نکات روش اجرای FRP

روش اجرای FRP و نکات آن از موضوعات مهمی است که در زمینه مقاوم سازی باید بدانید. سازه های مختلفی وجود دارند که به دلایل مختلفی نیاز به مقاوم سازی پیدا می‌کنند. برای مقاوم سازی انواع سازه ها روش های متفاوتی وجود دارد که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارد. همچنین هر روش در شرایطی خاص مورد استفاده قرار می‌گیرد. FRP یکی از روش های نسبتا نوین برای مقاوم سازی سازه ها محسوب می‌شود. اگر می‌خواهید بیشتر با این راهکار مقاوم سازی آشنا شوید، ادامه این مطلب از سایت مقاوم سازان پایون را از دست ندهید.

FRP چیست؟

اف آر پی به نوعی پلیمر می‌گویند که با فیبر تقویت شده است. مواد استفاده شده در این پلیمر از فیبر و ماتریس تشکیل می‌شود. اف آر پی در صنایع مختلفی کاربرد دارد که یکی از آنها ساختمان سازی است. ماتریسی که در اف آر پی قرار دارد از رزین های پلی استر و اپوکسی تشکیل شده است. ماتریس FRP از خوردگی و آسیب دیدن بتن جلوگیری می‌کند. این محصول کاربردهای متنوعی خصوصا در ساخت و ساز دارد اما باید به روش خاصی از آن استفاده کرد.

مراحل آماده سازی سطح و نصب FRP

عملیات نصب FRP نیازمند انجام محاسبات سیستمی خاص می‌باشد. این محاسبات باید شرایطی را ایجاد کند تا مقاومت سازه در برابر نیروی کششی و کرنشی زیاد شود. هر چه محاسبات دقیق تر انجام شود عملکرد اف آر پی بهتر و سازه مقاوم تر خواهد بود. اما مراحل نصب و اجرای FRP شامل موارد ذیل است که در ادامه تک تک آنها را بررسی می‌کنیم:

• بررسی کردن سازه و محیط آن به جهت ایجاد شرایط اجرای اف آر پی
• آماده سازی سطح اجرا
• اجرای FRP
• کنترل کیفیت عملیات اجرا شده

بررسی سازه و محیط اطراف آن

قبل از هرگونه عملیاتی باید محیط اطراف و بستر اجرا بررسی شده و در صورتی که مشکلی وجود دارد برطرف شود. بنابراین قبل از مقاوم سازی با FRP باید بتن بستر چک شود. اگر بتن آسیب دیده و یا دچار تخریب شده و به سطح میلگرد رسیده باشد باید ابتدا با روش های مختلف ترمیم بتن انجام شود و سطح به شکل یکنواخت درآید. همچنین اگر بتن سالم است باید هرگونه آلودگی مثل مواد روغنی، گریس و… از سطح آن پاک شود.

آماده سازی سطح اجرا

اگر بتن به وسیله کلریدها یا سولفات ها مورد حمله قرار گرفته است ابتدا باید آثار و بخش های آسیب دیده پاکسازی شوند، چراکه کامپوزیت بار قابل توجهی به سطح انتقال می‌دهد و باید اتصال بین سطح و کامپوزیت به خوبی برقرار شود. بنابراین سطح بتن باید اکسپور باشد. یکی از روش های پاکسازی سطح، استفاده از تکنیک سند بلاست است. برای آماده سازی سطح لازم است موارد زیر نیز انجام شوند:

• ساخت لایه جدید به جای لایه هایی که تخریب شده اند.
• خلل و درزهای سطحی باید با استفاده از بتونه پر شوند.
• سطح عضو مورد نظر باید صاف و تسطیح شود.
• سطح باید به رزین پرایمر آغشته گردد.

اجرای FRP

اما در مرحله سوم مقاوم سازی با اف آر پی نوبت به اجرای آن می‌رسد. روش اجرای این الیاف به دو شکل دستی و مکانیزه می‌باشد. یا به عبارت دیگر نصب اف آر پی با استفاده از روش های دستی و NSM  است. در ادامه این دو روش را بررسی می‌کنیم.

1. روش نصب دستی

در راهکار دستی مقاوم سازی با FRP، تولید و اتصال کامپوزیت ها به شکل همزمان انجام می‌شود. به این معنی که پس از تمام شدن مرحله اول سطح باید با استفاده از غلتک به ملات و رزین پلیمری آغشته شود. پس از آن نیز باید الیاف بر روی سطح اجرا شود. ملات پلیمری نیز با غلتک بر روی الیاف قرار می‌گیرد. اگر قصد داشته باشیم چند لایه مقاوم سازی را اعمال کنیم باید بر روی لایه اول، لایه دوم کار شود. در برخی مواقع ممکن است عملیات چسباندن با دستگاه انجام شود. بعضی مواقع نیز برای مهار کردن تقویت کننده frp از اسپایک یا انکر استفاده می‌کنند.

2. روش نصب NSMR

NSMR سر واژه چند کلمه لاتین به معنای تقویت کننده FRP در سطوح نزدیک است. این روش اجرای FRP، روشی قدیمی است که در آن از کامپوزیت به جای میلگرد فولادی استفاده می‌شود. در این روش معمولا از چسب های پلیمری به جای گروت سیمانی استفاده می‌شود. میلگرد های اپوزیتی نیز در این راهکار به جای میلگردهای فولادی قرار می‌گیرند. در این روش تقویت، پدیده تورق یا اثر لاملار ایجاد نمی‌شود. زمانی می‌توان از این روش استفاده کرد که مهار کردن میلگرد های قرار داده شده در کنار عضو ممکن باشد.

– مراحل نصب و روش اجرای FRP در سیستم NSMR

این مراحل عبارتند از:

• با استفاده یک فرز در بتن شیار ایجاد می‌شود.
• با استفاده از دمنده هوا یا فشار آب زیاد شکاف ایجاد شده تمیز می‌شود.
• سطح شیار باید به طور کامل خشک شود.
• شیار تا حدی با چسب پلیمری پر می‌شود و سپس میله کامپوزیت FRP در آن قرار داده می‌شود.

مرحله عمل آوری FRP

در این مرحله شما با استفاده از تکنیک هایی از قطعه مقاوم سازی شده محافظت می‌کنید. در مرحله عمل آوری در عرض 2 الی 6 ساعت سطح مقاوم سازی شده باید بررسی شود تا هیچ گونه حباب هوا در آن وجود نداشته و در آن حبس نشده باشد. همچنین هیچ گونه بیرون زدگی و خم شدگی نیز نباید در لایه ها مشاهده شود. پس از آن نیز برای افزایش طول عمر باید عضو مقاوم سازی شده رنگ آمیزی شود.

از روش FRP برای مقاوم سازی پل ها نیز استفاده می شود. ما در مقاله با عنوان مقاوم سازی پل ها با روش FRP به طور کامل به این موضوع پرداخته ایم.

بازرسی و تست کنترل کیفیت پس از اجرا

پس از اجرای FRP، انجام بازرسی فنی و تست‌های کنترل کیفیت برای اطمینان از عملکرد مطلوب سیستم مقاوم‌سازی ضروری است. یکی از اصلی‌ترین روش‌ها، تست چسبندگی Pull-off است که میزان چسبندگی بین لایه FRP و بستر بتن را اندازه‌گیری می‌کند. این آزمون مطابق استاندارد ASTM D4541 انجام می‌شود و حداقل مقادیر مورد انتظار، بسته به نوع پروژه، باید تأمین گردد.

در کنار آن، بازرسی چشمی دقیق برای بررسی وجود حباب، نواحی اشباع‌نشده، تورفتگی‌ها یا جداشدگی‌ها در لایه‌های FRP انجام می‌گیرد. استفاده از تکنولوژی‌های غیرمخرب (NDT) مانند التراسونیک یا ترموگرافی نیز در برخی پروژه‌ها برای بررسی عمقی کیفیت اجرا توصیه می‌شود.

تهیه گزارش دقیق از وضعیت نصب، شامل ضخامت لایه‌ها، نوع و مقدار رزین مصرفی، شرایط آب‌وهوایی حین اجرا و مطابقت با مشخصات فنی، بخشی از الزامات کنترل کیفیت است. رعایت این مراحل، ضمن تضمین عملکرد فنی سازه، به تأیید نهایی پروژه توسط ناظر یا کارفرما نیز کمک می‌کند.

رزین، چه نقشی در اجرای FRP دارد؟

رزین اپوکسی مورد استفاده در این روش، در درجه حرارت پایین دارای گران روی بالایی است. البته درجه حرارت زیاد نیز مشکل ساز است. در این وضعیت باید شرایط اجرا را به روش مصنوعی ایجاد و یا مقاوم سازی سازه ها را متوقف کرد . در صورت استفاده از رزین باید حتما طبق دیتا شیت اعلامی شرکت سازنده اقدام کرد. همچنین باید از رقیق کردن اپوکسی جلوگیری کرده و پس از مخلوط شدن رزین با هاردنر به سرعت از آن استفاده کرد.

مزایای استفاده از FRP در مقاوم‌سازی سازه‌ها

استفاده از کامپوزیت‌های FRP (Fiber Reinforced Polymer) در مقاوم‌سازی سازه‌ها به‌عنوان یک روش نوین و پیشرفته، مزایای متعددی را نسبت به روش‌های سنتی فراهم می‌کند. وزن بسیار پایین FRP در مقایسه با فولاد یا بتن، موجب کاهش بار مرده سازه و سهولت در حمل و نصب می‌شود. مقاومت مکانیکی بالا، به‌ویژه در برابر کشش و خمش، یکی از ویژگی‌های کلیدی این متریال است که آن را برای تقویت تیرها، ستون‌ها، دال‌ها و دیوارها بسیار مناسب کرده است.

از سوی دیگر، FRP در برابر خوردگی، مواد شیمیایی و رطوبت مقاومت بالایی دارد؛ به همین دلیل در محیط‌های خورنده و مرطوب، عملکرد پایداری از خود نشان می‌دهد. سرعت بالای اجرای پروژه، نیاز کمتر به تجهیزات سنگین، کاهش اختلال در بهره‌برداری از سازه در زمان اجرا و عمر مفید طولانی از دیگر مزایای قابل‌توجه FRP در پروژه‌های مقاوم‌سازی است. این ویژگی‌ها FRP را به یکی از گزینه‌های برتر در بهسازی لرزه‌ای و مقاوم‌سازی سازه‌های بتنی و فلزی تبدیل کرده است.

خطاهای رایج در اجرای FRP و راهکارهای پیشگیری

در اجرای سیستم‌های FRP، خطاهای اجرایی می‌توانند منجر به کاهش کارایی و حتی ناکارآمدی کامل تقویت شوند. یکی از رایج‌ترین مشکلات، آماده‌سازی ناکافی سطح است. در صورتی که سطح بتن زبر نباشد یا به‌درستی تمیز نشده باشد، اتصال مکانیکی و چسبندگی شیمیایی رزین به سطح دچار اختلال خواهد شد.

استفاده بیش‌ از حد یا کمتر از مقدار مورد نیاز رزین، یکی دیگر از اشتباهات رایج است که می‌تواند به ایجاد حفره‌های هوا، کاهش مقاومت نهایی و عدم پوشش کامل الیاف منجر شود. از سوی دیگر، عدم رعایت زاویه صحیح در نصب لایه‌های الیاف یا برش ناصحیح آنها می‌تواند باعث ایجاد تنش‌های موضعی و پارگی زودهنگام شود.

برای پیشگیری از این مشکلات، آموزش اپراتورها، استفاده از نیروهای متخصص، پایش دقیق دما و رطوبت محیط در حین اجرا، و نظارت مستمر توسط ناظر فنی الزامی است. همچنین استفاده از تجهیزات دقیق در برش، اشباع‌سازی و نصب الیاف، کیفیت اجرا را تا حد زیادی افزایش می‌دهد.

هزینه اجرای FRP و مقایسه با روش‌های سنتی مقاوم‌سازی

هزینه اجرای FRP به عوامل مختلفی بستگی دارد؛ از جمله متراژ پروژه، نوع الیاف مصرفی (کربن، شیشه یا آرامید)، نوع رزین، شرایط بستر، روش اجرا (wrap یا NSM) و موقعیت پروژه. با وجود اینکه قیمت اولیه مصالح FRP ممکن است نسبت به مصالح سنتی بالاتر به نظر برسد، اما هزینه کلی پروژه در بسیاری موارد اقتصادی‌تر خواهد بود.

سیستم‌های FRP به دلیل وزن کم، حمل آسان، نیاز کمتر به تجهیزات سنگین و سرعت بالای اجرا، هزینه‌های جانبی کارگاه، نیروی انسانی و زمان توقف بهره‌برداری سازه را به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهند. در مقابل، روش‌های سنتی مقاوم‌سازی مانند ژاکت بتنی یا فولادی، علاوه بر افزایش بار مرده سازه، مستلزم عملیات سنگین، قالب‌بندی، آرماتورگذاری و صرف زمان بیشتر هستند.

همچنین در سازه‌هایی با محدودیت فضایی یا در پروژه‌هایی که زمان عامل بحرانی است، استفاده از FRP نه تنها گزینه‌ای فنی، بلکه راهکاری مقرون‌به‌صرفه در بلندمدت به شمار می‌رود. نگهداری پایین، عمر مفید بالا و عدم نیاز به پوشش‌های ضد خوردگی از دیگر دلایلی است که سرمایه‌گذاری در اجرای FRP را توجیه‌پذیر می‌سازد.

جمع بندی درباره روش اجرای FRP

در این مطلب تلاش شد تا به تفصیل در مورد روش اجرای FRP و نکات آن توضیحات کاملی ارائه شود. اگر به دنبال نصب و اجرای FRP در تهران می‌گردید بهتر است به این منظور به شرکت های معتبر و شناخته شده ای نظیر مقاوم سازان پایون مراجعه کنید. این شرکت تاکنون پروژه های مرتبط بسیار زیادی را در سطح کشور با موفقیت به سرانجام رسانده است و گزینه خوب برای انتخاب توسط کارفرمایان محسوب می‌شود.

سوالات متداول

1. FRP چیست؟

اف آر پی نوعی پلیمر است که با فیبر تقویت شده و برای مقاوم سازی سازه‌های مختلف از جمله سازه‌های بتنی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

2. مراحل اجرای FRP چیست؟

این مراحل عبارتند از: بررسی بتن در بستر زمین، آماده سازی سطح و اصلاح بتن های آسیب دیده در بستر، اجرای الیاف اف آر پی به دو روش دستی یا مکانیزه، عمل آوری و بررسی سطحی که مقاوم سازی شده است.