بخشی از مقاله
چکیده
الیاف مسلح پلیمری - FRP - دارای خصوصیات مقاومتی و رفتاری مناسب می باشند که جهت استفاده در مقاوم سازی و طراحی لرزه ای سازه ها به کار می روند. از یک جهت چون وزن این الیاف 20درصد وزن فولاد بوده و مقاومت کششی آنها10 برابر فولاد و از جهت دیگر گزینه مناسبی در مقاوم سازی ساختمان ها به خصوص در مناطقی که سازه ها در معرض خوردگی هستند بیشترین کاربرد را دارند. از معایب استفاده از میلگردهای FRP هم مشخص نبودن خیز می باشد که بایدحتماً در طراحی لحاظ شود. در این مقاله به مطالعه به معرفی،روش های ساخت،مصالح مصرفی وخیز در تیرهای بتنی مسلح به میلگرد FRP پرداخته می شود. امروزه به دلیل این که استفاده از میلگردهای FRP در سازه ها گسترش یافته است باید تحقیقات بیشتری در خصوص کاربرد هر چه بهتر این میلگردها انجام شود تا سازه ای مقاوم و همچنین سبک داشته باشیم.
کلمات کلیدی: میلگرد FRP، عوامل مؤثر بر چسبندگی، خواص مکانیکی، انواع سطوح، تیرهای بتنی مسلح، خیز، شکل پذیری، مقاطع کامپوزیتی FRP
مقدمه
استفاده از میلگردهای FRP در سالیان اخیر رشد قابل توجهی نموده است که دلیل آن نیاز به افزایش بهره وری و ارتقای اساسی زیرساختها در تمامی نقاط دنیا می باشد. از ویژگی های اصلی میلگردهای FRP مقاومت در برابر خوردگی، دوام بالا و سهولت در جابجایی می باشد . ولی بالعکس مهمترین مشکلات میلگردهای فولادی خوردگی آن ها در شرایط بد محیطی است که به همین دلیل میلگردهای FRP جایگزینی مناسب می باشند.
با وجود این که میلگردهای FRP مزیت هایی دارند چون مدول الاستیسیته آن ها از مدول الاستیسیته میلگردهای فولادی کمتر است به همین دلیل خیز آن ها هم بیشتر می شود و همچنین به خاطر خطی بودن رفتار آرماتورهای FRP شکل پذیری آن ها کمتر از تیرهای مسلح شده با فولاد است. بنابراین در طراحی این تیرها علاوه بر معیار مقاومت معیارهای شکل پذیری و خیز نیز باید مطرح شوند. یکی از عامل های مهم در روابط خیز اثر سخت شوندگی کششی میلگردها است چون بر اساس این پدیده مقداری از بتن اطراف میلگردها در کشش کارگاهی که باعث افزایش ممان اینرسی مقطع مؤثر و کاهش خیز تیر می شود.
تاریخچه میلگردهای FRP
از اولین باری که میلگردهای FRP مورد استفاده طراحان و سازندگان قرار گرفته بیش از 20 سال می گذرد و سالانه رقمی بیش از 10 میلیون متر از این مواد در صنعت ساخت و ساز استفاده می¬گردد. دلایل و مزیت های متعدی وجود دارد که باعث می ¬شود مهندسین عمران و سازه به استفاده از سیستم های کامپوزیتی رزین+الیاف به عنوان مسلح کننده داخلی در سازه¬های های بتن مسلح روی بیاورند. مهمترین آنها دوام بالای این سیستم می¬باشد. اگرچه عواملی مانند عایق بودن مغناطیسی و حرارتی، و نسبت مقاومت به وزن بالا نیز مرغب مهندسین طراح می باشند.
هر رشته نخ نازک طبیعی ویا مصنوعی که ریشه ی معدنی ویا آلی داشته باشد و طولی معادل صد برابر قطرشان داشته باشند و از زمینه های پلیمری به یکی از اشکال پارچه ای،توری بافته شده،رشته های به هم بافته شده به صورت طنابی یا هرشکل را مواد کامپوزیتی گویند. میلگردهای FRP ازالیاف و رزین تشکیل شده اند که فیبرها جزاصلی باربری در FRP می باشند وباتوجه به نوع ، قطری بین 5تا25 میکرون دارند.
دلایل استفاده از میلگردهای FRP
خصوصیات مقاومتی ورفتاری بسیارمناسب درمقاوم سازی وطراحی لرزه ای سازه ها، وزن کم ومقاومت کششی زیاد، گزینه ای مناسب در ساختن سازه هایی که در مناطق درمعرض اکسیداسیون وخوردگی زیاد قرار دارند، خصوصیات غیرمغناطیسی بودن، ضریب انبساط حرارتی دردوجهت طول وعرض، برش پذیری اسان و نارسایی الکتریکی.
کاربرد میلگردهای FRP
فهرست کاربردهای میلگردهای GFRP در صنعت ساخت و ساز و به طور ویژه در انواع سازه ها: تاسیسات فاضلاب مانند تصفیه خانه ها، کلاریفایر، منهول، کانال ها وچربی گیری لوله های بتنی هدایت فاضلاب، پساب های صنعتی و مواد شیمیایی، سازه های بتنی اسکله ها و سازه های دریایی، سازه های مجاور دستگاه های MRI در مراکز بهداشتی و درمانی، آرماتوربندی لایه های فوقانی در عرشه پلها در مناطق سردسیر و زیرسازی های بتن مسلح، دیواره موقت بتنی در داخل تونل های مترو، - نیلینگ - تحکیم خاک، شمع های داخل خاک و آب. کانال های روباز و لوله های بتنی هدایت آب، بلوکهای بتنی پیش ساخته جاده ای، ساختمانهای پیش ساخته بتنی برای استفاده موقت، پانل های پیش ساخته نما، دیوارهای پیش ساخته، ستونها و فونداسیون پیش ساخته برای دیوارکشی و محوطه سازی، تیرهای برق و تیرهای جایگزین دکل های انتقال نیرو، اتاقک پست برق پیش ساخته بتنی، آرماتوربندی کف پارکینگ ها و سالن های صنعتی، کف کاذب و سقف کاذب بتنی، ساخت کول چاه.
عوامل موثربرچسبندگی بین بتن ومیلگردFRP شامل: قطر، وضعیت سطحی، طول جایگذاری و شکل میلگرد می باشد.خواص مکانیکی میلگردهای FRP به عواملی چون کیفیت الیاف، جهت وشکل، نسبت حجمی، چسبندگی به ماتریس و فرایند تولید بستگی دارد.عوامل مهم خیز در تیرهای بتنی مسلح شده با میلگردهای FRP را می توان سخت شوندگی کششی میلگردها و مدول الاستیسیته کم برشمرد.2 مورد از نقاط ضعف میلگردهایFRP، مشخص نبودن حدودشکل پذیری و کارخانه ای بودن قطع وخم این میلگردها می باشد
