تعریف کامپوزیت FRP

آنچه در این مقاله میخوانید

اصولاً به دو یا چند مصالح با خاصیت‌های متفاوت که به صورت تلفیقی مورد استفاده قرار می‌گیرند کامپوزیت (Composite) اطلاق می‌شود کامپوزیت FRP متشکل از الیاف و رزین است. الیاف‌های مورد استفاده برای کامپوزیت FRP عبارتند از: الیاف کربن (CFRP) الیاف شیشه (GFRP)، الیاف آرامید (AFRP) و الیاف بازالت (BFRP)که در کامپوزیت‌های FRP سختی و مقاومت توسط الیاف تامین می‌شود.

 رزین‌های مورد استفاده در کامپوزیت FRP انواع مختلفی دارند مانند رزین اپوکسی، وینیل استر یا پلی‌استر که نقش یکپارچگی در عملکرد کامپوزیت بر عهده دارند. در واقع رزین، چسبندگی بین الیاف و سطح بتن و چسبندگی بین سطوح و لایه‌های الیاف را انجام می‌دهد.

انواع مختلف الیاف یا پارچه اف آر پی (FRP Cloth)

پارچه‌های اف آر پی مورد مصرف در مقاوم سازی سازه عبارتند از:

الیاف کربن (CFRP-Carbon Fiber Reinforced Polymer)

الیاف شیشه (GFRP- Glass Fiber Reinforced Polymer)

الیاف آرامید یا کولار (AFRP-Aramid Fiber Reinforced Polymer)

الیاف بازالت (BFRP-Basalt Fiber Reinforced Polymer)

الیاف کربندارای سختی و مقاومت بالاتری نسبت به سایر الیاف‌ها می‌باشد و بنابراین بیشترین مقدار مصرف را در بین سایر الیاف‌ها برای مقاوم سازی دارد.

رزین اپوکسی به علت دارا بودن خواص مکانیکی بهتر نسبت به سایر رزین‌ها، تنها رزین مناسب برای استفاده در سیستم‌ها مقاوم سازی با FRP است.

خواص رزین اپوکسی مناسب جهت استفاده در مقاوم سازی با سیستم:FRP

رزین اپوکسی Resin)  (Epoxy در میان سایر رزین‌ها مناسب‌ترین گزینه برای سیستم‌های FRP می‌باشد. (به علت خواص مکانیکی بهتر). رزین‌های اپوکسی دارای فرمولاسیون متفاوت می‌باشند و اصولاً یک نوع ماده شیمیایی به صورت بی‌رنگ و دو جزئی شامل رزین و سخت کننده‌ یا هاردنر هستند. (Epoxy Hardner)

 اختلاط در جزء رزین و ‌هاردنر با نسبتی که کارخانه تولید کننده ارائه می‌نماید بایستی انجام شود. عمل اختلاط دو جزء رزین‌ و هاردنر تحت شرایط محیطی را پخت می‌نامند. عمل پخت باعث می‌شود که این مایع شفاف به قطعه‌ای سخت با خواص مکانیکی ویژه تبدیل شود.

رزین مورد استفاده برای سیستم مقاوم سازی FRP باید دارای خاصیت تیکسو تروپیک (Thixotropic) باشد. تیکسو تروپی خاصیتی از مایعات است که ویسکوزیته ظاهری مایع با تکان دادن و تحت تاثیر نیروی برش و گذشت زمان کاهش می‌یابد و با حذف تنش ویسکوزیته مایع به حالت اولیه برمی‌گردد. این خاصیت رزین باعث می‌گردد که الیاف به صورت مناسب و کافی اشباع گردد.

خواص‌ هاردنر اپوکسی (Epoxy Hardener):

برای داشتن یک مصالح کامپوزیت مقاوم و مناسب از FRP و رزین اپوکسی علاوه بر کیفیت‌ مناسب FRP و رزین، کیفیت هاردنر هم دارای اهمیت بسیار زیادی است.

اختلاط مناسب با یک نسبت مشخص شده از طرف کارخانه سازنده رزین اپوکسی از دو جزء رزین و هاردنر باعث آغاز فرایند پخت رزین اپوکسی می‌شود. نوع هاردنر اپوکسی در خواص نهایی محصول اپوکسی بسیار موثر است.

خواص ‌هاردنر اپوکسی عبارتند از:

  1. جریان یابی (ویسکوزیته)
  2. استحکام کششی
  3. سختی
  4. چسبندگی و میزان شفافیت

خواص فوق در محصول نهایی اپوکسی (پس از مرحله پخت) حاصل خواهد شد.

میزان تاثیر رزین اپوکسی بر کامپوزیت FRP:

خواص مکانیکی FRP کامپوزیت در مقاوم سازی اعضای سازه توسط پارچه اف آر پی (FRP Cloth) تأمین می‌گردد ولی با توجه به اینکه چسبندگی پارچه به سطح بتن و همچنین چسبندگی ورقه‌های FRP به همدیگر می‌تواند خواص مکانیکی را به المان سازه‌ای اضافه کند لذا مواد ماتریس نقش بسیار مؤثری را ایفا می‌کنند. در واقع ماتریس (رزین اپوکسی) باعث انتقال نیرو از سطح بتن به الیاف و یا از یک لایه الیاف به بایه دیگر می‌شود. همچنین ماتریس باعث حفظ الیاف در برابر صدمات مکانیکی محیطی می‌گردد. خصوصیات شیمیایی و حرارتی کامپوزیت FRP به وسیله ماتریس کنترل می‌شود.

تجربیات اجرایی این شرکت (ژیارکو) در خصوص تاثیر کیفیت رزین اپوکسی بر کامپوزیت FRP به شرح زیر است:

– میزان مصرف رزین اپوکسی به کیفیت آن از جمله ویسکوزیته و خاصیت اشباع کنندگی آن وابسته است. هر چه کیفیت رزین اپوکسی بالاتر باشد میزان مصرف آن کاهش می‌یابد.

– بعضی از پارچه‌های اف آر پی (FRP Cloth) قابلیت اشباع شدگی بهتری با رزین اپوکسی دارند بنابراین کیفیت پارچه هم در میزان مصرف رزین اپوکسی موثر است.

عدم اشباع کامل رشته‌های FRP به وسیله رزین اپوکسی باعث پایین آمدن کیفیت کامپوزیت می‌شود. استفاده از رزین اپوکسی بی‌کیفیت باعث عدم پذیرش در تست (Pull Off) خواهد شد.

– مصرف بیش از اندازه مورد نیاز رزین اپوکسی (اضافه بر اشباع الیاف FRP) باعث عدم پذیرش کامپوزیت در تست (Pull Off) خواهد شد. به دلیل اینکه رزین اپوکسی سفت شده خاصیت ترد شکنی دارد بنابراین مصرف بیش از حد نیاز اشباع بر خلاف تصور عامه نتیجه عکس خواهد داشت.

ما را در شبکه های اجتماعی دنبال نمائید.

مقالات پربازدید

تعریف کامپوزیت FRP

اصلاح نشست ساختمان:

محصولات پیشنهادی