ورق FRP

ورق FRP برگرفته از لغت Fiber reinforced polymer می باشد ، ورق های FRP از دو بخش اصلی بعلاوه ی تعدادی افزودنی که با هدف بهبود خواص مکانیکی و شیمیایی اضافه شده اند ، تشکیل شده است . دو ماده ی اصلی ورق های FRP عبارتند از ماتریس (رزین) و فیبر (الیاف FRP) ماتریس نوعی رزین است که از ترکیب رزین های اپوکسی و پلی استر ساخته شده است و وظیفه ی آنها در ورق های FRP حفظ الیاف FRP یا همان فیبر از آسیب های محیطی از قبلیل خوردگی ، کنترل کمانش موضعی تحت فشار و انتقال نیروی برشی بین فیبرها است .
حجم عمده ی ورق های FRP از فیبرهای FRP تشکیل شده است که نقش مهمی در تامین سختی مکانیکی ورق های FRP ایفا می کنند . لازم بذکر است که نوع فیبرهای FRP ، درصد فیبرهای موجود ، آٰرایش چیدمان الیاف FRP ، ضریب انتقال حرارت و ... تاثیر بسیار مهمی در بهبود بهروری الیاف FRP و مقاومت آنها در ورق های FRP می گذارند . ورق های FRP در صنایع مختلف و ساختمان کاربرد فراوانی دارند . بیشترین کاربرد ورق های FRP در صنعت ساختمان شامل : مقاوم سازی ساختمان ، تقویت سازه های بتنی ، تعمیر و ترمیم بتن و تقویت زیر ساخت های شهری نظیر پل ها ،‌سیلو ها ، مخازن آب و ... می باشد . در واقع اتصال ورق های FRP و اجرای FRP بر روی اجزای سازه مثل تیر ها ، ستون ها ، دیوار ، دال و ... باعث بهبود عملکرد آنها و افزایش میزان مقاومت سازه می گردد .
ضمنا استفاده از ورق های FRP بدلیل عدم ایجاد تغییرات معماری در سازه هیچ محدودیتی ندارد و می توان از سیستم مقاوم سازی با FRP در تقویت انواع سازه ها مثل : مسکونی ، تجاری ، اداری و ... استفاده کرد . استفاده از ورق های FRP در مقاوم سازی ساختمان های قدیمی علی رغم حساسیت های بالای چنین سازه هایی همچنان محدودیتی ندارد و به وفور استفاده می شود.دهمانطور که پیش تر به آن اشاره کردیم می توان در سایر صنایع نیز از مزایای ورق های FRP بهره جست ، از این رو می توان از ورق های FRP در سازه های صنعتی ،‌سازه های آبی ، تاسیسات سنگین ، صنایع خودرو سازی و .... نیز استفاده کرد. ضمنا نوع الیاف و آرایش قرارگیری آنها در ورق های FRP یکی از عوامل تاثیر گذار بر روی قیمت نهایی ورق های FRP و قیمت مقاوم سازی با FRP خواهد بود .

ورق های FRP چیست ؟

ورق های FRP در دو نوع منعطف و سخت موجود هستند . ورقه های سخت عموما ضخامت بیشتری دارند و با عرض های متفاوتی تولید می گردند و همانطور که از نام آنها پیداست انعطاف پذیری پایینی دارند اما ورقه های منعطف قابلیت انعطاف پذیری در شعاع های کم را دارند . ضخامت ورق های FRP معمولا از چند میلی متر تجاوز نمی کند. امکان نصب ورقه های FRP بوسیله ی چسب های محکم به سطوح بتنی وجود دارد و. می توان از مزایای ورقه های FRP جهت مقاوم سازی بتن و تقویت سازه های آسیب دیده استفاده کرد . پوشش های FRP مصالحی پارچه ای هستند که در دو مدل تک جهته و دو جهته وجود دارند .

انواع ورقه های FRP

ورقه های کربن و ورقه های شیشه از انواع ورقه های FRP هستند که می توان آنها را با چسب FRP به سطوح فلزی و بتنی مورد نظر متصل کرد و با افزایش مقاومت اجزای باربر عملیات بهسازی لرزه ای سازه و تقویت ساختمان را اجرا کرد .

ورق های تقویتی FRP

ورق های تقویتی FRP بدلیل خواص ویژه ی آن ها مثل نسبت بالای مقاومت به وزن ، سختی بالا در برابر عوامل شیمیایی محیطی ، آسیب پذیری پایین ، عدم بروز ختگی ناشی از افزایش بار و ... همگی از عواملی هستند که سبب جایگزینی تکنیک مقاوم سازی بجای روش های سنتی رایج در گذشته می گردد ، هر چند که در گذشته استفاده از ورق های تقویتی FRP محدود بود اما امروزه با آگاهی از مزایای ورق های FRP نسبت به فولاد و عدم آسیب پذیری های فولاد مثل مقاومت در برابر زنگ زدگی ، به جایگزین مناسبی برای مصالح فولادی در سازه مبدل شده ضمنا لازم است بدانید ورق های FRP علی رغم داشتن وزنی بسیار ناچیز در حدود ۲۰ درصد وزن فولاد عموما مقاومتی حدود ۲۰ الی ۱۰ برابر آن دارد . ورق های تقویتی FRP باید علاوه بر مقاوم سازی سازه سبب بهبود عملکرد سازه نیز گردد که تحقیقات نشان داده است استفاده از ورق های تقویتی FRP رفتار سازه را نیز طی عملیات مقاوم سازی ارتقا داده است .
سهولت در اجرای ورق های تقویتی FRP و در دسترس بودن آن سبب شده در صورتی که اجزای به هر دلیلی اعم از خطاهای طراحی و اجرای دچار ضعف در مقاومت شدند بتوان فورا و بدون نیاز به نیروی کار زیاد و تجهیزات ویژه این کمبود مقاومت را با استفاده از ورق های تقویتی FRP جبران کرد ضمنا اجرای FRP هیچ گونه اختلالی در بهره برداری از سازه حین مقاوم سازی ایجاد نمی کند .

کاربرد ورق FRP

۱) افزاش ظرفیت باربری اجزای سازه با ورق های FRP
۲) بهبود شکل پذیری المان های ساختمان با ورق های FRP
۳) مقاوم سازی سازه های دریایی با FRP
۴) افزایش مقاومت بتن با ورق های FRP
۵) مقاوم سازی سازه های حیاتی کشور مثل بیمارستان ها ،‌ درمانگاه ها و ....
۶) مقاوم سازی سازه های قدیمی با ورق های FRP
۷) مقاوم سازی ستون با FRP
۸) مقاوم سازی تیر با ورقه های FRP
۹) مقاوم سازی پل ها و تونل ها با ورق FRP
۱۰) تقویت لوله های صنعتی
۱۱) تقویت سازه های صنعتی با ورقه های FRP
۱۲) تقویت سازه های بنایی با ورقه های FRP

ضخامت ورق های FRP

ضخامت ورق های FRP بسیار ناچیز می باشد و معمولا از چند میلی متر بیشتر نمی شود . ضخامت ورق FRP استاندارد حدودا ۰.۵ میلی متر الی ۰.۱۲ میلی متر بسته به سایر ویژگی های آنها تعیین شده است . لازم بذکر است ابعاد ورقه های FRP نیز در محدوده ی مشخصی متغیر است .

مزایای ورق FRP

۱- وزن پایین ورق های FRP نسبت به مقاومت بالای آنها
۲- قابلیت شکل پذیری ورق های FRP بسیار مطلوب است .
۳- سهولت در حمل و نقل ورق های FRP
۴- سرعت بالای اجرای ورق های FRP در سازه
۵- امکان برشکاری ورق های FRP برای دستیابی به ابعاد مورد نظر وجود دارد .
۶- اجرای ورق های FRP فاقد پیچیدگی است .
۷- مقاوم سازی ساختمان بصورت خارجی با ورق های FRP امکان پذیر است .
۸- ورق های تقویتی FRP تغییری در معماری سازه ایجاد نمی کنند .

معایب ورق های FRP

۱- ورق های FRP در برابر آتش سوزی آسیپ پذیر می باشند که می توان از طریق افزودنی های موجود ، از مقدار این آسیب پذیری کاست.
۲- تخصص ناکافی در حیطه ی مقاوم سازی ساختمان سبب کاهش بازدهی نتایج صورت گرفته در ارائه ی طرح تقویت و بهسازی لرزه ای با ورق های FRP می شود.