در انیمه زیبای زیر نحوه ترمیم ترک یک پل را خواهید دید:
روش ترمیم ترک و تعمیر پل های بتنی
بتن با وجود مزایای منحصر به فرد که باعث استفاده روز افزون از آن در عرصه ساخت و ساز و صنعت گردیده است ، دارای خصوصیاتی است که در صورت عدم به کارگیری تمهیدات لازم می تواند منجر به تخریب زود رس و کاهش عمر و دوام سازه ها گردد.
از جمله این موارد می توان به خوردگی کلریدی یا کربناتی میلگردها ، سولفاته شدن ، خوردگی اسیدی ، فعالیت باکتریایی ، سایش ، مشکلات طراحی ، ذوب و یخ ، تبلور نمک ، حریق و .. اشاره کرد. برای حفظ دوام بتن در برابر موارد فوق ،باید با شناخت مکانیزم تخریب ، راهکارهای مقابله به کار گرفته شود.
روش تعمیر و تقویت پل های بتنی:
امروزه روشهای مختلفی جهت تعمیر و نگهداری سازه های بتنی وجود دارد که هر یک بسته به شرایط اجرایی ، بهره برداری و محیطی می توانند کارامد و موثر باشند. از جمله عوامل موثر در انتخاب مصالح و روش تعمیر می توان به موارد ذیل اشاره کرد:
شرایط بهره برداری
شرایط دمایی
محدودیت های زمانی اجرا
شرایط دمایی زمان اجرا
محدودیت های اقتصادی
محدودیت های دسترسی
دوام مورد نیاز
ابعاد آسیب
علت بروز آسیب
امکان و نیروهای موجود و قابل دسترسی
…
در هر عملیات ترمیم سازه یک یا چند آیتم می توانند پررنگ تر و تعیین کننده تر در روش انتخابی باشد. از جمله انواع روشهای ترمیم استاندارد و رایج می توان به عوامل زیر اشاره کرد :
از این رو شناخت عوامل موثر در تخریب ، تشخیص علل آسیب های وارده بتن ، آشنایی با روشهای مختلف تعمیر و پتانسیل های آن و نیز عوامل موثر در انتخاب روش تاثیر زیادی در موفقیت فرآیند تعمیر و دوام آن داشته باشد.
درانیمه زیبای زیر نحوه تقویت تیر بتنی با FRP را خواهید دید:
تقویت خمشی و برشی تیرها
در سازه های با قاب خمشی ، تیر ها علاوه بر تحمل بار های ثقلی باید بار های جانبی ناشی از زلزله را تحمل نمایند. در زلزله های شدید ستون ها نباید آسیبی ببینند و مفصل های خمیری خمشی و برشی باید به تیر ها و یا بادبند ها منتقل شوندبدین منظور به هنگام مقاوم سازی ، همواره تیر مقاوم سازی شده نباید قوی تر از ستون متصل به آن باشد.
عوامل موثر در انتخاب طرح مقاوم سازی تیر عبارتند از :
میزان دسترسی به تیر در محل (دسترسی به کل محیط تیر)
وضعیت بار های وارده (بارهای یکنواخت بار های متناوب و رفت و برگشتی)
میزان افزایش مقاومت برشی و خمشی مورد نیاز
دسترسی به انواع مصالح برای مقاوم سازی
ملاحظات اقتصادی
شکست های برشی و خمشی دو حالت عمده شکست در تیر های بتن مسلح می باشند. شکست خمشی عموما نسبت به شکست برشی ارجح است زیرا رفتار شکل پذیر تری از خود نشان می دهد.شکت نرم امکان پخش مجدد تنش را فراهم می آورد و به کاربران و حاضران در محل نیز فرصت بیشتری برای پی بردن به وضعیت بحرانی تیر می دهد.
مقاوم سازی و تقویت تیر بتنی با FRP روش نسبتاً جدیدی به شمار میرود که در پروژه های بهسازی لرزه ای مورد استفاده قرار میگیرد. مصالح FRP خواص فیزیکی بسیار مناسبی دارند که میتوان به مقاومت کششی بالا و ضخامت و وزن کم اشاره آن نمود. در مجموع مقاوم سازی و تقویت تیر بتنی با FRP جهت افزایش عملکرد لرزه ای آن از طریق افزایش ظرفیت باربری خمشی، برشی، افزایش مقاومت در برابر سایش، افزایش مقاومت در برابر خوردگی و حتی حرارت می باشد.
در فیلم زیر مقایسه تحمل نیروی تیر بتنی تقویت شده با FRP را خواهید دید:
تقویت خمشی و برشی تیرها
در سازه های با قاب خمشی ، تیر ها علاوه بر تحمل بار های ثقلی باید بار های جانبی ناشی از زلزله را تحمل نمایند. در زلزله های شدید ستون ها نباید آسیبی ببینند و مفصل های خمیری خمشی و برشی باید به تیر ها و یا بادبند ها منتقل شوندبدین منظور به هنگام مقاوم سازی ، همواره تیر مقاوم سازی شده نباید قوی تر از ستون متصل به آن باشد.
عوامل موثر در انتخاب طرح مقاوم سازی تیر عبارتند از :
میزان دسترسی به تیر در محل (دسترسی به کل محیط تیر)
وضعیت بار های وارده (بارهای یکنواخت بار های متناوب و رفت و برگشتی)
میزان افزایش مقاومت برشی و خمشی مورد نیاز
دسترسی به انواع مصالح برای مقاوم سازی
ملاحظات اقتصادی
شکست های برشی و خمشی دو حالت عمده شکست در تیر های بتن مسلح می باشند. شکست خمشی عموما نسبت به شکست برشی ارجح است زیرا رفتار شکل پذیر تری از خود نشان می دهد.شکت نرم امکان پخش مجدد تنش را فراهم می آورد و به کاربران و حاضران در محل نیز فرصت بیشتری برای پی بردن به وضعیت بحرانی تیر می دهد.
مقاوم سازی و تقویت تیر بتنی با FRP روش نسبتاً جدیدی به شمار میرود که در پروژه های بهسازی لرزه ای مورد استفاده قرار میگیرد.
مصالح FRP خواص فیزیکی بسیار مناسبی دارند که میتوان به مقاومت کششی بالا و ضخامت و وزن کم اشاره آن نمود. در مجموع مقاوم سازی و تقویت تیر بتنی با FRP جهت افزایش عملکرد لرزه ای آن از طریق افزایش ظرفیت باربری خمشی، برشی، افزایش مقاومت در برابر سایش، افزایش مقاومت در برابر خوردگی و حتی حرارت می باشد.
تحقیقات انجام شده برروی تقویت اتصالات بتنی تقویت شده با ورق های FRP، نشان می دهد که این مواد می توانند باعث افزایش ظرفیت برشی اتصالات بتنی، افزایش ظرفیت خمشی تیر در محل اتصال، افزایش ظرفیت باربری و بهبود شکل پذیری تیرهای منتهی به اتصال شوند.
به عبارت دیگر ورقه های FRP می توانند برروی تیرهای مجاور به اتصال به کاربرده شوند و تا مقاومت اتصال افزایش یابد و باعث انتقال مفصل پلاستیک ناحیه اتصال به طرف تیر و دور از اتصال گردند. بدین ترتیب شکل پذیری قاب های بتن آرمه افزایش یافته به طوری که رفتار آن از حالت شکل پذیری معمولی به متوسط و یا حتی ویژه ارتقا می یابد.
همچنین این تکنیک می تواند در بهبود عملکرد برشی اتصالات تیر به ستون بتنی مؤثر باشد به طوری که ضعف شکست برشی اتصالات ترمیم شده و از ناپایداری کلی قاب های بتن آرمه به دلیل تشکیل مفصل پلاستیک در محل هسته اتصال و خرابی کل سازه جلوگیری به عمل آید.
به طور کلی کارایی این روش به پارامترهای زیادی از جمله جنس FRP، روش اتصال و طول امتداد یافته FRP در طول تیر، مقاومت بتن، مقدار آرماتور موجود در تیر و سختی اتصالات بتنی بستگی دارد. در طی سال های اخیر موضوع تقویت و مقاوم سازی سازه ها به طور گسترده ای در جوامع علمی و مهندسی مطرح گردیده است.
از دیدگاه علمی تمام سازه هایی که براساس اصول و ضوابط حال حاضر آیین نامه ها طراحی و به دلیل قصور عوامل ذیربط و نبود کیفیت لازم برای مصالح به طور صحیح و اصولی طراحی و اجرا نشده اند، نیاز به تقویت و مقاوم سازی دارند. در دهه های اخیر استفاده از FRP در مقاوم سازی قسمت های مختلف سازه ها به طور گسترده مورد توجه واقع شده است.
با این شیوه ورقه های FRP می توانند در انعطاف پذیری کل ساختمان، ارتقا مقاومت سازه به سطح مورد نظر از قبیل آسیب دیدگی و یا مقاوم سازی اتصالات بتنی برای مواجه با قوانین سخت گیرانه آئین نامه های جدید و بارهای جدید مؤثر واقع گردند.
مقاوم سازی اتصالات بتنی با FRP
دلایل نیاز به مقاوم سازی اتصالات بتنی با FRP
شکل پذیری سازه های بتن آرمه از مهم ترین مسایلی است که باید در طراحی این سازه ها مد نظر طراحان قرار بگیرد. در این راستا آیین نامه های طراحی سازه های بتن آرمه ضوابط خاصی را برای طراحی این سازه ها در مناطق زلزله خیز به منظور اطمینان از حصول شکل پذیری کافی در نظر می گیرند.
در بین اجزای سازه ای اتصالات به دلایل گوناگون مهم ترین رکن سازه های بتن آرمه محسوب می شوند.
از طرفی در اجزای سازه های بتن آرمه معمولاً اتصالات چندان مورد توجه واقع نمی شوند به گونه ای که ضوابط خاص آئین نامه ها در مورد اتصالات از قبیل آرماتور گذاری عرضی اتصال معمولاً رعایت نمی شود از این رو تقویت اتصالات و افزایش شکل پذیری آن ها از موارد مهم و مورد توجه محققین مختلف بوده است.
سهم اتصالات یک قاب خمشی در تحمل تغییرشکل های ناشی از بار زلزله سهم زیادی است.
زمانی که قاب خمشی بتن مسلح تحت اثر نیروهای جانبی ناشی از زلزله قرار می گیرد، در اتصالات آن، نیروهای برشی قابل توجهی ایجاد می شود، ایجاد این نیروهای برشی با تغییرشکل های زیادی همراه است. بنابراین اتصالات سازه های بتن مسلح، علاوه بر مقاومت باید از شکل پذیری کافی نیز برخوردار باشد.
به طور کلی اتصالات تیر به ستون را می توان به عنوان ناحیه بحرانی در قاب های بتن مسلح که برای پاسخ غیر الاستیک برای مقابله با زلزله های شدید طراحی شده اند، محسوب کرد.
اتصالات بتنی دارای جزئیات ضعیف، به خصوص اتصالات تیر به ستون خارجی، به عنوان مناطق بسیار بحرانی که در معرض شکست زودرس به علت تنش های برشی زیاد هستند شناخت شده اند. همچنین شکست در پیوستگی آرماتورهای طولی به خصوص در اتصالات داخلی جایی که میلگردها به طور صحیح با قلاب های استاندارد مهار نشدند نیز مشاهده شده است.
اجرای مقاوم سازی اتصالات بتنی با FRP
پس از آماده سازی سطح بتن و زدودن ناهمواری ها و ایجاد زیرسازی اولیه توسط چسب، بتن جهت نصب ورق های FRP آماده می باشد. ورق های FRP در ابعاد مورد نظر بریده شده و سپس توسط همان چسب مورد استفاده برای زیر سازی اولیه، بر روی تیر و چشمه اتصال نصب می گردد. مراحل نصب ورق ها به طور خلاصه به شرح زیر می باشند:
آماده سازی چسب اپوکسی جهت اتصال الیاف به بتن • پخش یکنواخت چسب بر روی سطح توسط کاردک • نصب ورق FRP روی سطح مورد نظر و هواگیری توسط غلطک مخصوص • بر روی الیاف یک لایه حفاظتی نازک اپوکسی اجرا شود
گروه مقاوم سازی رامان در راستای مقاوم سازی پروژه‌های متعددی در زمینه‌های مختلف مقاوم سازی به اجرا درآورده است. این شرکت پس از طی مسیر هر پروژه( شرح در صفحه اصلی سایت) و انجام محاسبات ، اجرای مقاوم سازی با FRP را نیز توسط مهندسین فنی و با تجربه و اکیپ اجرایی آموزش دیده، انجام می‌دهد.
خدماتی اجرایی که ما در این سیستم ارائه می دهیم شامل:
انجام کلیه پروژه های مقاوم سازی با FRP
اجرای سیستم FRP جهت افزایش طبقات ( تا افزایش 8 طبقه سابقه داریم)
تهیه مصالح FRP در کلیه فیلدها و صنایع مختلف
ترمیم سیلو ها و مخازن پترو پالایشی و کارخانه های سیمان با FRP
تعمیر لوله‌های خورده شده نفت و گاز با پوشش FRP
در قسمت های دیگر سایت می توانید کلیه مصالح FRP و روش های مقاوم سازی با این سیستم را مشاهده نمایید.
در اینجا روش اجرای مقاوم سازی با FRP به صورت مختصر شرح داده می شود:
الیاف FRP
FRP که مخفف عبارت Fiber Reinforced Polymer می‌باشد، کاربردهای متفاوتی در صنعت ساخت‌وساز و مقاوم سازی دارد.
بیشترین کاربرد FRP در ترمیم و تقویت و مقاوم سازی ساختمان‌ها با کاربری‌های متفاوت و انواع سازه‌ها است. الیاف FRP با قرار گرفتن و نصب بر روی سطوح بتنی از قبیل دال‌ها، تیرها، ستون‌ها، دیوارهای بتنی، فونداسیون بتنی و سایر سطوح سازه‌های مختلف میتواند باعث افزایش مقاومت بتن شوند.
الیاف‌های FRP با داشتن مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی، از جمله مصالح مناسب جهت ایجاد خاصیت ضدخوردگی می‌باشند. همچنین سبک بودن و نصب آسان این الیاف باعث استقبال بالا از این محصول شده است.
انواع الیاف‌های FRP
الیاف کامپوزیت FRP : الیاف کامپوزیت FRP پارچه‌هایی در یک یا دو جهت هستند که به صورت رول‌هایی به عرض ۵/۰ و طول یک متر
انواع الیاف FRP مورد استفاده در مصالح کامپوزیتی FRP، الیاف پلیمری کربن، شیشه، آرامید و بازالت هستند که محصولات کامپوزیتی آن‌ها به با نام‌های الیاف کربن CFRP، الیاف شیشه GFRP، الیاف آرامید AFRP و الیاف بازالت BFRP در بازار موجود می‌باشند. البته پر کاربرد ترین الیاف ها در صنعت مقاوم سازی کربن و شیشه می باشند.
نصب و اجرای مقاوم سازی با FRP
اجرای پروژه مقاوم‌سازی با FRP و نصب این کامپوزیت‌ها نیازمند نیروی کار ماهر، با تجربه و متخصص در این امر است. چرا که اشتباه در نصب از کارایی و کارآمدی مصالح FRP کاسته و ممکن است در جهت افزایش مقاومت سازه گامی برداشته نشود.
از جمله اشتباهات رایجی که در نصب این کامپوزیت‌ها انجام می‌شود، نصب بدون آماده‌سازی سطوح، استفاده از چسب و رزین و ابزار نامناسب، عدم اطمینان از چسبیدن درست و اصولی تمامی ورق (کناره‌ها و گوشه‌ها) و ایجاد فاصله زمانی زیاد بین آغشته کردن سطح با چسب و نصب FRP است.
اجرای مقاوم سازی با FRP
مراحل نصب FRP
پرکردن ترکهای با عرض بیشتر از ۳/۰میلیمتر با تزریق تحت فشار اپوکسی و اطمینان از عدم ایجاد و گسترش ترک بر روی سطح بتن.
اثرات خوردگی و رسوبات آن روی بتن پاکسازی شده و خرابی های ناشی ازخوردگی قبل از اجرای FRP ترمیم گردد.
هرگونه آثار رنگ، برآمدگیها، گوشههای ناهموار و دارای اعوجاج، سطوح مقعر و گودی و هرگونه مواد زائد از سطح بتن حذف شود تا از چسبیدن الیاف به سطح بتن اطمینان حاصل گردد. با استفاده از خمیره بتونه شکل اپوکسی می توان ناهمواریهای سطح بتن را ترمیم نمود.
سطح بتن به میزان حداکثر ۱ میلیمتر ساب می شود.
گوشه های مقاطع بتنی مطابق آنچه در نقشه ها آمده است گرد می گردند.
سطح بتن گرد روبی شده و در صورت تمیزکردن سطح با آب، خشک می گردد.
اختلاط مناسب رزین ها مطابق روش توصیه شده توسط سازنده، در شرایط دمایی مناسب، بصورتی که رزین به رنگ یکنواخت و یکدست برسد.
سطح بتن به صورت یکنواخت و مناسب با رزین اپوکسی پوشیده می شود. بدین منظور از فرچههای مخصوص، که توسط سازنده تهیه میگردد، استفاده می شود.
الیاف FRP بروی سطح بتن آغشته به رزین اپوکسی نصب می گردد.
عمل آوری هر یک از لایه های FRP نصب شده تا قبل از جایگذاری لایه های بعدی باید تحت نظر بوده و کنترل شود. در صورت احتمال عمل آوری نادرست از نصب لایه های بعدی جلوگیری بعمل آید.
تغییرات نامناسب حرارت، تماس مستقیم با باران، گرد و غبار، کثیفی، تابش شدید آفتاب، رطوبت بالا میتواند به سیستم FRP صدمه بزنند و باعث می شوند تا عمل آوری رزین درست انجام نشود .لازم است تا زمانی که رزین عمل آوری کامل می شود از آن حفاظت نمود، این منظور با چادر پیچی و پوشش لاستیکی امکان پذیر می باشد.
