مقاوم سازی با کامپوزیت FRCM

مقاوم سازی به روش کامپوزیت FRCM چیست؟

مقاوم سازی سازه های بتنی و سازه های مصالح بنایی در بسیاری از پروژه ها به دلایلی مانند افزایش بار طراحی، کاهش ظرفیت موجود، ایجاد خرابی در عضو و یا ناکافی بودن شکل پذیری ضروری می شود. سال ها این نیاز با روش های سنتی مثل افزایش ابعاد مقطع، ژاکت بتنی، نصب صفحات فولادی و در ادامه با روش های نوین تر مانند ورق های FRP تامین می شد. اما با گسترش دانش مواد و شناخت بهتر رفتار سازه ها، استفاده از تکنیک های به روز در کنار روش های مرسوم اهمیت بیشتری پیدا کرد. یکی از همین روش های جدید و کارآمد، مقاوم سازی با کامپوزیت FRCM است.

FRCM مخفف Fiber Reinforced Cementitious Matrix و به معنای ملات سيماني مسلح شده با مش الياف است. در این سیستم، استحکام کششی بالای الیاف با مزایای دوام، سازگاری و چسبندگی بهتر ملات سیمانی ترکیب می شود و یک لایه کامپوزیتی کارآمد برای تقویت اعضای سازه ای ایجاد می کند. این فناوری را می توان در کنار FRP، به عنوان دو قلوهای خانواده کامپوزیت ها در مهندسی عمران دانست که جایگاه ویژه ای در تقویت سازه ها پیدا کرده اند.

در اجرای این روش به صورت پوشش خارجی (EB)، لایه FRCM روی سطح عضو سازه ای نصب می شود. در این حالت، الیاف وظیفه تحمل تنش های کششی را بر عهده دارند و تنش های فشاری توسط عضو بتنی یا بنایی تامین می شود. نتیجه این ترکیب، افزایش مقاومت خمشی و برشی، بهبود شکل پذیری و ارتقای عملکرد لرزه ای سازه با حداقل مداخله و وزن افزوده است.

اجزای تشکیل دهنده روش کامپوزیت FRCM

در اجرای خدمات مقاوم سازی با FRCM توسط تیم مهندسی تکنوپل، انتخاب و ترکیب صحیح اجزای کامپوزیت نقش تعیین کننده ای در عملکرد نهایی تقویت دارد. سیستم مقاوم سازی با کامپوزیت FRCM از سه جزء اصلی تشکیل می شود که هرکدام بنا بر شرایط پروژه و سطح تقویت مورد نیاز توسط متخصصان ما انتخاب می شوند.

مش الیاف نخستین لایه تقویتی است که به صورت توری یا مش بر سطح عضو نصب می شود. این مش ها بسته به نوع پروژه از انواع مش کربن، مش فایبرگلاس AR، بازالت، آرامید یا PBO انتخاب می شوند. مش الیاف وظیفه تحمل تنش های کششی را بر عهده دارد و انتخاب صحیح آن تاثیر مستقیم در ظرفیت مقاومت سازه خواهد داشت. در این روش استفاده از توری فایبرگلاس رواج بیشتر در ایران دارد.

برای تثبیت مش و انتقال تنش، از ملات پایه سیمان یا ملات پایه آهک استفاده می شود. این ملات ها در پروژه های تکنوپل با توجه به شرایط سازه و محیط، می توانند با الیاف کوتاه یا افزودنی های پلیمری تقویت شوند تا دوام، شکل پذیری و چسبندگی مطلوب حاصل گردد. مطابق استانداردها، در ملات های اصلاح شده میزان ترکیبات آلی کنترل می شود تا سازگاری سازه ای و عملکرد بلندمدت حفظ شود.

به منظور اطمینان از مهار مناسب و جلوگیری از جداشدگی، در بخش هایی از پروژه از اسپایک انکر با الیاف شیشه یا الیاف کربن استفاده می شود که نقش مهمی در پایداری تقویت های سطحی دارد.

این مجموعه اجزا، زمانی که به صورت دقیق انتخاب و اجرا شوند، عملکرد قابل توجهی در افزایش مقاومت و دوام سازه بنایی و بتنی ایجاد می کنند.

مزایای مقاوم سازی به روش کامپوزیت FRCM

روش مقاوم سازی با FRCM یکی از روش‌های نوین برای تقویت سازه‌های بتنی و بنایی در ایران است که توسط تیم تکنوپل اجرا می‌شود. این روش علاوه بر افزایش مقاومت سازه، سرعت و سهولت اجرا را نیز بهبود می‌بخشد و امکان تقویت سازه در شرایط مختلف را فراهم می‌کند.

کاربرد روش FRCM در پروژه های مقاوم سازی

شرکت تکنوپل با استفاده از سیستم مقاوم سازی با FRCM، امکان تقویت و بهبود عملکرد سازه‌های بتنی و بنایی را در پروژه‌های مختلف فراهم می‌کند.

از مهم‌ترین کاربردهای مقاوم سازی با کامپوزیت FRCM می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• مقاوم سازی سازه‌های بتنی: تقویت دال‌ بتنی، تیر ها و مقاوم سازی ستون برای افزایش ظرفیت خمشی، برشی و بار محور.
• تقویت مقاومت سازه‌های مصالح بنایی: مقاوم ساختن تیرها، ستون‌ها، دیوارها و قوس‌ها بدون ایجاد تغییرات ظاهری یا آسیب به بافت اصلی بنا به ویژه در بناهای تاریخی و میراث فرهنگی

مقایسه روش مقاوم سازی با FRCM با دیگر روش‌ها

تیم تکنوپل در ارائه خدمات تحکیم ساختمان، از روش‌های متنوعی مانند ژاکت بتنی، ژاکت فولادی، FRP و FRCM استفاده می‌کند تا بهترین راهکار با توجه به شرایط هر پروژه انتخاب شود.

روش مقاوم سازی با FRCM مزایای خاص خود را دارد، اما برای انتخاب مناسب‌ترین روش، نمی‌توان صرفاً یک پارامتر را در نظر گرفت. عوامل مختلفی مانند نوع سازه، شرایط محیطی، نیاز به دوام، شکل پذیری، هزینه ها و محدودیت‌های معماری باید بررسی شوند و در نهایت انتخاب روش با نظر طراح مقاوم سازی انجام می‌شود.

در ادامه، مقایسه‌ای کلی بین روش FRCM با روش‌های رایج تحکیم سازه ارائه شده است تا تصویر کلی از تفاوت‌ها و مزایا در هر روش به دست آید.

آیین‌نامه‌ های تخصصی روش مقاوم سازی با FRCM

در اجرای خدمات مقاوم سازی با FRCM، شرکت تکنوپل بر اساس استانداردهای بین‌المللی معتبر عمل می‌کند تا عملکرد و قابلیت اعتماد این روش برای سازه‌های بتنی و بنایی تضمین شود. مهم‌ترین اسناد مرجع در این حوزه توسط موسسه ACI و مؤسسه CNR منتشر شده‌اند و جزو منابع اصلی طراحی و اجرای پروژه‌های FRCM در جهان محسوب می‌شوند.

برای سازه‌های بتنی، سند ACI 549.4R-20 به عنوان راهنمای تخصصی طراحی و اجرای سیستم‌های FRCM ارائه شده و الزامات مربوط به مقاومت، نحوه اجرای لایه، نوع مش الیاف و کنترل کیفیت را تشریح می‌کند.

برای سازه‌های مصالح بنایی، سند ACI 549.6R-20 مرجع اصلی است که رفتار FRCM در دیوارها، قوس‌ها، تیرها و ستون‌های بنایی را پوشش می‌دهد.

در کنار دو راهنمای ACI، دستورالعمل CNR DT200 نیز یکی از معتبرترین منابع در سطح اروپا است که جزئیات عملکرد مکانیکی، نحوه طراحی و ضوابط کنترل کیفیت سیستم‌های FRCM را به‌طور جامع ارائه می‌دهد.

نمونه دیتیل‌ ها و نقشه‌ های اجرایی مقاوم سازی با FRCM

پس از تکمیل فرآیند طراحی تحکیم سازه و انتخاب نوع مش (معمولا توری فایبرگلاس)، نوع ملات و نحوه آرایش لایه‌ها، خروجی نهایی به‌صورت نقشه‌ها و دیتیل‌های اجرایی ارائه می‌شود. این نقشه‌ها نقش پل ارتباطی میان مرحله طراحی و اجرای عملیاتی دارند و تمام جزئیات لازم برای اجرای دقیق سیستم FRCM را مشخص می‌کنند.

در این بخش، نمونه‌ای از دیتیل‌های اجرایی پروژه‌های مقاوم سازی با FRCM قرار می‌گیرد؛ دیتیل‌هایی که شامل مواردی مانند نحوه آرایش مش و تعداد لایه‌ها، ضخامت‌ ملات، جزئیات اتصال و مهار (مانند اسپایک و انکر) و الزامات آماده‌سازی سطح هستند.

این نقشه‌ها مبنای اصلی مراحل اجرایی در پروژه بوده و تیم اجرا تمام عملیات را مطابق همین دیتیل‌ها پیش می‌برد تا عملکرد نهایی سیستم FRCM مطابق طرح و دارای دقت و کیفیت مورد انتظار باشد.

اجرای مقاوم سازی با کامپوزیت FRCM در پروژه‌های تکنوپل به روش (Externally Bonded) EB انجام می‌شود؛ یعنی لایه‌های تقویت‌کننده به‌صورت پوشش خارجی روی عضو سازه‌ای نصب می‌شوند. مراحل اجرا باید کاملا منطبق با دیتیل‌های ارائه‌شده در بخش طراحی باشد تا عملکرد نهایی برابر پیش‌بینی مهندس طراح حاصل شود.

فرآیند اجرا با آماده‌سازی بستر بتنی و بنایی آغاز می‌شود. سپس ملات FRCM مطابق دستورالعمل دیتاشیت محصول آماده شده و نخستین لایه آن روی سطح اعمال می‌شود. پس از آن، مش الیاف (توری تقویتی) طبق مطابق نقشه‌های مصوب نصب شده و لایه پوششی ملات روی آن اجرا می‌گردد.

در نقاطی که نیاز به مهار اضافه وجود دارد، از اسپایک انکر‌ شیشه و یا کربن استفاده می‌شود. این مرحله نقش مهمی در انتقال تنش و جلوگیری از جداشدگی تقویت‌کننده‌ها دارد.

مشاوره تخصصی تکنوپل در طراحی و اجرای FRCM

تکنوپل ارائه‌دهنده راهکارهای نوین مقاوم‌ سازی با سیستم کامپوزیت FRCM است که برای بهبود عملکرد سازه‌های بتنی و مصالح بنایی طراحی شده‌اند. این روش با ترکیب مش الیاف و ملات معدنی یا آهکی، امکان افزایش ظرفیت باربری، شکل‌پذیری و دوام سازه را فراهم می‌کند و در عین حال کمترین تغییرات ظاهری و وزن اضافی را ایجاد می‌کند.

با توجه به نیاز روزافزون به روش‌های تقویت سازه سریع، مقرون‌به‌صرفه و سازگار با بناهای تاریخی، تکنوپل با ارائه خدمات مشاوره تخصصی، طراحی و اجرای دقیق، تضمین می‌کند که پروژه‌ها با بالاترین کیفیت و مطابقت کامل با استانداردهای بین‌المللی و آیین‌نامه‌های ACI انجام شوند.