مقاوم سازی ستون بتنی با الیاف کربن هر سازه از یک سیستم هندسی و پایدار تشکیل شده است که  هر عضو آن با رفتار خاص خود اقدام به  انتقال بارهای وارده به تکیه گاه های خود می کنند. به همین دلیل نیاز است که در طراحی هر سازه به شناخت رفتار اعضا و مصالح آن و میزان و نحوه اثر بارهای موجود بر اساس اعضا بهره برداری شود که  میلگرد و تیرآهن از موارد مهم آن می باشد. زلزله از موارد  مهم و پر تکرار در  ویرانی سازه محسوب می شود از این حیث می بایست در ابتدا ساخت سازه به موارد مقاوم سازی توجه کرده و آن را اجرا نمود. امروز الیاف های کربن و سایر انواع الیاف FRP کاربرد های مختلفی در صنایع مختلف از جمله ساختمان ، کشتی سازی و هواپیما سازی دارند . امروزه نقاط مختلفی از جهان از الیاف کربن به عنوان  عاملی برای مقاوم سازی سازه استفاده می نمایند . ضمن برخورداری از الیاف کربن از مواد دیگری همچون  الیاف شیشه و پوشش های فایبرگلاس با مقاومت شیمیایی بالا بهره برداری می گردد. در حال حاضر الیاف Frp با برند های مختلفی یافت می شود که شرکت های معتبری همچون  سیکا سوئیس و کوانتم انگستان اقدام به تولید آن می نمایند. سیستم های FRP سیستم های تسلیح کننده ای به شمار می روند که ویژگی روشن آن ها برخورداری از مقاومت بالا و وزن سبک آن ها می باشد که الیاف کربن و یا شیشه ای در آن ترکیب می گردد. به صورت معمول مقاوم سازی با FRP در صنایع عمران، هوافضا و خودروسازی برای محل هایی که نسبت مقاومت به وزن بالایی نیازمند هستند ، کاربرد دارند.

 

از الیاف بتنی در کجا می توان استفاده کرد؟

الیاف کربن را در جهت مقاوم سازی سازه های بتنی، بنایی و چوبی می توان  بهره برداری نمود. از این محصول در مقاوم سازی اعضای سازه هایی همچون پل، سازه های پارکینگ، سازه های دریایی، دودکش ها، سیلو ها، تونل ها، مخازن، خطوط لوله و موارد متنوع دیگر مصرف می گردد.

 

مقاوم سازی لرزه ای

• محصور سازی ستون
• مقاوم سازی برشی
• مقاوم سازی خمشی
• مقاوم سازی ستون با نبشی
• مقاوم سازی دیوار های بنایی و جلوگیری از خرابی خارج از صفحه

 

ویژگی ها و مزایای الیاف کربن

• برخورداری از مقاومت بالای فیبر کربن در برابر حرارت
• دارای وزن سبک
• مقاومت کششی زیاد
• بیشترین مقدار ضریب ارتجاعی نسبت به الیاف شیشه و کولار
• مقاومت مناسب الیاف و فیبر کربن در برابر خستگی
• دوام و عمر طولانی در برابر مواد شیمیایی
• نفوذ ناپذیری در برابر اشعه x
• رسانایی الکتریکی بسیار خوب فیبر کربن

کاربرد الیاف کربن CFRP

• مقاوم سازی سازه ها
• صنایع دفاعی و هوافضا
• خودرو سازی
• صنایع پزشکی
• بخش انرژی
• تقویت سازه ها با کامپوزیت CFRP
• تقویت کننده ی بتن‌های پر مقاومت
• ساخت دیوارهای سبک و مقاوم
• سازه های پس کشیده و پیش تنیده کربنی
• استفاده در جداره داخلی تونل ها

  لازم به ذکر این نکته می باشد که ویژگی سبک وزنی و مقاومت کششی بالا منجر به آن شده در بحث مقاوم سازی ساختمان سازه بسیار به کار برده شود.

 

انواع FRP بر اساس ترکیب برای مقاوم سازی ساختمان

اف آر پی (FRP) را بر اساس ترکیب نیز می‌توان به انواع زیر دسته بندی کرد.

• الیاف GFRP ؛ پلیمرهای FRP مسلح شده با الیاف شیشه میلگرد GFRP
• الیاف CFRP؛ پلیمرهای FRP مسلح شده با الیاف کربن
• الیاف AFRP؛ پلیمرهای FRP مسلح شده با الیاف آرامید
• الیاف BFRP ؛ پلیمرهای FRP مسلح شده با الیاف بازالت

 

الیاف کربن

پلیمرهای مسلح شده با الیاف کربن یا در اصطلاح متداول تر الیاف کربن CFRP، موادی با مدول الاستیسیته که از  مقاومت کششی بسیار بالا برخوردار هستند . ویژگی  مكانیكی زیاد، چگال کم ، مقاومت در برابر اصطحكاك و دمای بالا، دوام و عمر طولانی در برابر مواد شیمیایی و نفوذ ناپذیری در برابر اشعه X ر بارزترین خصوصیات الیاف FRP كربن بشمار می­رود. الیاف Wrap FRP در مدول ها می توان به عنوان ویژگی های منحصر به فرد الیاف کربن در نظر داشت .  

الیاف شیشه

پلیمرهای مسلح شده با فیبرهای شیشه به عنوان مصالح ساخته شده از تارهای با جنس شیشه به ضخامت حدود 10 میکرون به شمار می روند.  مقاومت کششی و شیمیایی زیاد آن منجر شده تا بهره مندی از  این نوع الیاف در صنایعی همچون صنایع هوا فضا، خودرو، دریایی و ساختمانی، تجهیزات مبلمان و تجهیزات ورزشی، برای ساخت لوازم هر روزه افزایش یابد. الیاف شیشه به عنوان معمول ترین محصول برای مقاوم سازی، تقویت و بهسازی انواع سازه ها در صنعت ساختمان به شمار می رود . پلیمرهای کامپوزیتی شیشه با بسیاری از سیستم های رزینی همچون  پلی استر اشباع شده، وینیل استر، رزین های فنولیک و رزین اپوکسی سازگاری دارد و  سیستم کامپوزیتی بسیار مناسبی را شکل می بخشد.  

چرا مقاوم سازی با FRP

همانطور که می دانید کشور ما به عنوان منطقه ای زلزله خیز می باشد ، از این حیث می بایست در سازه ها به مقاوم سازی آن توجه زیادی شود. چرا که عدم توجه به  آن خسارات مالی و جانی زیای را به دنبال خواهد داشت . در حال حاضر برای مقاوم سازی ساختمان ها از مواد مختلفی استفاده می شود که frp  , cpr  از جمله این موارد می باشند. یکی از روش‌های مقاوم سازی لرزه ای ساختمان های بتنی با FRP بهره مندی از پلیمرهای مسلح شده به کمک الیاف (Fiber Reinforcement Polymer) یا FRP است که در صورت اجرای صحیح می‌تواند تا 60 است مقاومت سازه را بیشتر کند. گذشته از تکنولوژی ساخت این محصول که به‌صورت مرکب و کامپوزیت تولید می‌گردد، به بیان این نکته بسنده می‌نماییم که این محصولات، از ترکیب الیاف‌های کربن، شیشه، آرامید و یا بازالت با ماتریس‌های پلیمری مانند اپوکسی، ونیل استر، پلی استر و ... که وظیفه نگهداری و به هم پیوند زدن الیاف (Fiber) به یکدیگر و نگه داشتن موقعیت آنها به طور ثابت در کنار یکدیگر را دارد، به طوری که اجازه حرکت بین الیاف وجود نداشته باشد.

مزایا استفاده از الیاف کربن

• قیمت آن از قیر ارزان است .
• مدول الاستیسیته کمی دارد و ابریشم مصنوعی تولید می گردد.
• برای تشکیل این نوع فیبر به درجه حرارتی دست کم OC 100 احتیاج است .
• به همین خاطر این نوع فیبرهای مصنوعی در این درجه حرارت ذوب و تبخیر می گردد اما فیبر کربنی به دلیل داشتن اکریلیک همچنان به خوبی حفظ می گردد.
• عنصر سازنده CFRP گرافین است که در فیبر کربنی دارای ساختار 2 بعدی است.
• الیاف کربنی با رزین به خوبی خیس نمی­شوند بنابراین اصلاح سطحی بایستی بر روی آن ها صورت گیرد.

  سخن پایانی آنچه که در این مقاله در باره آن صحبت داشتیم ، چگونگی مقاوم سازی ستون بتنی با الیاف کربن می باشد. زمانی که  ستون در جهت  بارهای لرزه ای قرار می گیرد، مسئله ظرفیت جذب انرژی و شکل پذیری ستون حائز اهمیت می باشد که بهره مندی از الیاف FRP علاوه بر زیاد کردن ظرفیت برشی ستون، مد گسیختگی آن را از حالت برشی به خمشی تغییر می دهد  و شکل پذیری را به میزان قابل توجهی بیشتر می کند. به مرور زمان  با افزایش مقدار بار وارده بر ستون، بتن تمایل دارد در راستای عمود  بار را وارد کند . از کامپوزیت های الیاف کربن CFRP می توان در تقویت ستون ها، تقویت تیرهای بتنی، روش مقاوم سازی سقف دال بتنی ، مقاوم سازی اتصالات بتنی، مقاوم سازی دیوارهای برشی بتنی، مقاوم سازی دیوار آجری، مقاوم سازی پایه و عرشه پل های بتنی و . . . بهره برداری کرد. در نهایت می توانید برای کسب اطلاعات بیشتر به وب سایت رادیاب مراجعه نمایید.