با توجه به رکود مسکن و کاهش خرید و فروش مسکن در ایران و بخصوص در شهر تهران و همچنین وجود مناطق متعدد با بافت فرسوده در کشور و هزینه های بالای ساخت و ساز، نوجه به مقاوم سازی سازه های موجود بیش از پیش می باشد. در همین راستا یکی از روش ها برای مقاوم سازی ساختمان ها استفاده از FRP ها می باشد.

حال به شناخت مشخصات، کاربرد و ... FRP ها می پردازم:

  • FRP مخفف Fiber Reinforcement Polymer که به معنای فیبرهای پلیمری تقویت شده می باشد. همچنین FRP ها هم به صورت ورقه ای و هم به صورت میلگرد تولید می شوند و بیشترین کاربرد را همین دو نوع دارند.
  • کاربرد FRP ها در ساختمان سازی بسیار وسیع است و برای مقاوم سازی سازه های با مصالح بنایی، بتنی، فولادی، چوبی و مقاوم سازی پایه و عرشه پل ها و ... مورد استفاده قرار می گیرند.

ورق های FRP

  • ورقه های FRP با چسب های مستحکم و مناسب جهت تعمیر و تقویت سازه ها، ایزوله کردن و مقاوم سازی سازه از خوردگی در اثر تماس با محیط های آبی یون دار و ... استفاده می شوند.
  • مصالح به کار رفته در FRP ها بر اساس فیبرهای تشکیل دهنده به چند دسته تقسیم می شوند که پرکاربردترین های آنها عبارتند از:
    • پلیمرهای FRP مسلح شده با الیاف شیشه: GFRP
    • پلیمرهای FRP مسلح شده با الیاف آرامید: AFRP
    • پلیمرهای FRP مسلح شده با الیاف کربن: CFRP

مزایای FRP

  • مزایای FRP ها نسبت به سایر روش های مقاوم سازی عبارتند از:
      • کاربرد وسیع و سازگاری FRP ها برای تقویت تمامی سازه ها از قبیل فولادی، بتنی، بنایی و چوبی.
      • دوام و پایداری بالا
      • قیمت مناسب
      • سبک بودن و حمل و نقل و نصب آسان
      • مقاومت در برابر خوردگی و محیط های اسیدی و ساییدگی و ضربه خوردن
      • مقاومت مناسب در برابر حریق
      • نفوذناپذیری و عایق رطوبت
      • هنگام نصب و اجرای FRP ها، قابلیت سرویس دهی ساختمان حفظ می شود که امری مهم و کم نظیر است.

نمونه هایی از قسمت های مختلف ساختمان که قابلیت تسلیح شدن با FRP ها را دارند را در شکل زیر می بینید:

در تصویر فوق عدم فضاگیر بودن FRP ها قابل مشاهده است و داریم:

1) دال ها: استفاده از FRP ها باعث افزایش مقاومت در برابر لنگرهای مثبت و منفی می شود.

2 و 5) بازشو دال یا دیوارها: تسلیح اطراف بازشو

3) تیرها: افزایش مقاومت خمشی و برشی

4) دیوارها: محکم کردن دیوارها و افزایش مقاومت خمشی، برشی و یا محوری

6) ستون ها: هر تعداد ورق FRP که نیاز است می توان جهت افزایش مقاومت ستون ها دورتادور ستون استفاده کرد و به دلیل ضخامت کمی که این ورق ها دارند، ابعاد ستون را تغییر چندانی نمی دهند.

7) پوشش محافظ: مقاومت بالا در برابر نمایان شدن ستون، خوردگی، حمله های شیمیایی، حریق و ...

میلگرد های FRP

  • میلگردهای FRP: فولادها به طور مختصر در مقابل خوردگی به وسیله قلیای بتن محافظت می شوند و معمولا سبب دوام خدمت پذیری سازه می گردند. برای خیلی از سازه هایی که در محیط های مهاجم از قبیل سازه های دریایی، پل ها، پارکینگ که در معرض نمک های یخ زا قرار می گیرند، ترکیب رطوبت، افزایش دما و محیط کلریدی، قلیایی بتن را کاهش می دهد و سبب خوردگی فولادها می شود که در نهایت موجب تخریب سازه بتنی می شود. به همین خاطر امروزه از میلگردهای ساخته شده با مواد پلیمری FRP در این سازه ها استفاده می شود. به دلیل اینکه میلگردهای FRP دارای یک رفتار غیر شکل پذیر می باشند لذا موارد استفاده این میلگردها محدود به سازه هایی می شود که مهمترین مشکل آنها خوردگی یا مشکلات الکترومغناطیسی می باشد. رفتار میلگردهای FRP ناهمسانگرد می باشد و این رفتار در مقاومت برشی و رفتار چسبندگی میلگردهای FRP به بتن تاثیر می گذارد. همچنین مصالح FRP رفتار الاستیک خطی از خود نشان می دهند.

منبع:

[1] مظلوم، مقاوم سازی سازه های بتنی با الیاف FRP، انتشارات دانشگاه شهید رجایی، 1392.