مخزن تقویت شده با FRP

تجهیزات ارزیابی و ایمنی مخازن بتنی زیرزمینی که آب را نگهداری می کنند موضوع مهمی از موضوعات هر کشوری است. بنابراین طراحی، ساخت و نگهداری مخازنی که برای ذخیره آب استفاده می شود با توجه به رشد و توسعه جمعیت در مناطق حومه ای و شهری مهم است. با توجه به کاربرد مخازن ذخیره آب، بررسی رفتار آنها هنگام وقوع زلزله بسیار مهم است. این سازه ها باید پس از زلزله قابل استفاده باشند، زیرا نیازهای اولیه مانند تأمین آب در هنگام آتش سوزی و تأمین آب افراد را تخمین می زنند. بنابراین شناخت صحیح رفتار لرزه ای این نوع سازه ها برای ایمنی آنها و کاهش هزینه نگهداری ضروری است. خسارات وارده به مخازن بتنی زیرزمینی نشان دهنده مقاومت ناکافی این مخازن در برابر بارهای جانبی ناشی از زلزله در طی زلزله های گذشته است.

بررسی ها نشان داده است که مخازن بتن آب با آرماتور های فولادی، در حال حاضر مقاوم سازی می شوند. در حقیقت، رفتار خستگی میلگرد ها باعث کاهش چرخه عمر و مقاومت در مخزن می شود و سرمایه های هنگفتی را هدر می دهد، بنابراین مقاوم سازی مخازن بتن با FRP ضروری است.

مقاوم سازی جزئی یا کلی یک مخزن بتنی آب و فاضلاب، زمان زیاد عدم سرویس ­دهی، تجهیزات گران و نیروی انسانی زیادی را تحمیل می­کند. برخلاف دیگر مصالح، لایه‌های کامپوزیت­ پلیمری دچار خوردگی نمی ­گردند و یک راه ­حل بلندمدت برای مقاوم سازی مخازن بتنی آب و فاضلاب محسوب می­ شوند. به کمک روش نوین و تطبیق ­پذیر لایه‌های کامپوزیت­ پلیمری می­توان در کسری از زمان و هزینه اجرای روش­های قدیمی و سنتی مقاوم سازی مخازن بتنی آب و فاضلاب، تعویض کف مخزن، تعمیر نقاط نشتی و یا نوسازی کل مخزن بتنی آسیب‌دیده در اثر انواع آسیب و خوردگی مخازن بتنی آب و فاضلاب را به انجام رساند. 20 سال قبل، این روش­ تحت عنوان روش تقویت و مقاوم­ سازی به کمک لایه‌های کامپوزیت­ پلیمری (FRP) موردتوجه قرار گرفته­ است. در این روش از لایه­ های کامپوزیت پلیمری با الیاف شیشه (GFRP)، کربن (CFRP) و یا آرامید (AFRP) استفاده می­ شود.

مخازن بتنی، فولادی یا فایبرگلاس به طور گسترده ای در صنایع مختلف استفاده می شود که حاوی آب، فاضلاب، روغن و مواد شیمیایی می باشد. محیط نامطلوب منجر به خوردگی سریع و خراب شدن مخازن می شود.

در مخازن بتنی، ترک های موجود در بتن باعث عبور رطوبت و مواد شیمیایی می شوند که باعث از بین رفتن و خوردگی آرماتور فولادی می شود. در مخازن استیل، پوشش روی مخزن فقط چند سال عمر می کند و فلز برهنه به سرعت شروع به خوردگی می کند. با استفاده از محصولات FRP می توان به تمام این موارد رسیدگی کرد.

الیاف کربنی یا شیشه ای FRP اشباع شده با رزین اپوکسی را می توان بر روی سطح داخلی یا خارجی مخزن اجرا کرد تا مخزن مقاوم سازی شود. مهندسان طراح تعداد لایه های لازم و جهت الیاف را برای هر پروژه محاسبه می کنند و نقشه های طراحی مهندسی را به کارفرما ارائه می دهند. در بیشتر موارد، هنگامی که یک مخزن بلند است، به لایه های بیشتری از FRP نزدیک پایه نیاز است و تعداد لایه ها به تدریج به سمت بالای مخزن کاهش می یابد. هنگامی که الیاف در داخل مخزن اعمال می شود، FRP همچنین به عنوان یک عایق رطوبتی عمل می کند که از فولاد در برابر مواد شیمیایی محافظت می کند و میزان خوردگی مخزن را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.

ویژگی ها و مزایا

1. ترمیم ها می تواند به صورت داخلی یا خارجی انجام شود.
2. حداقل افزایش ضخامت دیوار (معمولاً 5 میلی متر)
3. تغییر تعداد لایه های FRP در طول ارتفاع باعث کاهش هزینه ترمیم می شود.
4. تعمیرات سریع و با کمترین زمان انجام می شود.
5. لوله ها و اتصالات اتصال دهنده اغلب می توانند در حین ترمیم در جای خود باقی بمانند.
6. مناسب برای ترمیم نقطه ای فقط در مناطق آسیب دیده
7. FRP به عنوان یک مانع رطوبت برای محافظت از مخزن در برابر خوردگی در آینده عمل خواهد کرد.