مقاوم سازی

الیاف کربن FRP ساخت ایران دارای کیفیت و قیمت بسیار مناسب تری نسبت به دیگر تولیدات خارجی میباشد.الیاف کربن FRP ساخت ایران بصورت 300 گرمی و در دو نوع 12K و 24K میباشد که آزمایشات مربوطه بر روی آنها انجام گرفته است و مورد تائید مراجع ذیصلاح و سازمان تحقیقات مسکن میباشد.

الیاف کربن FRP ساخت ایران در دو عرض 15 و 50 سانتیمتری مو جود میباشد و با قابلیت اجرای بسیار مناسب ، برتری بسیار بیشتری نسبت به دیگر محصولات FRP وارداتی دارد.

الیاف کربن FRP :

فیبر کربن یا همان الیاف کربن رشته الیافی است که از حرارت دادن مواد عالی که قسمت عمده ی آن کربن می باشد در محیط گاز های بی اثر به دست می آید. الیاف کربن به الیافی گفته می شود که دست کم دارای 90 درصد کربن هستند و از پیرولیز کنترل شده الیافی ویژه به دست می آیند.

فیبر کربن مشکی رنگ، غیر حلال در آب بوده و دارای مقاومت کششی و مدول الاستیسیته بسیار بالایی میباشد که سبب میشود بتوان از آن در مقاوم سازی ساختمان های بتن مسلح استفاده نمود و این الیاف در برابر مواد خورنده مثل اسیدها، بازها مقاوم می باشند.

این الیاف به صورت تک جهته که در آن فیبر کربن موازی با راستای صفر درجه و دو جهته که در آن فیبر کربن به صورت دو راستای صفر و عمود بر آن قرار گرفته اند موجود می باشد.

فیبر کربن در زمینه های متعددی مانند مقاوم سازی ساختمان ها، صنایع دفاعی، خودرو سازی، و بسیاری از صنایع مهم دیگر کاربرد دارد.

فیبر کربن مقاومت بالایی در برابر حرارت دارند که باعث می شود آن ها را در دسته الیاف غیر قابل انفجار دسته بندی کرد. هم چنین سبک بودن آن ها و مقاومت بالایشان سبب استفاده گسترده از آن ها در صنعتکامپوزیت FRP و بهسازی لرزه ای سازه ها شده است.

یکی از مهم ترین مزیت های فیبر کربن در کنار سبک وزن بودن آن ها مقاومت کششی بسیار بالای این الیاف است.فیبر کربن یکی از پرکاربرد ترین الیاف در صنعت مقاوم سازی و کامپوزیت است. این الیاف بیشترین مقدار ضریب ارتجاعی را نسبت به سایر مصالح ساختمانی دارند.از مزایای مختلف الیاف کربن، برجسته ترین آنها مقاومت کششی فوق العاده نسبت به وزن آن است (کربن تقریبا یک سوم فولاد وزن و ۵ الی ۱۰ برابر آن مقاومت دارد). 

مزایای الیاف کربن FRP :

• وزن کم فیبر کربن
• مقاومت کششی بالا فیبر کربن
• ضریب الاستیک بالاتر نسبت به الیاف شیشه
• ضریب انبساط گرمایی کم فیبر کربن که باعث ثابت ماندن طول فیبر کربن در دماهای مختلف می‌شود
• مقاومت بالا فیبر کربن در برابر مواد خورنده
• غیر قابل انفجار بودن فیبر کربن
• استحکام فیبر مربن در برابر خستگی

کاربرد الیاف کربن FRP :

فیبر کربن در صنایع مختلف کاربردهای گوناگونی دارند که عبارتند از:

کاربرد الیاف کربن و فیبر کربن در صنعت ساختمان

مقاوم سازی ساختمان و تقویت سازه ها با کامپوزیت CFRP، ساخت صفحات، ورقها و لمینیت کربن، الیاف تقویت کننده بتن‌های مقاومت بالا، ساخت دیوارهای با مقاومت بالا و سبک کربنی، ساخت سازه های پس کشیده و پیش تنیده کربنی در سازه های بتنی، استفاده در جداره داخلی تونل ها.

کاربرد الیاف و فیبر کربن در صنعت خودرو

مخازن سوخت کربنی خودروها، ساخت سپرهای کربنی خودروها، شفت های انتقال نیرو، قطعات موتور، کمک فنر، ملحقات چرخ و جعبه فرمان، لنت ترمز،بدنه ماشین مسابقه، بدنه کشتی ها، فنرهای لول و…

کاربرد فیبر کربن در صنایع هوا فضا و هواپیما سازی

اجزای سازه ای ماهواره ها، سازه های داخلی هواپیماهای مسافرین اعم از پنل صندلی های کربنی، میزهای کربنی و سایر پوشش های کربنی، نوک هواپیماهای مافوق صوت، قطعات حساس موتور هواپیماها و …

کاربرد الیاف کربن در صنایع پزشکی

ساخت اجزای تجهیزات پزشکی کربنی، صندلی چرخدار کربنی، استخوان مصنوعی و انواع اجزای مصنوعی بدن و …

کاربرد الیاف کربن در بخش انرژی

• ساخت پره توربین های کربنی و آسیاب های بادی جهت تولید برق از انرژی باد، ساخت و تولید باتری‌های سوختی و…
• کاربرد الیاف کربن در صنایع تجهیزات الکتریکی، الکترونیک و ماشین سازی
• ساخت چرخ دنده های کربنی، غلتک های کربنی، چرخ دنده های پرسرعت کربنی، قطعات خود روغنکاری شونده، آنتن های کربنی، مخازن تحت فشار کربنی، قاب تلفن های همراه و …

برای نصب الیاف شیشه و کربن FRP  از چسب ژل اپوکسی استفاده میگردد.چسب ژل اپوکسی موجود در ایران ، دارای انواع نمونه های خارجی و داخلی میباشد.به نظر و تجربه قبلی نگارنده بعنوان طراح و مجری پروژه های مقاوم سازی ، استفاده از ژل اپوکسی ساخت داخل بسیار باکیفیت تر و اقتصادی تر نسبت به مشابه خارجی آنها میباشد که بعضا در داخل کشور زیر نظر متخصصین و اساتید دانشگاه های به نام ایران تولید میگردد.

تولید الیاف کربن در ایران توسط شرکت مواد ترکیبی نوید صورت میگیرد.الیاف کربن تولید شده توسط شرکت مواد ترکیبی نوید بسیار با کیفیت و بهتر از نمونه های مشابه وارداتی میباشد و دارای دیتاشیت و تائیدیه مراجع ذیصلاح میباشد که از این لحاظ اطمینان خاطر بیشتری برای مهندسین مجری و ناظر ساختمان از نظر کیفیت و حسن اجرای مقاوم سازی ایجاد مینماید.

با مراجعه به سایت Alibaba.com چین میتوان انواع قیمت فروش الیاف کربن FRP را مشاهده نمود که معمولا در بازه قیمتی 6 دلار تا 20 دلار به ازای هر متر مربع الیاف کربن قیمت گذاری گردیده است.البته بعضا قیمت های کمتر و بین 1 تا 6 دلار هم مشاهده میگردد که میتواند به دلیل کیفیت پایین محصول باشد.

پرسشهای متداول طرح و اجرای  FRP :

1-استفاده از الیاف شیشه FRP جهت مقاوم سازی خمشی تیرها و دال ها مناسب نمیباشد و میبایست از الیاف کربن FRP استفاده گردد.

2-در مقاوم سازی تیرها و دال های بتن مسلح دارای خیز زیاد ، استفاده از الیاف کربن FRP مناسب نمیباشد.

3-در مقاوم سازی تیرها ، دال ها ، ستون ها و دیوارهای برشی بتن مسلح با مقاومت فشاری بتن کمتر از 160 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع یا کمتر از 16 مگاپاسکال استفاده از الیاف کربن FRP مناسب نمیباشد.

4-الیاف کربن FRP سبب افزایش سختی کل سازه نمیشودو در نتیجه نیازی به کنترل سایر المان ها به دلیل تغییر در میزان توزیع بارهای وارده بر آنها نمیباشد.

5-الیاف کربن FRP در فشار کار نمیکند و  میبایست در ناحیه کششی تیر استفاده گردد.در تیرهای قاب های بتن مسلح ، در طول یک سوم ناحیه کناری فوقانی تیر(تکیه گاه) که تحت کشش میباشد و در یک سوم مرکزی پایین تیرها که تحت کشش میباشد نصب میشود.

6-تعداد لایه های الیاف FRP میبایست از محاسبات تعیین گردد.

7-الیاف کربن FRP سبب افزایش مقاومت فشاری ستون و در حالاتی سبب افزایش مقاومت خمشی ستون نیز میشود.

8-بر طبق آیین نامه ACI 440-2R تحت شرایطی میتوان از الیاف FRP  در جهت افزایش مقاومت خمشی ستون استفاده نمود.

9-استفاده از ژاکت بتن مسلح بر استفاده از الیاف FRP ارجع تر میباشد.

10-استفاده از ژاکت فی بر استفاده از الیاف FRP ارجع تر میباشد.

11-استفاده از ژاکت بتن مسلح بر استفاده از ژاکت فی ارجع تر میباشد.

12-استفاده از  الیاف شیشه FRP  نسبت به  الیاف کربن FRP اقتصادی ترمیباشد.

13-استفاده از ژاکت فی نسبت به ژاکت بتن مسلح اقتصادی تر میباشد.

14-استفاده از ژل اپوکسی مناسب ، در هنگام اجرای الیاف FRP بسیار مهم میباشد.

15-عملیات ساب بتن و ترمیم خرابی های بتن با استفاده از ملات تعمیری یا بتونه ،قبل از نصب الیاف FRP میبایست حتما صورت پذیرد.

16-الیاف کربن FRP که قابلیت تغییر شکل(باز و بسته شدن ، تا خوردن) سختی دارند ، بهتر است مورد استفاده قرار نگیرند.

17-ژل اپوکسی FRP  که دارای شره زیاد میباشند ، بهتر است مورد استفاده قرار نگیرند.

18-الیاف کربن FRP فاقد دیتاشیت و کارخانه سازنده ، بهتر است مورد استفاده قرار نگیرد.

19-نصب الیاف کربن FRP نیاز به مهارت دارد و بهتر است توسط نصاب ماهر و با تجربه نصب گردد و نیازی به هدر رفت و مصرف ژل اپوکسی اضافی نباشد.

20-شناخت الیاف کربن FRP مرغوب و نامرغوب نیاز به مهارت دارد که بهتر است توسط افراد باتجربه تشخیص داده شود.

مشاوره رایگان در طراحی ، اجرا و خرید الیاف کربن و شیشه FRP

تماس : 09125434750

( روح اله اسدی ، کارشناس ارشد سازه ، طراح و مجری پروژه های مقاوم سازی )

مقاوم سازی تیر بتن مسلح:

در صورت مقاومت پایین بتن تیر ، اشتباه در تعداد میلگردهای اصلی تیر ، اشتباه در چینش و تعداد میلگردهای عرضی تیر و اشتباه در ابعاد تیر بتن مسلح ، میتوان از الیاف FRP ، ژاکت فی و ژاکت بتن مسلح به منظور مقاوم سازی تیر مذکور استفاده نمود.انتخاب روش مقاوم سازی تیر بتن مسلح بسته به شرایط محاسباتی ، شرایط اجرایی و شرایط معماری طرح دارد.از لحاظ سرعت اجرا ، مقاوم سازی تیر بتن مسلح با استفاده از الیاف FRP بهتر میباشد.از لحاظ مقاومتی ، مقاوم سازی تیر بتن مسلح با استفاده از ژاکت بتن مسلح  مناسب تر میباشد.از لحاظ هزینه ، مقاوم سازی تیر بتن مسلح با استفاده از ژاکت بتن مسلح پرهزینه تر میباشد.از لحاظ عدم تغییر در ابعاد تیر، به ترتیب استفاده از الیاف FRP و ژاکت فی مناسب تر میباشد.

مقاوم سازی ستون بتن مسلح:

در صورت مقاومت پایین بتن ستون ، اشتباه در تعداد میلگردهای اصلی ستون ، اشتباه در چینش و تعداد میلگردهای عرضی ستون و اشتباه در ابعاد ستون بتن مسلح ، میتوان از الیاف FRP ، ژاکت فی و ژاکت بتن مسلح به منظور مقاوم سازی ستون مذکور استفاده نمود.انتخاب روش مقاوم سازی ستون بتن مسلح بسته به شرایط محاسباتی ، شرایط اجرایی و شرایط معماری طرح دارد.از لحاظ سرعت اجرا ، مقاوم سازی ستون بتن مسلح با استفاده از الیاف FRP بهتر میباشد.از لحاظ مقاومتی ، مقاوم سازی ستون بتن مسلح با استفاده از ژاکت بتن مسلح  مناسب تر میباشد.از لحاظ هزینه ، مقاوم سازی ستون بتن مسلح با استفاده از ژاکت بتن مسلح پرهزینه تر میباشد.از لحاظ عدم تغییر در ابعاد ستون ، به ترتیب استفاده از الیاف FRP و ژاکت فی مناسب تر میباشد.

تاثیر میزان شعاع انحنای  گوشه های ستون های مقاوم سازی شده بوسیله الیاف FRP :
در هنگام نصب الیاف FRP گوشه های ستون ها میبایست بوسیله دستگاه بتن ساب بصورت گرد، درآورده شود ، ایجاد گردشدگی گوشه های ستون حداقل به میزان شعاع انحنایی برابر با عمق کاور یا پوشش بتن ستون ، توصیه شده است که سبب افزایش مقاومت فشاری ستون مقاوم سازی شده توسط الیاف FRP میگردد.

Existing reinforced concrete (RC) columns may be structurally deficient due to variety of reasons such as improper transverse reinforcement, flaws in structural design, insufficient load carrying capacity, etc. Carbon/Glass fibre reinforced polymer (FRP) confinement can be effectively used for strengthening the deficient RC columns. The effectiveness of FRP wrapping for RC columns mainly depend upon corner radius of the specimens as well as number of FRP layers used for the confinement. An attempt has been made hereby to investigate the experimental behaviour of GFRP wrapped small scale square RC columns with varying corner radii. Experimentally evaluated behaviour of GFRP wrapped RC columns is compared with the performance observed for non-wrapped RC columns. 15 RC columns having cross-sectional dimensions 125 mm × 125 mm and length of 1200 mm have been tested under axial compression. Three columns are unwrapped and have been designated as control specimens. Three columns each with corner radius equivalent to cover of 25 mm are wrapped with one and two layers of GFRP, respectively. To avoid a premature rupture of the GFRP composite, remaining six columns with corner radius of 5 mm have been wrapped with one and two layers of GFRP, respectively. GFRP wrapped columns go under higher axial displacement in order to gain higher compressive strength over the control column. The results showed that smoothening of the edges of square cross-section of RC columns play a significant role in delaying the rupture of the FRP composite at the edges. Corner radius equal to concrete cover gives better results in terms of ultimate load carrying capacity than the corner radius less than cover for confined RC columns.