روش های نصب سیستم های FRP توسط سازندگان سیستم ایجاد شده است و ممکن است کمی متفاوت باشد. دما و رطوبت سطح بتن در زمان نصب مهمترین پارامترهایی هستند که روی روند نصب و عملکرد سیستم های FRP تأثیر می گذارند.
آماده سازی سطح برای ایجاد اتصال بین سیستم FRP و بتن موجود بسیار مهم است. هرگونه خرابی و خوردگی آرماتور داخلی نیز باید قبل از نصب سیستم FRP برطرف شود. مقاوم سازی فقط پس از مشخص شدن کلیه مشکلات خوردگی و برطرف شدن توسط روش های مناسب صورت می گیرد. عدم انجام این کار می تواند منجر به محبوس شدن آلاینده ها شود که ممکن است باعث خرابی بیشتر شده و منجر به خرابی سیستم FRP به دلیل لایه لایه شدن سطح بستر بتن شود.
موسسه بین المللی ترمیم بتن، راهنمایی های مختلفی در زمینه انتخاب، آماده سازی سطح و اجرای مواد ترمیمی ارائه می دهد. پس از نصب، عمل آوری سیستم FRP به زمان پس از نصب و دما در هنگام عمل آوری بستگی دارد. به همین ترتیب، شدت یا نوسانات دما می تواند زمان عمل آوری FRP را عقب بیندازد یا تسریع کند. هرچه درجه حرارت بالاتر باشد، سیستم سریعتر بهبود می یابد (از یک تا سه روز).
آماده سازی و ترمیم سطح
این بخش کلید اصلی موفقیت سیستم FRP در عملکرد مناسب برای مقاوم سازی اعضای بتن است. پیوند یا جداسازی موضعی سیستم FRP ممکن است به دلیل عدم تهیه بستر بتنی مناسب صورت گیرد. در مورد آماده سازی سطح باید از تولید کننده FRP راهنمایی دقیق دریافت شود. با این حال، این بخش راهکارهای کلی برای ترمیم مناسب و آماده سازی سطح برای نصب FRP روی سطح خارجی ارائه می دهد.
ACI 440.2R-08 این مبحث را در نواحی زیر دسته بندی کرده است:
- ترمیم سطحی
قبل از نصب سیستم FRP، هرگونه صدمه به سطح از نظر ورقه ورقه شدن، خرد شدن پوشش یا هر گونه ناهمواری سطح بستر باید اصلاح شود. پیش بینی می شود با استفاده از مواد رزینی سازگار با بستر و سیستم FRP، یک سطح مناسب و یکنواخت برای نصب FRP بوجود آید. ذکر این نکته مهم است که سازگاری رزین با الیاف و سطح بستر بسیار مهم است. مطالعات نشان می دهد که تاثیر ورق های FRP در مقاوم سازی تیرها بسیار به انتخاب چسب رزین بستگی دارد.
- تزریق ترک با رزین
ترک های بزرگتر از 0.3 میلیمتر مطابق با ACI 224.1R-07 قبل از آماده سازی سطح نیاز به تزریق اپوکسی دارند. برای جلوگیری از خوردگی آرماتور اصلی فولاد، باید ترک های باریک در محیط های مهاجم و خورنده را آب بندی کرد.
- آسیب ناشی از خوردگی
زمانی که مشخص شد که عضوی که باید مقاوم سازی شود دچار آسیب خوردگی شده است، باید پوشش بتن را برداشته و میلگردهای خورده شده را تمیز کرد. پس از آن باید پوشش را قبل از استفاده از مواد FRP ترمیم کرد تا از یکپارچگی سیستم اطمینان حاصل کرد.
آسیب های ناشی از خوردگی: a)قبل از ترمیم، b)بعد از ترمیم قبل از مقاوم سازی، c)بعد از مقاوم سازی
- آماده سازی سطح
هرگاه پیوستگی بین سطح بستر و سیستم FRP برای انتقال بار بحرانی باشد، باید توجه ویژه ای به آماده سازی سطح مانند مقاوم سازی خمشی یا برشی تیرها، ستون ها، دال ها یا دیوار ها داده شود. این آماده سازی سطح برای کاربردهایی که حساس هستند و هنگام نصب چسب دارند، چندان بحرانی نیست. یک کاربرد معمول این دسته، محصور شدن جانبی ستون ها است.
- آماده سازی سطح برای کاربردهایی که چسبندگی اهمیت زیادی دارد.
سطحی که قرار است FRP به آن متصل شود باید فاقد مصالح ضعیف یا سست باشد و باید با استفاده از سنگ زنی یا سندبلاست روی سطح سنگدانه قرار گیرد. سنگ زنی معمولاً از آسیاب چرخشی الماس برای خراش دادن سطح تا زمانی که کل سطح زبر شود، استفاده می کند.
سنگ زنی سطح بستر بتن (چپ) سطح اولیه بتن (راست)
سندبلاست شامل استفاده از ماسه سیلیس با اندازه ریز و کمپرسور هوا فشار قوی برای از بین بردن هرگونه آلودگی یا ماده خارجی دیگر متصل به سطح بتن است و یک سطح تمیز باقی می ماند که FRP به راحتی متصل می شود.
آماده سازی سطح با روش سندبلاست
گوشه ها در مقاطع بتنی مستطیل باید در هنگام پیچیدن الیاف در اطراف آنها به شعاع حداقل 13 میلی متر برای جلوگیری از هرگونه تمرکز تنش FRP و حفره احتمالی بین بتن و سیستم FRP همانطور که در شکل نشان داده شده است، گرد شوند.
گوشه های گرد شده تیر بتنی به وسیله سنگ زنی
برای صاف کردن گوشه های زبر باید از بتونه استفاده شود. هرگونه مانع باید قبل از استفاده از FRP برداشته شود. در گوشه ها و سطوح مقعر برای ایجاد پیوند کامل نیاز به جزئیات است. گرد و غبار، خاک، روغن، پوشش های موجود و هر ماده مانع اتصال دیگر باید پاک شود.
- ترکیب رزین
رزین ها بهتر است به صورت دستی در ظرف یکبار مصرف مخلوط شوند. با این حال، اگر تمیز کردن بعد از آن دشوار یا وقت گیر نباشد، می توان از تیغه های کوچک مخلوط کننده الکتریکی برای هم زدن استفاده کرد. مخلوط کردن باید به مقدار کم باشد تا اطمینان حاصل شود که رزین می تواند در طول عمر خود استفاده شوند. هنگامی که از عمر استفاده بیشتر شد، رزین باید دور ریخته شود، زیرا بسیار چسبناک می شود تا حدی که دیگر نمی تواند به طور موثری الیاف را اشباع کند.
تمام اجزای رزین باید با نسبت مناسب تجویز شده توسط سازنده مخلوط شوند تا زمانی که مخلوط یکنواخت شود. اجزای رزین معمولاً شماره گذاری شده به وسیله رنگ هستند به طوری که با از بین بردن رنگ، اختلاط مناسب نشان داده می شود. تمام عوامل اختلاط باید توسط سازنده تأمین شود (نسبت های اختلاط ، روش ها ، زمان و غیره).
- نصب سیستم FRP
تصویری شماتیک که توالی لایه های FRP نصب شده را نشان می دهد در شکل زیر ارائه شده است.
لایه های مورد نیاز برای اجرای سیستم FRP
- پرایمر و بتونه
پرایمر یا آستر اولین لایه ای است که با استفاده از غلتک رنگ روی سطح بتن بستر اعمال می شود. پرایمر بلافاصله با بتونه که برای پر کردن سوراخ های کوچک روی سطح بتن همراه می شود.
- قرار دادن ورقه های FRP
قبل از اینکه پرایمر و رزین کاملاً عمل آوری شود، مطابق شکل زیر اولین لایه رزین اشباع با استفاده از غلتک رنگی به اندازه کافی روی سطح اجرا می شوند. سپس یک ورق الیاف با یک غلتک آلومینیومی یا پلاستیکی دنده ای به داخل رزین اشباع یا چسب فشار داده می شود تا از تشکیل حباب های هوا در زیر ورق الیاف جلوگیری شود.
قبل از عمل آوری کامل، باید از چندین لایه متوالی رزین یا چسب و الیاف استفاده شود. ACI 440.2R-08 آماده سازی سطح بین لایه ها را با استفاده از سنباده سطحی سبک یا استفاده از حلال مناسب در صورت کامل شدن لایه های قبلی توصیه می کند. توصیه تولید کننده سیستم FRP مهم است.
- نصب لمینیت از پیش عمل آوری شده
لمینیت ها به طور معمول با استفاده از چسب پیشنهادی سازنده به سطوح بتنی متصل می شوند. چسب باید به طور یکنواخت روی سطح اتصال بچسبد تا یک سطح مشترک بوجود آورد. لمینیت ها باید تمیز و عاری از گرد و غبار باشند و باید آنها را بر روی چسب سفت نشده فشار داد به گونه ای که تمام هوای محبوس شده را خارج کند. آماده سازی های سطحی که قبلاً توضیح داده شد قبل از استفاده از لایه چسب مورد نیاز است.
- تنظیم راستای ورق های FRP
ورق های FRP باید به درستی نسبت به محور تیر قرار گیرند. انحراف از جهت زاویه الیاف در نظر گرفته شده ممکن است منجر به کاهش قابل توجهی در مدول و مقاومت برای اختلافات زاویه تا 5 درجه شود. (ACI 440.2R-08) الیاف باید به دقت اجرا شوند تا از مستقیم بودن الیاف اطمینان حاصل شود. گره خوردگی یا چین خوردگی الیاف در هنگام نصب ممکن است بر عملکرد تأثیر منفی بگذارد، بنابراین این موارد باید به مهندس طراحی گزارش شود. (ACI 440.2R-08)
- عمل آوری رزین
این یک فرآیند وابسته به دما و وابسته به زمان است. برای رزین هایی که در دمای اتاق یا محیط عمل آوری می شوند، ممکن است عمل آوری چندین روز طول بکشد تا بیشترین چسبندگی انجام شود. برای رزین هایی که در سطوح دمای بالاتر عمل آوری می شوند، رزین باید برای مدت زمان مشخصی در دمای مشخص نگهداری شود. فرآیند عمل آوری پیشنهادی سازنده باید با دقت دنبال شود. عمل آوری باید به صورت چشمی بررسی شده و مشکلات مربوط به عمل آوری به دلیل رزین های منقضی شده بیش از انقضای آنها باید به طراح گزارش شود.
