خواص مکانیکی frp و مشخصات فنی آن

خواص مکانیکی frp و استحکام پیوند بین میلگردهای پلیمری تقویت‌شده با الیاف (FRP) و بتن یکی از مهم‌ترین جنبه‌های رفتار کامپوزیت برای میلگردها و بتن است. خواص مکانیکی کامپوزیت های FRP به نسبت الیاف و مواد زمینه، روش های ساخت، ویژگی های مکانیکی مواد تشکیل دهنده و جهت گیری الیاف از طریق ماتریس بستگی دارد.

 الیاف را می توان به صورت “فرم پیوسته” (الیاف هم تراز و ادامه دار به طور کلی مستقیم و بلند و موازی با یکدیگر هستند) یا به صورت “فرم بافته شده” (الیاف تولید شده به شکل پارچه و ایجاد استحکام چند جهته) یا در “فرم خرد شده” (الیاف به طور کلی به طور نامنظم و به طور ناپیوسته چیده شده اند و کوتاه به عنوان فایبرگلاس شناخته می شوند) به کار برد.

مشخصات الیاف frp 

مطالعات تحقیقاتی متعددی به طور تجربی رفتار فشاری محوری استوانه‌های بتنی محصور با لوله پلیمری تقویت‌شده با الیاف را در دو دهه گذشته بررسی کرده‌اند.

 با این حال، تنها تعداد محدودی از مطالعات تحقیقاتی مدل‌های تنش-کرنش را برای پیش‌بینی خواص مکانیکی frp، استحکام و نسبت افزایش کرنش سیلندرهای بتنی محصور با لوله پلیمری تقویت‌شده تحت فشار محوری توسعه دادند.

بررسی معادلات طراحی برشی موجود برای خواص مکانیکی frp

دو دهه گذشته شاهد توسعه و افزایش سریع استفاده از مقاوم سازی با frp برای سازه های بتنی بوده است. بنابراین، تلاش های جهانی برای ایجاد مدل های پیش بینی وجود دارد.  

این تلاش ها باعث توزیع چند کد و قوانین کلی شده است. با این حال، هیچ توافقی در مورد مدل‌های برشی در میان همه کدها و دستورالعمل‌های موجود وجود ندارد.

محیط مورد نیاز برای مقاوم سازی با frp

در چنین محیطی، تقویت‌کننده‌های پلیمری مقاوم سازی با FRP می‌توانند به طور کامل جایگزین تقویت‌کننده‌های فولادی سنتی شوند. در این مقاله خواص مکانیکی frp و دوام انواع مختلف میلگردهای FRP و کاربرد آنها در ساخت پل ها ارائه شده است. 

پلیمر تقویت شده با الیاف (FRP) که عمر مفید سازه های بتن مسلح را افزایش می دهد، در دو دهه اخیر در ساخت و سازهای سازه ای محبوب بوده است. استفاده از آرماتورهای FRP غیر خورنده خواص مکانیکی frp مثبتی مانند وزن کم، استحکام کششی بالا، عدم خورندگی و مقاومت در برابر میدان های مغناطیسی و الکتریکی دارد. 

 با این حال، شیب نامحدود منحنی تنش-کرنش به اضافه مدول الاستیک پایین برخی از FRPها در مقایسه با تقویت‌کننده‌های فولادی می‌تواند بر عملکرد ترکیبی بین FRP و بتن تأثیر بگذارد. رابط تماس بین بتن و سطح میله باعث ایجاد یک پیوند بزرگ می شود که بر این عمل ترکیبی تأثیر می گذارد.

آزمایش‌های قبلی که رفتار پیوند بین میلگردهای FRP و بتن را بررسی می‌کردند، عمدتاً بر پارامترهای مختلف تأثیرگذار بر مقاوم سازی با frp، مانند مقاومت فشاری بتن، پوشش بتن، قطر میله، طول تعبیه، موقعیت ریخته‌گری میله، نوع الیاف، نوع میلگرد سطحی و عرضی متمرکز شده‌اند.

این مقاله را هم بخوانید: مقاوم سازی فونداسیون با frp چگونه است؟

بررسی اثر خواص مکانیکی مصالح frp grid

برای بررسی اثر خواص مکانیکی مصالح frp grid باید جز جز مصالح را ارزیابی کنیم و تنشهای برشی و خمشی را در نظر بگیریم.

باند خمشی

اگر دو بخش مجاور در امتداد میله در فاصله dx و در قسمت l برای میله قرار گرفته باشند، تنش های خمشی در قسمت dx مانند شکل 1 نشان داده شده است. 

تست های باند به دو گروه اصلی دسته بندی می شوند: 

• آزمایش های خروجی و 
• آزمایش های پرتو. 

خواص مکانیکی frp مواد کامپوزیتی

یک ماده کامپوزیت شامل یک یا چند فاز ناپیوسته (تقویت کننده) است که در یک فاز پیوسته (ماتریس) با رابط بین آنها تعبیه شده است. یعنی یک کامپوزیت از تقویت کننده در یک ماتریس تشکیل شده است که رابط به عنوان پیوند بین آنها عمل می کند.

طراحی خاص عملکرد مواد کامپوزیت نشان می دهد که طیف وسیعی از عوامل بر خواص مکانیکی frp یک کامپوزیت تأثیر می گذارد. 

لیست زیر خلاصه ای از عوامل احتمالی را ارائه می دهد که می توانند خواص  مکانیکی FRP کامپوزیت را تغییر داده و بر عملکرد آن تأثیر می گذارند.

• خواص مواد تشکیل دهنده کامپوزیت
• توزیع مواد تشکیل دهنده
• تعامل (پیوند) بین اجزای تشکیل دهنده
• هندسه آرماتور، به ویژه شکل، اندازه و توزیع اندازه آن
• غلظت یا حجم تقویت کننده
• همگنی یا یکنواختی سیستم مرکب
• جهت گیری اجزای تشکیل دهنده

این مقاله را هم بخوانید: میلگرد frp یا میلگرد کامپوزیت چیست؟

مشخصات فنی مصالح frp اجزای تقویتی

همانطور که قبلا ذکر شد، مشخصات فنی مصالح frp بهبود یافته نسبت به مواد تشکیل دهنده اصلی، مطلوب ترین ویژگی کامپوزیت ها است، به عنوان مثال، استحکام، سفتی و چقرمگی. این خواص مکانیکی frp در واقع به شدت به نوع و هندسه آرماتور بستگی دارد.

 کامپوزیت ها به طور کلی بر اساس هندسه تقویتی به کامپوزیت های تقویت شده با الیاف یا کامپوزیت های تقویت شده با ذرات طبقه بندی می شوند. 

کامپوزیت های تقویت شده با الیاف خواص خود را عمدتاً از مقاوم سازی با FRP بدست می آورند.

 مانند تقویت‌کننده، کامپوزیت‌های فیبری معمولاً قوی، سفت و سخت هستند و می‌توانند در دماهای بالا عملکرد خوبی داشته باشند. از سوی دیگر، خواص مکانیکی frp کامپوزیت ذرات عمدتاً از ماتریس مشتق می‌شوند. 

ویژگی های فیزیکی و مکانیکی frp

یکی از مسائل مورد تاکید شرکت مقاوم سازی ویژگی های فیزیکی و مکانیکی frp می باشد. آنها با تاکید بر این خصوصیات موفق به ساخت فونداسیون های مستحکم تر شده اند و توانسته اند نوآوری های جدید را در این زمینه به کار بندند. 

همچنین لازم به ذکر است شرکت بیکران سازان به موفقیت های زیادی در زمینه مقاوم سازی مصالح ساختمانی و بتن با استفاده از الیاف FRP دست یافته است و توانسته گام های بلندی را در این راستا جهت مقاوم سازی برج ها و ساختمان های مدرن بردارد.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد ویژگی های فیزیکی و مکانیکی frp مورد تاکید در شرکت مقاوم سازی مقاله شبکه کامپوزیتی frp جهت مقاوم سازی را مطالعه کنید تا با شیوه های جدید مقاوم سازی با frp آشنا شوید.