تقویت بتن با الیاف FRP

بهترین و سریع ترین روش برای تقویت سازه ای با کاهش مقاومتی در بازه 65 تا 85 درصد طراحی روبروست،

استفاده از الیاف و لمینت FRP است. الیاف پلیمر (یا پلاستیکی) FRP، هنگامی که با رزین (ژل) چسباننده اپوکسی ترکیب می شود،

به عنوان یک ماده کامپوزیت (ماده مرکب که از ترکیب فیبر یا الیاف و ماتریس – ژل- تشکیل شده است) می تواند با افزایش لختی سازه، انتقال

نیرو در راستای موثر، جلوگیری از واپاشی بتن و عضو ضعیف سازه بتنی عمل کند.

برخی از این الیاف توانایی تحمل 8 تن کشش در هر سانتی متر مربع را دارند.

این خواص در کنار اقتصادی بودن این روش با سرعت یافتن روش های ارزانتر تولید، سبکی، انعطاف و سرعت عمل اجرا، توانایی مکانیکی و

شیمیایی بالا در برابر خوردگی باعث شده تا بسیاری از کارفرمایان و دستگاه های نظارت پروژه های عمرانی به عنوان اولین راه حل در فرآیند مقاوم

سازی به آن توجه نمایند.

روش طراحی مقاومتی با الیاف FRP

الف –فرضیات طراحی

فرض بر این است که مقاومت های بدست آمده از سازه بتنی در محدوده 85 تا 65 درصد رده مقاومتی طراحی شده باشند.
الزامات و رواداری های استاندارد ACI2800 و آیین نامه بهسازی لرزه ای سازه ها، نشریه 345، در نظر گرفته شده است.
تعیین تعداد لایه FRP بر اساس عدد مقاومت فشاری موجود و نزدیکی و دوری آن به ابتدا و انتهای بیشینه و کمینه ی مقاومت استاندارد (فرض شماره 1) صورت پذیرد.

ب- انتخاب مصالح و متد اجرای FRP

بنا بر نوع کاربری سازه، توان مکانیکی الیاف FRP و نیز محیط و جغرافیای طبیعی، تاثیر عوامل محیطی اسیدی و قلیایی و اشعه UV و درصد رطوبت زیاد و دمای کاری در انتخاب نوع و وزن در متر مربع FRP موثر است.

در انتخاب روش پیشنهادی فرضیات زیر موثرند:

مقطع بتن تغییری نمی کند

لغزش نسبی بین الیاف FRP و سطح بتنی – بر اساس تمهیدات اجرایی- وجود نخواهد داشت

تغییر شکل پلاستیک رزین محاسبه نمی شود

به دلیل نوع سازه از مقاومت کششی بتن صرف نظر می شود

رابطه تنش و کرنش الیاف خطی فرض می شود

ج- روش اجرا (سیستم چسباندن تر):

لازم است قبل از آن سطح زیر کار از چند منظر آماده گردد، ابتدا سطح بتن اسکراب می شود و یا به وسیله وایر براش شیرابه های اضافی بتن،

عناصر سست برداشته شده و در نقاط شن نما با ملات های ترمیمی الیاف دار که در ضخامت های پایین دچار شکستگی نشده و چسبندگی

مناسبی به بتن دارند تعمیر می گردد.

با توجه به سهم بزرگ اتصال الیاف به بتن در سیستم مقاوم سازی مذکور می بایست تراز زیر کار دارای تلرانسی کمتر از 1 میلیمتر مطابق استاندارد

ASTM D4541 باشد.

در صورت ضرورت شستشو به جهت زدودن دست و غبار موجود از روی سطح لازم است مطابق دستورالعمل ACI 503-4 پس از شستشو جسم بتن

کاملا خشک شده و آزمایش تست رطوبت اعمال شده تا خظر جدایش رزین و به تبع الیاف FRP در اثر دراگ بخار آب و نتیجتا تاول زدن و

دیلمینیت شدن رزین کاهش یابد.

در این روش لمینت FRP به رزین اپوکسی آغشته شده و پس از آغشته سازی سطح توسط رزین اپوکسی چسبانده می شوند.

استاندارد های اجرا مطابق با ICR 03730 و ACI 546R خواهد بود.

د- ضریب ور آمدگی (طول گیرایی و عدم دیلمینیت شدن FRP):

در حالت دورپیج و اجرای فلسی –قائم- الیاف FRP و برای سطوح ساده باید به اندازه طول موثر مقطع پس از نقطه ای در طول سازه که میزان

لنگر معادل لنگر ترک خوردگی در آن نقطه تحت بار نهایی باشد یعنی بر اساس وضعیت سازه مورد بحث تا یک سوم فاصله از تکیه گاه یا هر گوشه ادامه یابد.