دانلود مقاله آشنایی با FRP در pdf

توضیحات

  مقاله آشنایی با FRP در pdf دارای 29 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله آشنایی با FRP در pdf  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله آشنایی با FRP در pdf،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله آشنایی با FRP در pdf :

ورقه‌های FRP
در تقویت ترکیبی اعضای بار بر بتن‌آرمه سازه‌ای با ورقه‌های FRP یا ورقه‌های فلزی یک اثر متقابل پیچیده 2 بین آن دو وجود دارد، به عبارت دیگر بایستی رفتار مواد شامل مقاومت، تغییر شکل و کرنش نهایی، شکل پذیری، . . . و مودهای شکست هر 2 ماده (بتن آرمه + FRP ) را برای تشخیص نحوه گسیختگی مقطع تقویت شده بررسی و تلفیق نمود.

یکی از مودهای خطرناک شکست که در تقویت خمشی و سایر تقویتهای اعضای بار بر ساز ه‌ای رخ می‌دهد، Delamination است و در این مقاله به دنبال شناخت این مود در تقویت خمشی تیر بتن آرمه با ورقه FRP هستیم.
با توجه به کاربرد روز افزون اشکال مختلف FRP در تقویت سازه های بتن آرمه , حتی کاربرد آنها در تقویت سازه های فولادی لزوم آشنایی با برخی از مفاهیم پایه در این مقوله ضروری به نظر می رسد.

مقدمه :
با آشنایی با مفهوم FRP , لزوم آشنایی با برخی ازمفاهیم چون کامپوزیت ,پلیمر , رزین یا ماتریس , طبقه بندی FRP براساس فیبر یا الیاف تشکیل دهنده یا انواع رزینهای پلیمری تشکیل دهنده آن, مقایسه بین آنها , روشهای تولید, عوامل مؤثر در خواص مکانیکی لزوم دارد.
1- FRP چیست ؟

این کلمه اختصاری از کلمات Fiber Reinforced Polymer or Plastic می با شد به عبارت دیگر به یک ماده مرکب و کامپوزیتی اطلاق می شود که از فیبریا الیاف تقویتی و ماتریس ( ماده در برگیرنده ) یا رزین از جنس پلیمر مطابق شکل 1 تشکیل شده است
مقاومت به خوردگی در ساختمان و اهمیت میلگرد های كامپوزیتی FRP

بزرگترین سهم بازار مصرف مواد مركب (كامپوزیت) در اختیار صنعت ساختمان است .در این میان آرماتورهای كامپوزیتی به میزان وسیعی در ساختمان¬سازی به¬ویژه احداث بناهای ساحلی و یا سازه¬های مستقرشده در شرایط اقلیمی خوردنده كاربرد یافته¬اند. گسترش تكنولوژی ساخت این آرماتورها می¬تواند علاوه بر مرتفع ساختن نیاز صنعت ساختمان، راهگشای تولید انواع محصولات در صنایع دیگر همچون وسایل ورزشی، خودرو و غیره باشد. در گفتگوی شبكه تحلیل¬گران تكنولوژی ایران (ایتان) با دكتر محمود مهرداد شكریه، رئیس موسسه كامپوزیت ایران به این مهم پرداخته شده است:
استفاده از آرماتورهای كامپوزیتی چه مزایایی دارد؟

دلیل عمده استفاده از میلگردهای FRP در داخل بتن، جلوگیری از پدیده خوردگی و افزایش میرایی ارتعاشات ایجاد شده در سازه در برابر ارتعاش می¬باشد. هر چند كه استفاده از میل¬گردهای FRP به جای نمونه¬های فلزی سبب كاهش وزن بنا نیز خواهد شد، اما در استفاده از این میل¬گردها، مساله كاهش وزن اهمیت ناچیزی نسبت به دو مورد بیان¬شده دارد. دلیل بالا بودن ضریب میرایی كامپوزیت¬ها، خواص غیركشسان آنهاست كه انرژی جذب شده را میرا می¬كنند. در حالی كه مواد فلزی حالت كشسان داشته و انرژی جذب شده را میرا نمی¬نمایند. بنابراین مواد كامپوزیتی در برابر ارتعاشات زلزله عملكرد بهتری خواهند داشت و بهترین گزینه جهت مقاومت سازه در برابر لرزه¬ها خواهند بود.

بكارگیری میل¬گردهای FRP به جای فلزی، به-طور قابل ملاحظه¬ای از زیان¬های ناشی از بروز خوردگی جلوگیری می¬كند. ظهور تخریب ناشی از پدیده خوردگی در بتن مسلح¬شده با میل¬گرد فلزی بدین گونه است كه نخست میله¬-های فلزی داخل بتن دچار زنگ¬زدگی شده و اكسید می¬شوند. سپس این اكسید¬ها به سمت سطح بیرونی بتن شروع به مهاجرت كرده و با انتشار در داخل بتن باعث از بین رفتن آن می¬شوند. بدین ترتیب با خورده¬شدن دو جزء فلزی و بتنی سازه، زمینه تخریب كامل سازه بتنی فراهم می¬گردد. روش¬های سنتی گذشته مانند چسباندن صفحات فلزی بر روی سازه یا اضافه كردن

ضخامت بتن جهت مقابله با پدیده خوردگی ضمن آنكه مشكل خوردگی فلز را مرتفع نخواهد نمود، سبب افزایش وزن سازه و آسیب¬پذیرترشدن آن در برابر زلزله نیز خواهد شد. جهت جلوگیری از این امر می-توان با تقویت سطح خارجی سازه بتنی توسط مواد مركب و استفاده از میل¬گردهای FRP در داخل بتن، هم مشكل خوردگی فلز داخل سازه را حل نمود و هم جلوی مختل شدن كارایی سازه در صورت خورده شدن بتن را گرفت كه این بهترین روش مقابله با پدیده خوردگی در یك سازه بتنی می¬باشد.

كشور ما نیاز بسیار گسترده¬ای به استفاده از كامپوزیت¬ها در قالب آرماتورهای كامپوزیتی دارد. هم¬اكنون بسیاری از سازه-های بنا شده در محیط¬های خورنده مناطق مختلف كشور همچون پل¬های دریاچه ارومیه و یا ساختمان¬های جنوب كشور دچار معضل خوردگی هستند كه استفاده از كامپوزیت¬ها می¬تواند پاسخگوی مشكل این قبیل سازه¬ها باشد.

تكنولوژی تولید آرماتورهای كامپوزیتی FRP و لزوم توجه به آن را چگونه ارزیابی می-كنید؟
میل¬گردهای FRP به روش پالتروژن ساخته می-شوند. در این روش دسته¬ای از الیاف پس از آغشته¬شدن با رزین پس از عبور از یك قالب در كنار هم قرار گرفته و یك پروفیل دارای مقطع ثابت را به¬وجود می¬آورند. از عمده¬ترین مزایای روش پالتروژن چندمنظوره بودن آن و كاربردهای گوناگون آن در صنایع مختلف است. به عبارتی صرفاً با تغییر قالب دستگاه می¬توان علاوه بر محصولاتی كه در صنعت ساختمان كاربرد دارد، همانند انواع آرماتورها، محصولات گوناگون دیگری در حوزه¬های مختلف از جمله تسمه¬های ماشین نساجی، ریل¬ها، محافظ اتوبان¬ها، چارچوب پنجره¬ها و درها، تیرهای با مقطع I شكل، نبشی¬ها و غیره تولید نمود. عمر محصولات پالتروژنی بسیار بالاست و سرعت تولید یك محصول پالتروژنی نیز نسبتاً زیاد است. از نظر قیمت نیز با وجود اینكه یك تیر

پالتروژنی قیمت ظاهری بیشتری نسبت به نمونه مشابه آهنی دارد لیكن مقاومت خوب آن در مصارف خاص ضدخوردگی و زلزله و عمر بالای آن می¬تواند توجیه¬گر قیمت اولیه بالای آن باشد. در مصارف عمومی مانند ساخت سازه¬ها اگر نیاز به مقاومت در برابر خوردگی و زلزله وجود داشته باشد، استفاده از تیرهای پالتروژنی می¬تواند توجیه اقتصادی نیز داشته باشد.

متأسفانه در كشور ما به دلیل عدم شناخت این تكنولوژی، تقریباً هیچ¬گونه حركت قابل توجهی به سمت بهره¬گیری و انتقال آن صورت نپذیرفته است. در گوشه¬وكنار تلاش¬هایی از سوی بعضی از كارخانجات و صنایع علاقه¬مند جهت ساخت دستگاه پالتروژن در كشور انجام گرفته است، اما هنوز تا رسیدن به یك محصول قابل قبول از نظر خواص مناسب و ساختار مكانیكی همگن فاصله زیادی وجود دارد. این دستگاه ساختار بسیار پیچیده¬ای ندارد و می¬توان در صورت نیاز از طریق ارتباط با كشورهای خارجی اقدام به انتقال تكنولوژی آن به كشور نمود. نوع غربی آن حدود 350 تا 400 هزار دلار قیمت دارد و نوع روسی و چینی آن با قیمت ارزان¬تر، تقریباً با نصف این هزینه قابل تهیه می¬باشند.

نگاهی به مباحث مربوط به FRP:
امروزه تقویت بوسیله بتن پیش ریخته ، پوشش ورق فولادی ، تقویت ، مسلح كردن با فیبر مانند كربن ، آرامید و شیشه بعنوان روشهاى تقویت زلزله اى براى سازه هاى بتنى بكار میرود . اخیرا یك روش تقویت زلزله اى كه بصورت استفاده از ورقهاى پیوسته پوششى از این فیبرها می باشد استفاده شده است و بخاطر دوام و قابل استفاده بودن اهمیت بیشتری دارند هر چند موادی كه روش فیبرهاى پیوسته پوششى استفاده می شوند گران قیمت است .
در زمینه تقویت سازه ها و ساختمانها در مقابل نیروى زلزله در آینده تنها روشهاى ساده تقویت با قیمتهاى پایین نباید مورد توجه قرار گیرد رفتارهاى زلزله باید كاملاً شفاف شود .

در این مطالعه یك روش ساده ، جدید و ارزان جهت تقویت سازه هاى بتنى براى بالا بردن توان زلزله اى آن ساختمانها مورد بررسى قرار گرفته است ، این روش با استفاده از فیبرهاى كوتاه با وینیل استر یك تركیب جدید از مواد براى تقویت زلزله است فیبرهاى كوتاه از جنس كربن و شیشه با رزین وینیل استر به محل مورد نظر در سازه بتنى پاشیده می شود به این حالت FRP پاشیدنى می گویند .

برتریهاى استفاده از رزین وینیل استر نسبت به رزین اپكسى این است كه در این روش تقویت بیشتر و زمان كمترى براى گرفته شدن و خشك شدن نیاز است . بعلاوه مشخصات مكانیكى رزین وینیل استر مانند مشخصات رزین اپكسى است در این مواقع نتایج این روش و نتایج آزمایش تیر T شكل تحت بارگذارى غیر متقارن گزارش شده است بعلاوه لنگر و رفتار پیچشى و خمشى بین FRP و بتن با استفاده از اسلیت گزارش شده .

نتایج روش تقویت FRP پاشیدنی
شكل(1) ایده تقویت با FRP پاشیدنى را نشان می دهد ، عكس (1) كارگاه ساختمانى نمونه هاى ستون اسپرى پاشیده شده را نشان می دهد . در این روش رزین از طریق یك لوله باریك بوسیله یك كپرسور هدایت میشود ، رزین یا فیبرهاى كوتاه مانند كربن یا شیشه در نوک قسمت پاشنده مخلوط می شود پس از ان مواد تقویت كننده مستقیماً به سطح مورد نظر پاشیده می شوند ، سپس سطح بوسیله یك غلطك صاف میشود ، رزین سخت می شود و تمام قسمت سازه اى اسپرى شده (پاشیده شده ) ، بوسیله مواد FRP تقویت میشود. این روش تقویت زلزله اى را براى تمام اعضاى سازه اى مختلف امكانپذیر می سازد كه میتواند ستون ، تیر ، دیوار ، دال و ;. باشد كه بصورت منفرد و یا تمام قسمتهاى سازه اى داخل به همراه هم باشد .

روند اجراى تقویت پاشیدنى با FRP بصورت زیر است :
گام اول :آماده کردن سطح مورد نظر
در این مرحله سطح بتن بوسیله یك سنباده مكانیكى سائیده شده و با هوا تمیز می شود .
گام دوم :پوشش رزین اولیه

در ا ین مرحله رزین اولیه جهت ایجاد چسبندگى زیاد بین بتن و رزین مقاومتى اصلى روى سطح انجام میشود.
گام سوم : آماده سازى قسمت بتنی :
مناطق پله اى و یا غیر هم سطح بر روى سطح بتن با بتونه پر می شود و سطح را جهت جلوگیری از تنش موضعى ، FRP هواگیرى یك دست در سطح انجام مى شود . بعد از انكه بتونه خشك شد ، سطح دوباره سمباده زده میشود .
گام چهارم : پوشش رزین :

در این گام جهت بیشتر چسبناک كردن رزین ابتدا بوسیله یك پاشنده روى سطوح پاشیده می شود .
گام پنجم : عمل اصلى اسپرى : (عكس 1)
رزین و فیبر كوتاه (SHORT) بر روى بتن در زمان مشابهى بهمراه هم پاشیده می شوند . طول فیبر كربن و فیبر شیشه به ترتیب 2و 15 اینچ است .
گام ششم : اشباع ( عكس 2)

در این مرحله هواى به دام افتاده با غلتك زدن خارج می شود .
در این مقاله جهت مقایسه رفتارهاى سازه اى FRP پاشیده شده نسبت به تقویت ورقه هاى پیوسته فیبر ، اماده سازیهاى اولیه اى مانند گامهاى 1 تا 3 انجام شده هر چند هدف رسیدن به مقاومت مناسب زلزله اى از گامهاى 4 به بعد جامه عمل می پوشد .
مشخصات مکانیکی FRP پاشیده شده :

پنج نمونه از ماده پاشیده شده FRP بصورت نمونه هاى A(JISK7054) آماده شده ، شرایط آماده كردن نمونه ها دقیقا مانند شرایط اصلى می باشد . ضخامت FRP با كنترل زمان پاشیدن 3 میلیمتر در نظر گرفته شد تا سختى مشابهى با ورقه هاى فیبرى فیبركربن 200 gr/m داشته باشد ، بر اساس روشهاى آزمایشى كششى براى مواد تقویتى پلاستیكى از فیبر شیشه آزمایشى كششى نیز براى این نمونه ها استفاده شده است .

جدول (1) نتایج آزمایشهاى كششى را جمع بندى می كند . مناطق مقاطع شامل رزین در تنش مورد محاسبه منظور شده . مقاومت كششى FRP پاشیدنى حدود 70Mpa است و مقاومت در طول واحد نیز حدود 270 N/mm است . ضریب الاستیسیته 8 Gpa و سختى آن 24 KN/mm مى باشد . این مقادیر تقریباً مشابه مقادیر ورقه هاى فیبر كربن به مشخصات 200 Kg/m , 26 KN/mm میباشد .

Elongation
(%) Elastic Modulus
(Gpa) Tensilc Strcngth
(Mpa) Thickncss
(mm) Width
(mm)
1.24 8.02 67.2 3.99 24.8

برای دریافت اینجا کلیک کنید