مقاوم سازی قطعات بتنی با استفاده از الیاف FRP
بتن ماده ای سخت و مقاوم است که قابلیت تحمل انواع شرایط آب و هوایی را داشته و نگهداری آن آسان می باشد و با توجه به شرایط مذکور دوام طولانی داشته و این انعطاف پذیری بتن را به یک مصالح ساختمانی عالی تبدیل کرده است به همین دلیل از آن در اکثر پروژه های ساختمانی مدرن استفاده شده است.
یکی از نقاط ضعف بتن صلب بودن و عدم کشسانی و انعطاف پذیر بودن آن می باشد و هنگامی که بتن به دلیل شرایط آب و هوایی منبسط و منقبض می شود، سطح آن به ناچار تحت فشار ترک می خورد و ضعیف می گردد. تنها راه جلوگیری از این امر، افزودن المان به بتن است.
اتصالات (المان های) بتنی چیست؟
اتصالات بتنی برای جبران انبساط و انقباض مصالح در اثر شرایط آب و هوایی در بتن قرار داده می شود. به منظور جلوگیری از ترک، اجراکاران بتن محل ترک خوردگی بتن و نحوه انبساط آن را پیش بینی کرده و بر اساس مشاهدات آنها را ارزیابی می کنند. این ترک‌های از پیش ساخته شده به بهبود عملکرد کلی سطح بتن کمک کرده و باعث می گردد تا فضایی برای انبساط و انقباض بدون ایجاد آسیب به سازه‌های اطراف به وجود آید.
گاهی اوقات، پیمانکاران برای تثبیت دیوار یا کف نیاز به نصب اتصالات بتنی دارند بدون این مفاصل، سطح بیش از حد ناپایدار و در نتیجه مستعد آسیب خواهد بود. این اتصالات به بتن اجازه می دهد تا آزادانه حرکت کرده و در زمان اضافه در زیرسازی ته نشین شود. دال بتنی مستقل از سازه های اطراف خود خواهد بود، بنابراین هر گونه انبساط و انقباض تاثیری بر آنها نخواهد داشت.
انواع اتصالات (المان های) ساختمانی در بتن
پیمانکاران می توانند انواع مختلف اتصالات را بر اساس نیاز شما نصب کنند. یک دال منفرد می تواند دارای انواع مختلف اتصالات باشد تا آن را ایمن تر و انعطاف پذیرتر کند. در اینجا توضیح مختصری در مورد انواع اتصالات شرح داده میشود.
- اتصالات (المان های) جداسازی :
این اتصال برای جداسازی دال بتنی از سازه های اطراف می باشد. هنگام انبساط و یا انقباض دال بتنی باعث می شود که دال ترک نخورده یا مشکلی برای لوله ها، ستون ها، دیوارها و ستون های مجاور ایجاد نگردد. این اتصالات تقریباً همیشه در تأسیسات در فضای باز قرار می گیرند زیرا سطح بتن در محیط های داخلی و تحت کنترل آب و هوا به اندازه کافی منبسط نمی شود.
- اتصالات (المان های) ساختمانی :
این اتصالات برای نگه داشتن بتن جدید در محل قرار می گیرند. این نوع اتصالات معمولا ریل‌هایی هستند که از چوب، فلز یا پلاستیک ساخته شده‌اند و در حین ریختن و تکمیل بتن قرار می‌گیرند. درزهای ساختمانی به شما این امکان را می دهند که بتن را به صورت پلکانی ریخته و بر اساس نیاز خود نحوه قرارگیری دال را کنترل کنید. در صورت برنامه ریزی مناسب برای قرار دادن، می توانید از اتصالات ساختمانی به عنوان درز انقباضی استفاده کنید.
- اتصالات (المان های) انقباضی :
یکی از دردسرسازترین و در عین حال رایج ترین اتصالات می باشد. درزهای جداسازی و درزهای ساختمانی قبل از ریختن بتن در این نوع اتصالات قرار می‌گیرند ، بنابراین با خشک شدن دال و ته‌نشین شدن در بخش زیرین، در جای خود قرار می‌گیرند. درزهای انقباضی با ته نشین شدن بتن و قبل از اینکه فرصتی برای ایجاد ترک پیدا کند به سطح اضافه می شوند. پیمانکاران برای کنترل آن و حفظ یکپارچگی ساختاری بتن، ترک هایی را در جهتی که می خواهند ایجاد می کنند.
آب بندی مفاصل و اتصالات(المان های) بتنی:
درزگیرها از اتصالات در برابر رطوبت، گرد و غبار و .... محافظت می کنند. درزگیرها به اندازه ای منعطف هستند که انبساط و انقباض بتن را در خود جای می دهند ، بنابراین لازم نیست نگران افزایش فشار درزگیرها به اتصال باشیم. درزگیرها همچنین جذابیت کلی زیبایی بتن را بهبود می بخشند و درزها را تا جایی که ممکن است پنهان می کنند.
بدون اتصالات بتنی ، دال های بتنی تحت فشار ترک خورده و شکاف های کنترل نشده ای ایجاد می گردد. این ترک ها می توانند یکپارچگی ساختاری بتن را به خطر انداخته و ظاهر آن را تحت تأثیر قرار دهند.
اهمیت تثبیت خوب اتصالات(المان های) بتن:
تمامی سطوح بتنی، از بزرگراه ها گرفته تا کف‌های بتنی زیرزمینی، برای حفظ دوام طولانی‌مدت خود به یک عنصر اولیه اتصالات بتنی با دانش بالا نیازمند می باشند همچنین برای مقاصد مسکونی و تجاری به طور یکسان، اتصالات برای به حداقل رساندن ترک خوردگی و "پوسته شدن مفصل" ضروری است، اتصالات بتنی به دلایل زیادی هم برای صاحبان خانه و هم برای صاحبان مشاغل مهم هستند زیرا اتصالات بتن پایدار نشان دهنده یک سرمایه گذاری خوب است و می تواند یک عامل فروش کلیدی باشد.
دلیل ترک خوردن درز ها چیست؟
عامل اصلی ترک خوردن درزهای انبساطی دما می باشد. چرخه هوای گرم و سرد باعث ایجاد انبساط و انقباض می شود که باعث سایش و پارگی و فشاری می شود که منجر به ترک می شود.
در مورد تعمیر و نگهداری چه نکاتی باید در نظر گرفته شود؟
هنگامی که بتن اطراف اتصالات متلاشی می شوند به این حالت خرابی درز روسازی می گویند. ارائه توانایی برای جلوگیری از این امر و اطمینان از طول عمر بتن شامل دو منبع است:
1- درجه ای که کیفیت کار برای نصب اتصالات شما اعمال شده است
2- ابتدا آن را تمیز نگه دارید. گرد و غبار و زباله ها می توانند مانند یک اسفنج برای رطوبت عمل کنند
3- همیشه آب راکد را از درزهای انبساط خود خارج کنید تا راه خود را در زیر دال ها پیدا نکند.
آسیب های اتصالات(المان های) بتنی
در بسياري از زمین لرزه ها مفصل های پلاستیکی تشکیل شده در نزدیکی تیر و ستون ها باعث بروز ترک در تمامی عمق تیرها می گردد. عمیق شدن ترک ها در نزديكي ستون باعث گسترش تسليم ميلگرد تا داخل اتصال و كاهش طول مهاري در ميلگرد تحت بار عرضي به علت لغزش ميلگردهاي افقي در اتصال ميگردد. در اتصالات مياني، تيـر مـسلح در دو طـرف سـتون تحـت تـنش هـاي فشاري و كششي قرار ميگيرد.
آسيب هاي وارد بر اتصالات بتني به شرح زير طبقه بندي ميشود:
-گسيختگي برشي
- كمانش ميلگرد طولي ستون
- كمانش ميلگرد طولي تير
- وجود درز سرد (اجرايي) در محل اتصال
- برون محوري اتصال تير و ستون
- كمبود ميلگردهاي مثبت و منفي
روش هاي مقاوم سازي اتصالات (المان های) بتني :
چنانچه اتصال توانايي تحمل لنگرها و نيروهاي طراحي را نداشته باشد با يكي از روش هاي زير اتصال را ميتوان مقاوم سازي نمود:
- تعميرات جزئي
- روكش بتني
- روكش فولادي (ورق فولادي مسلح كننده)
- پوشش FRP
پوششFRP:
اتصالات تیر و ستون از مناطق بحرانی سازه های بتن مسلح هستند که بیشترین آسیب پذیری را در برابر نیروهای زلزله دارند. از این رو تقویت اتصال تیر و ستون برای نجات سازه و ساکنان آن در صورت نیروهای لرزه ای حیاتی است. کارهای مقاوم سازی متعددی با استفاده از کامپوزیت های پلیمری تقویت شده با الیاف (FRP) در سرتاسر جهان در حال انجام است. هدف این کار بررسی اثربخشی تقویت اتصالات تیر-ستون با استفاده از الیاف طبیعی و مصنوعی است.
با محصور نمودن اعضاي اتصال با پوشش FRP ميتوان ظرفيت خمشي و همچنين ظرفيت برشي اتصالات بتنی را افزايش داد . بـه علت دورگيري، بكارگيري اين روش ميزان شكل پذيري اتصال را نيز افزايش ميدهد. استفاده از FRP نسبت به روكش های فولادي ارجـحیت دارد ، زيـرا پوشش های FRP بـر خـلاف فـولاد دچـار خوردگي نمي شود و ميتواند در مقابل خوردگي اسيدها، بازها و مواد مهاجم مشابه در دامنه وسيعي از دما مقاومت كنند . در نتيجه نياز به سيستمهاي حفاظت از خوردگي نميباشد و آماده كردن سطوح اعضا قبل از چسباندن صـفحات FRP و نگهـداري از آنهـا بعـد از نصب، آسانتر از صفحات فولادي است.
در همین راستا شرکت آبادگران اقدام به طراحی و تولید محصولات با مشخصات ذیل نموده است :
چسب کامپوزیت الیافی ABABOND FRP-C5
چسب دو جزیی بدون حلال بر پایه رزین اپوکسی و هاردنر پلی آمین اصلاح شده میباشد که برای اتصال انواع الیاف مقاومسازی به زیرآیند بتنی طراحی شده است. این چسب با توجه به نوع خاص رزین و هاردنر استفاده شده در آن دارای رئولوژی و زمان کاربری مناسب جهت استفاده در آب و هوای سرد و محدوده دمایی ℃ (25 - 5) میباشد. این محصولات دارای مقاومت مکانیکی و شیمیایی عالی و چسبندگی بسیار زیاد میباشد و با توجه به طراحی منحصر به فرد آن، بر روی سطوح خشک و مرطوب قابل اجرا است. همچنین به واسطه خواص رئولوژی ویژه آن، سطح الیاف به طور کامل اشباع شده و الیاف بدون لغزش بر روی سطح متصل میشوند. از جمله مزیتهای این محصول میتوان به چسبندگي بسيار زياد آن به بتن و الیاف، زمان کارپذیری مناسب، سخت شدن بدون تغییر حجم، خاصیت خودترازشوندگی، تحمل بارگذاری بسیار زیاد، مقاومت شیمیایی عالی، عدم وجود حلال و مواد آلی فرار در فرمولاسیون و اجرای سريع و آسان اشاره کرد.
چسب کامپوزیت الیافیABABOND FRP-H25
چسب دو جزیی بدون حلال بر پایه رزین اپوکسی و هاردنر پلی آمین اصالح شده میباشد که برای اتصال انواع الیاف مقاوم سازی به زیرآیند بتنی طراحی شده است. این چسب با توجه به نوع خاص رزین و هاردنر استفاده شده در آن دارای رئولوژی و زمان کاربری مناسب جهت استفاده در آب هوای گرم و محدوده دمایی C °45-55 میباشد. این چسب دارای مقاومت مکانیکی و شیمیایی عالی و چسبندگی بسیار زیاد میباشد و با توجه به طراحی منحصر به فرد آن، بر روی سطوح خشک و مرطوب قابل اجرا است. همچنین به واسطه خواص رئولوژی ویژه آن، سطح الیاف به طور کامل اشباع شده و الیاف بدون لغزش بر روی سطح متصل میشوند.
الیاف کربن ABAWRAP C245 , ABAWRAP C305
محصولات مذکور پارچه الیاف کربن تک جهته برای کاربردهای مقاوم سازی سازه می باشد که برای اتصال الیاف کربن به مقاطع مورد نظر، باید از چسب اپوکسی با قدرت چسبندگی مناسب استفاده شود. پیشنهاد میگردد جهت اجرای الیاف کربن از چسب کامپوزیت الیافی صنایع شیمی ساختمان آبادگران استفاده گردد.
منابع : نشریه 524-
