گروه مقاله : مقالات و انتشارات
تاريخ انتشار : 1396/07/30 - 16:10
كد :111

روش‌های تسليح سازه بتن آرمه با FRP

تسليح سازه بتن آرمه

امروزه مقاوم سازی به صورت یك سیستم عرضه می‌شود، این سیستم‌ها تنها شامل مواد تشكیل دهنده همانند فیبر و رزین نیست بلكه در برگیرنده تكنیك‌های نصب، راهنمایی و آموزش مجریان هستند. به طور كلی دو تكنیك برای تسلیح سطحی سازه‌ای بتنی موجود است.

  1. ‌لایه‌های پیوندی خارجی External Bonded Laminates
  2. میله‌های جاسازی شده نزدیك سطح Near Surface Mounted Rods‌

برای مقاوم سازی تیرهای بتنی، رایج‌ترین نوع FRP شامل موارد زیر است.

  1. میلگردهای صاف و عاج‌دار
  2. تاندون‌های پیش تنیده
  3. پوسته‌های عمل آمده در محل
  4. پوسته‌های پیش عمل آمده

روش‌های تسليح سازه بتن آرمه با FRP

‌نصب لایه‌های پیوندی خارجی

در روش دوم جهت پر كردن حفره‌های كوچك بر روی سطح آماده شده بتن یك لایه آستری كشیده می‌شود. پیشنهاد می‌شود كه پس از مخلوط كردن رزین‌ها به وسیله دستگاه گردونگر لایه نازكی از آن بر روی سطح كشیده شود. پس از آن یك لایه فیبری به طول و عرض مورد نیاز بریده شده و به كمك دستگاه گرداننده جداكننده حباب (bubble roller) با فشار روی بتن نصب می‌شود. این كار سبب می‌شود كه هوای حبس شده بین رزین و لایه فیبری حذف شده و از تلفیق بین ورقه‌های فیبری و رزین اطمینان حاصل شود.

باید توجه كرد كه اگر ورقه FRP از جهت ضعیف نصب شود، مقاومت ورقه‌ها كاهش می‌یابد. پس از اینكه لایه نصب شد لایه دومی از رزین‌های تلفیق‌گر بر روی ورقه‌ها كشیده می‌شود. تكنیك‌های ترمیم شامل عمل ترزیق رزین‌ها یاجایگزین كردن لایه‌ها است كه خود وابسته به اندازه، تعداد و مكان محل‌های ورقه ورقه شده است. باید توجه داشت كه اكثر سیستم‌های FRP برای نصب، اشتباه برانگیز هستند.

نصب نامناسب می‌تواند به صورت‌های مختلف نظیر مخلوط نشدن اعضا به صورت كافی، اشباع نشدن فیبرها، ناهمراست بودن فیبرها و … ظاهر شود.‌ برای اطمینان از عملكرد نصب مناسب انجام آزمایش كنترل و بازرسی به صورت دقیق انجام می‌شود.

پروفیل سطحی و مقاومت

توجه به كیفیت پیوند بین مسلح كننده‌های FRP و بتن برای مؤثر واقع شدن تكنیك مقاوم سازی بسیار حیاتی است. قبل از بكار بردن سیستم FRP باید به كمك اپوكسی مناسب پوشیده و مكان‌های مرتفع باید هم سطح شوند.

جهت مطمئن شدن از پیوند كافی نیاز به یك سری تحقیقات برای مشخصات بتن است. جهت تعیین كفایت سطح بتن آماده شده برای عملكرد FRP از یك اندیس زبری استفاده می‌شود. یكی از این روش‌ها استفاده از پروفیل‌های سطحی بتن CSP است كه توسط انستیستوی ملی تعمیرات بتن ICIR فراهم شده است. این پروفیل‌ها دارای نتایج مشابه درجات زبری است كه منظور عملكرد پیچش‌ها و آسترهای بالاتر از ۶ میملیمتر ضخامت مطالعه شده است.

هر پروفیل دارای یك درجه CSP بوده كه از ۱ (تقریباً صاف‌) تا ۹ (‌خیلی زبر‌) درجه بندی شده است. مطالعات گذشته نشان می‌دهد كه زبری سطح بتن فاكتوری كلیدی بوده كه می‌تواند بر مشخصات پیوند بین اپوكسی و بتن اثر بگذارد. قبل از نصب سیستم‌های FRP سطح روی بتن برای پاك شدن گرد و خاك و آلودگی، شن پاشی می‌شود. توجه به این نكته لازم است كه عمل گسیختگی ممكن است با فراهم بودن شرط زبری وجود داشته باشد. این مورد زمانی اتفاق می‌افتد كه سطح بتن دارای مقاومت ناكافی بوده و مسبب یك گسیختگی زود هنگام شود.

تزریق ترك‌ها

درزهای كوچك را با فشار توسط اپوكسی پر می‌كنند. درزهای بزرگ را ابتدا بصورت اره‌ای بریده و پس از آن با اپوكسی پر می‌شوند. وجود برخی از محدودیت‌ها نظیر ملاحظات فنی مثل غلظت اپوكسی یا ملاحظات ساختاری و اقتصادی سبب به وجود آمدن سه روش شده است.

‌اتصال گوشه‌ها Lap splices

ورقه‌های فیبری معمولاً از رل‌های بسته بندی شده است كه ممكن است دارای صدها فوت طول باشند. به دلایل سازه‌ای و هندسی ممكن است به وصل كردن ورقه‌ها نیاز باشد. بعنوان مثال در مواردی كه دور یك ستون FRP پیچیده می‌شود، نیاز به اطمینان از اتصال لایه‌ها جهت محصور شدگی و پیوستگی اجتناب ناپذیر است. بطور كلی طول اورلپ‌ها بستگی به نوع فیبرها، سختی تركیبات كامپوزیتی، نوع و ضخامت رزین‌ها دارد. همپوشانی كافی اتصالات سبب فراهم آوری ظرفیت كامل مواد كامپوزیتی و اطمینان از مقاومت سیستم می‌شود.

نصب میله‌های تعبیه شده نزدیك به سطح

كاربرد میله‌های تعبیه شده نزدیك به سطح FRP روش جالب برای افزایش مقاومت خمشی و برشی بتن مسلح معیوب است. این تكنیك زمانی عملی است كه مهار میلگردهای تعبیه شده در مجاورت عضو ممكن باشد. علاوه بر این كاربرد میله‌های NSM FRP به عملیات آماده سازی سطح نیاز ندارد. در موارد بخصوص كاربرد میله‌های NSM FRP دارای كارایی بالاتری از ورقه‌های پیوندی FRP است. بخصوص مواقعی كه مهار انتهایی تقویت‌های FRP نیاز به یك طراحی اساسی دارند یا نصب ورقه‌ها شامل یك عملیات وسیع آماده  سازی سطح باشد.

نصب میله‌ها‌ی NSM FRP بوسیله شیار زدن بروی سطح بتن انجام می‌شود. نصب تقویت‌ها بصورت سنتی موازی با مسلح كننده‌های موجود است. شیارهای بوجود آمده ممكن است دارای سطح مقطع مربع شكل با ابعادی مساوی با میلگردهای بعلاوه ۱/۸ اینچ در هر طرف برای تلورانس نصب است. شیار زدن بروی سطح بتن به صورت دو برش اره‌ای است كه بوسیله ابزار و تكنولوژی متداول بروی سطح بتن زده می‌‌شود. دو طبقه برشگر با عمقی معین و با فاصله‌ای مساوی با عرض شیار از هم قرار داده می‌شود‌. در اثر خرد شدن بتن بین دو برشگر شیار بوجود می‌آید.

برای نصب میله‌های NSM FRP هر شیاری در ابتدا توسط ملاتی با غلظت بالا مانند اپوكسی بصورت نیمه پر می‌شود. این ملات باید با سیستم FRP سازگاری داشته باشد. غلظت بالای ملات سبب تسهیل عملیات بخصوص جهت كارهای بالا سری میشود.

آماده سازی سطح

تمیز بودن شیار، عملكرد پوشش آستری و مقاومت بتن همگی فاكتورهایی هستند كه می‌توانند بر خصوصیات پیوند بین بتن و چسب اپوكسی اثر بگذارند. آماده سازی سطح یكی از پارامترهای بسیار مهم است. به دلیل اینكه تنش كششی بوسیله تنش‌های مماسی از بتن به میله‌های FRP درون چسب انتقال داده می‌شود.

‌نوع میله‌ها

پارامترهایی از میلگرد كه بر عملكرد سیستم اثر می‌گذارد ممكن است شامل مواردی چون قطر میله، نوع FRP و شرایط سطح باشد. مقاومت پیوند و مكانیزم گسیختگی پیوند بصورت ویژه با شرایط سطح میله‌ها ارتباط دارد.

ابعاد شیار

افزایش عمق شیار ممكن است مقاومت را افزایش داده، البته به شرط اینكه از گسیخته شدن چسب اپوكسی جلوگیری شود. با توجه به تحقیقات انجام گرفته حداقل ابعاد شیار برابر با ابعاد میله‌های FRP به علاوه ۰/۲۵ اینچ مطلوب است.

مراحل نصب ورقه FRP

ابتدا یك لایه پرایمر برروی سطح بتن كشیده‌، سپس بتونه و پركننده اپوكسی را بر روی آن كشیده و لایه پوشش رزین یا چسب را كشیده‌، سپس ورقه فیبر كربنی را چسبانده‌، بر روی آن یك لایه پوشش چسب كشیده و در نهایت پوشش محافظ وجود دارد.

 

 

نويسندگان شرکت دال ماندگار
ابزار تلگرام

آپلود عکسابزار تلگرام برای وبلاگ