کاربرد پارچه الیاف کربنی در مهندسی تقویت و بهسازی سازه‌های ساختمانی

روش‌های اخیر مهندسی نشان می‌دهند که فناوری تقویت با پلیمرهای تقویت‌شده با الیاف کربنی (CFRP)، با ساخت و ساز کارآمد و مزایای جامع قابل‌توجه , یکی از انتخاب‌های ضروری برای تقویت و بهسازی سازه‌های ساختمانی محسوب می‌شود. این روش در تقویت و تعمیر انواع عناصر سازه‌ای اعم از تیرها، سقف‌ها، ستون‌ها، خرپاهای سقفی، تونل‌ها و سازه‌های بتنی دیگر قابل‌استفاده است.

ویژگی های مواد اصلی
پارچه الیاف کربنی، به عنوان یک ماده کامپوزیتی با عملکرد بالا، دارای ویژگی‌های ب sobirگانه‌ای است:

1. استحکام بسیار بالا: استحکام کششی آن می‌تواند از 10 برابر ورق فولاد کربنی بیشتر باشد.

2. سبکی و استحکام بالا: وزن واحد کم، تقریباً بار اضافی چندانی به سازه نمی‌افزاید.

3. استحکام عالی: مقاومت عالی در برابر خوردگی و خستگی، عملکرد خوب در شرایط تغییر دما (سرما/گرما)، خواص پایدار، افزایش مؤثر عمر سازه‌های تقویت شده.

4. سازگاری خوب با ساخت و ساز: بافت انعطاف‌پذیر، امکان برش و چسباندن در محل به سطوح پیچیده و منحنی را فراهم می‌کند.

مزایای فنی اصلی

1. ساخت و ساز راحت و کارآمد: روند نسبتاً ساده؛ نیازی به ماشین‌آلات بزرگ یا تجهیزات ثابت ندارد؛ عمدتاً به عملیات دستی متکی است؛ سرعت ساخت بالا؛ آشفتگی بسیار کم در محل کار.

2. تضمین کیفیت آسان: ماده نرم بوده و به راحتی متصل می‌شود و چسبندگی نزدیک به زیرسازی را تضمین کرده و کیفیت قابل اطمینان ساخت را فراهم می‌کند.

3. عملکرد ضد آب خوب: سیستم چسب رزین اپوکسی مورد استفاده دارای نفوذ‌پذیری قوی است و به طور مؤثر درزهای ریز در زیرسازی بتنی را می‌بندد و اثرات ضد آب شدن را افزایش می‌دهد.

4. مقاومت بی‌نظیر علیه فرسودگی: هم خود الیاف کربن و هم سیستم رزین اپوکسی از مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی شیمیایی برخوردارند و این امر آن را در محیط‌های سخت‌گیرانه مناسب می‌کند.

فرآیند ساخت استاندارد

1. تفویض بار: در صورت امکان، قبل از تقویت، بار را از قطعه مورد نظر تخلیه یا کاهش دهید.

2. چیدمان و علامت‌گذاری: محل‌های اتصال ورق کربنی یا ورق فولادی (مانند پایین‌ترین قسمت تیر، کناره تیر، دیوار برشی) را در مناطقی که نیاز به تقویت دارند، با دقت علامت‌گذاری کنید، مطابق با مشخصات طراحی.

3. آماده‌سازی سطح زیرلایه:

   • برداشتن لایه گچ یا سفالت با چکش: لایه گچ سطحی را در محدوده علامت‌گذاری شده تا لایه بتن سازه‌ای سالم بردارید.

   • سنگ‌زنی و تراز کردن: از یک سنگ‌زن زاویه‌ای با دیسک سنباده برای سنگ‌زنی سطح زیرلایه بتن استفاده کنید، لایه شیری (laitance) و ذرات شل را بردارید تا سطح صاف شود.

   • پاک‌سازی و رفع گرد و غبار: گرد و غبار حاصل از سنگ‌زنی را به‌طور کامل بردارید (پیشنهادی: با استفاده از هوای فشرده یا جاروبرقی صنعتی) تا زیرلایه کاملاً تمیز و خشک باشد.

4. اِعمال پرایمر: یک لایه نازک اپوکسی پرایمر با گرانروی پایین را به‌طور یکنواخت روی سطح زیرلایه آماده شده اعمال کنید تا به خوبی درون منافذ بتن نفوذ کند.

5. تراز کردن زیرلایه: برای تراز کردن سطح زیرین و ایجاد یک سطح چسبنده صاف، فرو رفتگی‌ها، حفره‌ها و نواحی ناهموار را با استفاده از ملات اپوکسی (یا پوتی تعمیری) پر کنید.

6. چسباندن پارچه الیاف کربنی:

   • یک لایه یکنواخت از اشباع‌کننده/راتین اپوکسی را به مدت چند دقیقه روی سطح تراز شده و خشک شده اعمال کنید.

   • پارچه الیاف کربنی را که از قبل برش داده شده است، به آرامی روی لایه راتین قرار دهید. با فشار مناسب و در جهت الیاف، غلت دهید در راستای الیاف تا خارج شدن حباب‌های هوا و اشباع شدن کامل الیاف با راتین و ایجاد تماس کامل، این مرحله را تکرار کنید.

   • در صورت نیاز، این مرحله را برای چندین لایه تکرار کنید