0912-1001763

88259793

از 10 صبح تا 16

جستجو

ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی FRP

ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی FRP

در این مطلب ما قصد داریم مقاوم سازی ساختمان با FRP و ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی FRP را به طور جامع توضیح دهیم تا شما با این مقوله بیشتر آشنا شوید.

ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی FRP : 

۱- وزن مخصوص : مواد FRP بسیار سبک بوده و چگالی آن حدود یک‌ پنجم چگالی فولاد است، که این خود مهمترین دلیل برای آسانی کاربرد این مواد در مهندسی عمران می‌باشد. وزن مخصوص محصولات کامپوزیتی FRP به‌ مراتب کمتر از وزن مخصوص فولاد است، به‌ عنوان نمونه وزن مخصوص کامپوزیت‌های CFRP یک‌ سوم وزن مخصوص فولاد است. نسبت بالای مقاومت به وزن در کامپوزیت‌های FRP از مزایای عمده‌ی آنها در کاربرشان به‌ عنوان مسلح کننده‌ی بتن محسوب می‌شود . ۲- مدول الاستیسیته : مدول الاستیسیته محصولات FRP اکثراً در محدوده قابل قبولی قرار دارد، اگرچه اصولاً کمتر از مدول الاستیسیته فولاد است. مدول الاستیسیته میله‌های کامپوزیتی FRP ساخته‌ شده از الیافت در محدوده Gap 022 تا Gap 032 برای کربن Gap 23 برای شیشه و Gap 42 برای آرامید گزارش‌ شده است. افزایش دمای فراتر از نقطه نرمی، بر روی ضریب کشسانی رزین اثر گذاشته و مقدار آن را به‌ اندازه قابل‌ توجهی کاهش می‌دهد. نقطه نرمی اکثر پلیمرهای مصرفی بین ۴۲ تا ۶۲ درجه سانتیگراد می‌باشد. این در حالی است که الیافت قابلیت تحمل دمای بسیار بالاتری را دارا می‌باشند. در نتیجه در مواردی که پیوستگی بتن FRP و عضو بتنی تعیین‌ کننده است، استفاده FRP در دمای بالاتر از نقطه نرمی پیشنهاد نمی‌شود . ۳- عایق بودن : مصالح AFRP و GFRP ها خاصیت عایق بودن بسیار عالی دارند. به‌ بیان‌ دیگر، این مواد از نظر مغناطیسی یا الکتریکی خنثی بوده و عایق محسوب می‌شوند، اما CFRP ها هادی الکتریک می‌باشند، بنابراین استفاده از بتن مسلح به میله‌های GFRP در قسمت‌های از بیمارستان که نسبت به امواج مغناطیسی حساس هستند. و در مسیرهای هدایتی قطارهای شناور مغناطیسی و همچنین در باند فرودگاه‌ها و مراکز رادار، بسیار سودمند خواهد بود .

ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی FRP : 

۴- چسبندگی با بتن : خصوصیت چسبندگی، برای هر ماده‌ای که به‌ عنوان مسلح کننده بتن به کار میرود، بسیار مهم تلقی می‌شود. در مورد میله‌های کامپوزیتی FRP، اگر چه در بررسی اولیه، مقاومت چسبندگی ضعیفی برای کامپوزیت‌های از الیاف شیشه گزارش‌ شده بود، اما تحقیقات اخیر در دنیا، مقاومت چسبندگی خوب و قابل قبولی را برای میله‌های کامپوزیتی FRP گزارش می‌کند. ۵- مقاومت کششی : ورق‌های FRP در هنگام بارگذاری کششی رفتاری کاملاً کشسان دارند و گسیختگی آن‌ها ناگهانی است. در صورت رسم نمودار تنش – کرنش برای الیاف بکار رفته در آن‌ها، خطوط راستی به دست خواهد آمد که شیب آن‌ها ضریب کشسانی الیاف می‌باشد. ضریب کشسانی الیاف کوچکتر از فولاد بوده اما در چند سال اخیر الیاف کربنی با ضریب کشسانی بزرگتر از فولاد نیز تولید شده است. مصالح FRP معمولاً مقاومت کششی بسیار بالای دارند، که از مقاومت کششی فولاد به‌ مراتب بیشتر است. مقاومت کششی بالای میلگردهای FRP کاربرد آنها را برای سازه‌های بتن‌آرمه، خصوصاً برای سازه‌های پیش‌ تنیده بسیار مناسب نموده است. مقاومت کششی مصالح FRP اساساً به مقاومت کششی، نسبت حجمی، اندازه و سطح مقطع فیبرهای (الیاف) بکار رفته در آنها بستگی دارد. مقاومت کششی محصولات FRP برای میله‌های کربن MPa 0022 تا MPa 0022، برای میله‌های با الیاف شیشه MPa 722 تا MPa 0022 و برای میله‌های با الیاف آرامید MPa 0132 تا MPa 0432 گزارش‌ شده است. با این‌ وجود، برای بعضی از این محصولات، حتی مقاومت‌های بالاتر از MPa 1222 نیز گزارش‌ شده است. مقاومت مصالح FRP بستگی زیادی به نسبت حجمی الیاف در آن‌ها دارد. ازآنجایی‌ که مقاومت کششی الیاف بالاتر از مقاومت رزین‌ها است.

ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی FRP : 

با افزایش درصد الیاف مقاومت مصالح FRP افزایش چشمگیری خواهد داشت. بر مبنای آیین‌نامه، ضریب کشسانی مصالح FRP به‌ صورت وتری تعیین شده و در تعیین مقاومت مجاز احتمال شکست ۰۱/۲ درصدی ملاک قرارگرفته شده است. از آنجایی‌ که در طراحی سیستم‌های تقویتی با FRP پیش از اجرا، ضخامت ورق بر حسب نیروی کششی بر واحد عرض ملاک محاسبه قرار می‌گیرد. ۶- مقاومت فشاری : ورق FRP که از خارج به سطوح بتنی چسبانده می‌شود. قابلیت تحمل نیروی فشاری را ندارد. پژوهشگران در آزمایش‌های متعدد نشان داده‌اند که ظرفیت فشاری FRP های کربنی (GFRP)، شیشه‌ای (GFRP) و آرامیدی (AFRP) به ترتیب در حدود ۶۲ و ۳۲ و ۰۲ درصد ظرفیت کششی آنهاست. این کاهش ظرفیت به دلیل کمانش موضعی الیاف در داخل FRP است. ضریب کشسانی مصالح FRP در فشار بین ۶۲ تا ۰۲۲ درصد مصالح در کشش می‌باشد. توجه شوید که بطورکلی مقاومت فشاری میله‌های کامپوزیت FRP از مقاومت کششی آنها کمتر است. بعنوان نمونه مقاومت فشاری محصولات ISOROD برابر MPa 422 و مقاومت کششی آنها MPa 522 است.

محاسن کامپوزیت پلیمری و ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی FRP : 

  • وزن کم
  • انعطاف‌ پذیری بالا
  • راحتی در جابه‌جایی
  • سرعت عمل بالا
  • برشکاری در قطعات دلخواه
  • سادگی اجرا
  • امکان تقویت به‌ صورت خارجی  

معایب کامپوزیت پلیمری FRP : 

  • آسیب‌ پذیری در مقابل آتش‌ سوزی
  • کم‌ تجربگی مشاوران و پیمانکاران

اتصال ورق‌های فولادی با ستون‌ها با EPOXY صورت می‌گیرد که معایب این روش می‌توان به هزینه بالا، کاربری سخت، خطر پوسیدگی در برابر رطوبت، غیر انعطاف‌پذیر بودن ورق‌ها، تغییر در وزن المان و در نتیجه تغییر د فرکانس طبیعی سازه و... را نام برد.  

 

ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی FRP1 میثم منظری توکلی ،۲٫ مسعود لک زاده ،۳٫ سید مجتبی عمرانی ۱- مدرس بخش مهندسی عمران، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، دانشکده شهید چمران کرمان، ایران ۲- مدرس بخش مهندسی عمران، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، دانشکده شهید چمران کرمان، ایران ۳- دانشجوی مهندسی اجرایی عمران، دانشکده شهید چمران کرمان، دانشگاه فنی و حرفه‌ای کرمان، ایران

انصراف از نظر
فیلترها
Sort
display