالا و HM دارای ضریب انعطاف پذیری بالا می باشد .


FRP چیست

الیاف شیشه FRP اف آر پی (GFRP) :

 

الیاف شیشه GFRP یکی از فیبرهای کاربردی و مورد استفاده در صنعت ساختمان می باشد .
در سازه های بتنی انوع مختلفی از الیاف شیشه یا GFRP مورد استفاده قرار میگیرند

AR-GLASS (الیاف شیشه یا GFRP) :
این شیشه ها در برابر PH قلیایی مقاوم هستند .
AR-GLASS از سیلیکات عنصر زیرکونیوم ساخته شده است .
این فیبرها در برابر محیط قلیایی درون بتن بسیار مقاوم است .

E-GLASS (الیاف شیشه یا GFRP):
بدون خاصیت قلیایی و بسیار مقاوم در برابر الکتریسیته است .
از سیلیکات آلومینا و کلسیم ساخته شده است .
E-GLASS بدلیل قدرت بالا و مقاومت الکتریکی آن در صنعت ساختمان شناخته شده و مورد استفاده قرار میگیرد .

S-GLASS (الیاف شیشه یا GFRP):
S-GLASS ها دارای قدرت بالایی هستند و از سیلیکات منیزیم ساخته شده اند .
S-GLASS ها در موقعیت هایی که نیاز به استحکام بالا , قدرت زیاد , مقاومت در برابر حرارت شدید و عوامل خورنده می باشد , مورد استفاد قرار می گیرد .

-زمانی که به کامپوزیتی با سختی ایلاف کربن و آرامید نیاز نباشد , از الیاف شیشه (E-GLASS) استفاده می شود .


الیاف آرامید FRP اف آر پی :

 

آرامید ی فیبر مصنوعی ساخته شده از پلی آمید پلیمری است .
الیاف آرامید به سرعت توسط اشعه ماوراءبنفش خورشید (UV) تجزیه می شوند برای همین باید روی سطح آنها را پوشش داد یا رنگ کرد .
الیاف آرامید رطوبت را جذب می کنند , قدرت و سختی این الیاف در هنگام تماس با آب و یا در محیط هایی با رطوبت بالا کاهش می یابد .
اشباع الیاف در اپوکسی از آنها در برابر نفوذ رطوبت محافظت می کند .
الیاف آرامید بیشترین مقاومت کششی را نسبت به تراکم دارند .
تراکم الیاف آرامید 40% کمتر از الیاف شیشه است .


الیاف بازالت FRP اف آر پی :

 

بازالت یک نوع سنگ آذرین است . تولید بازالت و شیشه بسیار مشابه یکدیگر است .
فیبرهای بازالت یکی از جدیدترین و نو ظهورترین الیاف پلیمری در صنعت مقاوم سازی و کامپوزیت های ساختمانی است .
ترکیب شیمیایی الیاف بازالت مشابه شیشه می باشد ولی دارای ویژگی مقاومت بهتری نسبت به آن است و برخلاف اکثر الیاف شیشه دارای مقاومت بسیار بالایی در برابر مواد قلیایی , اسیدی و شرایط تهاجمی می باشد که آنرا یک گزینه ی خوب برای مقاوم سازی سازه های بتنی , پل ها و ساختمان ها کرده است .
الیاف بازالت دارای قدرت و مقاومت برشی بالایی هستند ولی استفاده از آنها در مقایسه با سایر الیاف FRP کمتر است


با کمک FRP اف آر پی می توان ساختمان و سازه های عمرانی مانند پل های قدیمی را در مدت کوتاهی مقاوم سازی کرد . اجرای مقاوم سازی با FRP اف آر پی بهترین جایگزین برای مقاوم سازی ساختمان به روش های سنتی (یا کمک فولاد) است . بویژه در سازه های بتنی به کمک الیاف FRP اف آر پی علاوه بر مقاوم سازی پل ها و ساختمان های قدیمی می توان ساختمان های جید که هنوز مورد بهره برداری نیز قرار نگرفته است را تقویت کرد و مشکلات متعددی نظیر عدم مقاومت در ساختمان بدلیل خطاهای طراحی و اجرایی را رفع کرد .


الیاف frp