مقاوم سازی با الیاف کربنی
سیستم
مقاوم سازی با FRP یکی از روش های نوین برای تقویت سازه های مسکونی، شهری و صنعتی محسوب می شوند. این روش نسبت به روش های متداول از سرعت و سهولت بالاتری در کنار بهبود چشمگیر عملکرد اجزای سازه برخوردار است.
الیاف CFRP یکی از
انواع FRP هستند که از ساختار بسیار مستحکم و با دوامی برخوردارند.
مقاوم سازی با الیاف کربنی بدون ایجاد اختلال در معماری سازه و تخریب بخش های موجود در اجزای آن، سبب تقویت و
افزایش ظرفیت باربری سازه خواهد شد.
مزایای مقاوم سازی با الیاف کربن
از مهم ترین مزایای
مقاوم سازی با الیاف کربن، مقاومت آنها در برابر خوردگی پیشگیری از
زنگ زدگی میلگرد در بتن است که پایداری سازی را در طولانی مدت تأمین می کند. علاوه بر این موارد، مقاوم سازی ساختمان با الیاف کربن روشی مناسب برای بخش هایی از سازه محسوب می شود که دسترسی به آنها مشکل است، چرا که این روش فضای زیادی را اشغال نمی کند. مقاوم سازی ساختمان با الیاف کربن طی سال های اخیر، توسعه ی زیادی داشته است چرا که استفاده از این روش علاوه بر تمام مزایای ذکر شده از نظر اقتصادی نیز نسبت به سایر روش ها در
بهسازی لرزه ای سازه های شهری و صنعتی مقرون به صرفه تر است. در ادامه به طور خلاصه به برخی از مزایای مقاوم سازی ساختمان با الیاف کربن خواهیم پرداخت:
۱-الیاف کربن به ترتیب ۷۰ و ۴۰ درصد از الیاف فولاد و آلومینیوم سبک تر هستند.
۲-مقاوم سازی ساختمان با الیاف کربن، پایداری سازه‌های بتنی را در برابر پدیده
خوردگی بتن افزایش می دهد.
۳-استفاده از الیاف کربن در
مقاوم سازی ساختمان سبب تامین بالای انعطاف پذیری می شود.
۴-مقاوم سازی ساختمان با الیاف کربن سبب افزایش وزن سازه نخواهد شد.
موارد مقاوم سازی با الیاف کربن
۱-مقاوم سازی ساختمان با
FRP ۲-
افزایش مقاومت بتن ۳-مقاوم سازی پل، تونل ها و سازه های شهری
۴-ساخت دیوارهای سبک و مقاوم
محدودیت های مقاوم سازی با الیاف کربن
۱-کرنش گسیختگی پایین و شکنندگی
۲-رسانای الکتریکی
۳-کرنش پایین حین شکست
۴-مقاومت ضربه ای پایین
چگونگی مقاوم سازی با انواع الیاف کربن
۱-مقاوم سازی با لمینت کربن
لمینت FRP از جنس کربن یکی از مصالح پر کاربرد برای مقاوم سازی ساختمان به صورت خارجی محسوب می شوند. لمینت ها یا ورق های کربن از دوام و استحکام بالایی برخوردارند. اجرای لمینت های کربن به اجزای مختلف سازه به کمک
رزین اپوکسی FRP انجام می شود. سازه های تقویت شده با لمینت یا ورق های کربن از پایداری و مقاومت بالایی در برابر خوردگی برخوردارند. این مصالح عمدتا در
مقاوم سازی ستون، تیر، پل و سایر سازه ها کاربرد دارند.
۲-مقاوم سازی با پارچه های کربن
پارچه های کربن یکی دیگر مصالح مقاوم سازی هستند که یک یا چند لایه از آنها با کمک رزین اپوکسی مخصوص نصب الیاف به بخش های مختلف سازه متصل می شود. استفاده از آنها عمدتا برای مقاوم سازی تیر و ستون بکار میرود هرچند سایر بخش های سازه را نیز می توان با این روش تقویت کرد. مقاوم سازی ساختمان با
پارچه های کربن می توانند برای تمام بخش هایی که در معرض بارگذاری متدوام و افزایشی هستند انجام داد.
۳-مقاوم سازی با میلگرد کربن
یکی دیگر از مصالح پر کاربرد در فرآیند
مقاوم سازی با الیاف کربن استفاده از
میلگردهای FRP است. این مصالح از مدول الاستیسیته ای بین ۲۰۰ تا ۸۰۰
Gpa برخوردارند و جایگزین مناسبی برای میلگردهای فولادی محسوب می شوند که قادرند وقوع
ترک در بتن بدلیل خوردگی را کاهش دهند. از سایر ویژگی های این مصالح در مقاوم سازی ساختمان با میلگرد کربن می توان به ازدیاد طول نهایی آنها اشاره کرد که رابطه ی عکس با میزان سختی این مصالح دارد.
روش مقاوم سازی با استفاده از الیاف کربن
فیبرهای الیاف کربن نیز همانند سایر
الیاف FRP از آرایش متفاوتی برخوردارند. این مصالح بر حسب آرایش فیبرها به دو دسته ی الیاف کربن تک جهته و الیاف کربن دو جهته تقسیم می شوند که در هر کدام با توجه به مزایا و معایبی که دارند کاربردهای مختلفی در مقاوم سازی ساختمان دارند.
الیاف کربن تک جهته یکی از پر کاربردترین مصالح در سیستم مقاوم سازی ساختمان با الیاف کربن محسوب می شوند. این مصالح که آرایش الیاف آن ها در یک راستا است معمولا در تغییر کاربری سازه، اصلاح خطاهای اجرایی و طراحی و افزایش توان باربری سازه نقش دارند. علاوه بر این مقاوم سازی ساختمان با الیاف کربن تک جهته از هزینه ی کمتری نسبت به سایر الیاف
FRP برخوردارند. در مقابل آرایش فیبرها در
الیاف کربن دو جهته بصورت عمود بر یکدیگر است. این مصالح علاوه بر کاربردی که
مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله دارند در صنایع هوا فضا، تولید تجهیزات ورزشی و صنعت خودرو نیز کاربرد دارند.
