مقاوم سازی با مش کربن (روش کامپوزیت CFRCM)

مقاوم سازی به طور کلی به معنای بهبود عملکرد المان های سازه ای می باشد. همچنین مقاوم سازی جهت بهبود عملکرد مصالح سازه ای در برابر عوامل مخرب، انجام می شود. مقاوم سازی را می توان برای انواع ساختمان ها به کار برد؛ از جمله: ساختمان های فلزی، بتنی، سیمانی، فولادی و…. امروزه روش های مقاوم سازی نوین زیادی وجود دارند؛ مانند:

• مقاوم سازی با دیوار برشی در سازه های فولادی یا بتنی
• مقاوم سازی سازه ها به کمک دمپر و میراگرها
• مقاوم سازی به کمک جرم متمرکز پاندولی
• استفاده کردن از ژاکت فلزی و بتنی
• استفاده کردن از جداگرهای لرزه ای جهت افزایش مقاومت یک سازه.

مقاوم سازی دیوارها، بناها و به طور کلی ساختمان ها در انواع معماری ها و طراحی های ساختمانی، حائز اهمیت بالایی است. امروزه انواع روش های مقاوم سازی ساختمان ها وجود دارند. یکی از این روش ها، مقاوم سازی با مش کربن (روش کامپوزیت CFRCM) است.

اجزای سیستم مقاوم سازی کامپوزیت CFRCM

سیستم مقاوم سازی کامپوزیت CFRCM یکی از انواع اصلی روش های مقاوم سازی کامپوزیت FRCM می باشد. برای ایجاد سیستم مقاوم سازی کامپوزیت CFRCM، بهترین و رایج ترین شبکه های الیافی، مش فیبر کربن و پلاستر می باشند. ما در ادامه به ارائه توضیحاتی درمورد هر یک از این اجزای سیستم مقاوم سازی می پردازیم.

مش فیبر کربن چیست؟

این نوع مش، نوعی شبکه ی الیافی از جنس الیاف کربن است. کربن دارای ویژگی های بسیار خوبی می باشد؛ از جمله: مقاومت و سختی بالا، وزن کم، سازگاری با اغلب مواد ساختمانی و…. این امر مش فیبر کربن را به عنوان گزینه ای مناسب برای استفاده در سیستم مقاوم سازی کامپوزیت CFRCM تبدیل کرده است. استفاده از مش فیبر کربن در سیستم مقاوم سازی کامپوزیت CFRCM، بالاترین سطح مقاومت را ایجاد می کند. شما می توانید از مش فیبر کربن در سیستم مقاوم سازی کامپوزیت CFRCM برای تقویت سطوح سیمانی، گچی، بتنی و… بهره ببرید.

ماتریس یا پلاستر سیمانی چیست؟

پلاستر سیمانی در سیستم مقاوم سازی کامپوزیت CFRCM به عنوان یک ماده ی چسبنده یا تثبیت کننده ی شبکه ی الیافی روی سطوح مختلف، عمل می کند. این ماتریس می تواند به شکل موثری با الیاف به تعامل بپردازد. پلاستر سیمانی از ترکیب آب، سیمان، سنگدانه و مواد پر کننده تشکیل شده است.

مزایای مقاوم سازی کامپوزیت CFRCM

سیستم مقاوم سازی کامپوزیت CFRCM یا به طور کلی FRCM، مزایای زیادی دارد. ما در این قسمت مقاله به بررسی چند مورد از این مزایا می پردازیم.

• بالا بردن میزان مقاومت و استحکام ساختار: بهتر است برای مقاوم سازی کامپوزیت یا دیوارها و همچنین انواع سازه ها، ترکیب مش فیبر کربن و پلاستر سیمانی را به کار بگیرید. هر دو مورد در این ترکیب، جزئی از ابزارهای روش مقاوم سازی CFRCM به شمار می روند.
• بالا بردن میزان شکل پذیری و انعطاف پذیری ساختار: مش فایبر گلاس و مش فیبر کربن از جمله شبکه های الیافی سیستم FRCM می باشند. این شبکه های الیافی، قدرت تسلیمی بالا و تحمل بیشتری در برابر فشار و کشش دارند. این امر، انعطاف پذیری سازه را بهبود می بخشد. استفاده از این شبکه ها به هنگام ساخت یک سازه، باعث جلوگیری کردن از شکستن آن سازه می شود.
• بالا بردن میزان مقاومت در برابر فرایند اکسیداسیون: سیستم CFRCM به عنوان محافظی برای سازه ی شما عمل می کند. این سیستم از خوردگی و اکسیداسیون سازه ها جلوگیری می نماید. برای مثال توری های فایبر گلاس یا شبکه ی فیبر کربن به کار برده شده در سیستم FRCM در برابر انواع واکنش های قلیایی، اسیدی و… مقاوم اند.
• داشتن صرفه ی اقتصادی: سیستم مقاوم سازی کامپوزیت CFRCM، نسبت به روش های سنتی تر، دارای صرفه ی اقتصادی بالاتری می باشد. این نکته، یکی از مهم ترین مزایای سیستم مقاوم سازی CFRCM محسوب می شود. هزینه هایی مانند: نیاز داشتن به ابزار کارهای اجرایی و نیروهای ماهر در این روش حذف شده اند. این سیستم به دلیل داشتن دوام زیاد، عملکرد یک ساختار را برای سالیانی دراز تضمین می کند.

کاربرد مقاوم سازی با کامپوزیت CFRCM در ساختمان های بتنی

سیستم مقاوم سازی کامپوزیت CFRCM، برای مقاوم سازی انواع ساختمان ها کاربرد دارد. یکی از انواع ساختمان هایی که این سیستم مقاومت آن را تضمین می کند، ساختمان های بتنی هستند. امروزه سازه های بتنی زیادی وجود دارند؛ مانند: انواع پل ها، سدها و سازه های آبی و…. تضمین مقاومت این بناها از اهمیت بالایی برخوردار است. سیستم CFRCM از جمله روش هایی است که این تضمین را برای سازه های بتنی فراهم می کند. همچنین به کمک این روش می توان سازه های فرسوده را بازیابی کرد. سیستم CFRCM از یک سازه در برابر انواع آسیب ها محافظت می کند. شما می توانید به کمک این سیستم، مقاومت و استحکام سازه های بتنی را تقویت کنید.

همچنین سیستم مقاوم سازی CFRCM، باعث بهبود رفتار لرزه ای یک سازه می شود. این سیستم دارای نفوذ پذیری آب به مقدار زیادی می باشد. این امر باعث حفاظت این سیستم از سطوح بتنی در معرض رطوبت و آب، می شود. استفاده از سیستم CFRCM برای تقویت سازه های بتنی در فرودگاه ها و معابر خطوط راه آهن نیز کاربرد دارد. یکی از روش های مناسب برای تقویت سازه های بتنی صنعتی نیز، همین سیستم CFRCM می باشد.

کاربرد مقاوم سازی با کامپوزیت CFRCM در ساختمان های تاریخی

همان طور که بسیاری از شما دیده اید، اغلب بناهای تاریخی به جا مانده از گذشته در وضعیت مناسبی از نظر شکل ظاهری قرار ندارند. اغلب این بناها دارای انواع مشکلات سازه ای و غیر سازه ای هستند. یکی از مداخله های موثر در جلوگیری از این گونه مشکلات، استفاده از سیستم مقاوم سازی کامپوزیت CFRCM می باشد. اجرای سیستم مقاوم سازی کامپوزیت برای بناهای تاریخی، باعث حفظ اصالت این گونه بناها می شود. بناهای تاریخی حساسیت و ظرافت بسیار بالایی دارند. برای مقاوم سازی بناهای تاریخی، باید این نکته حتما مد نظر قرار بگیرد. روش مقاوم سازی این گونه بناها باید بدین گونه باشد:

• ایجاد کم ترین میزان تخریب بنا
• افزایش میزان سختی سازه ی تاریخی؛ برای مثال در برابر زلزله
• تقویت نیازهای دینامیکی و استاتیکی سازه
• افزایش شکل پذیری اعضای یک سازه در برابر انواع نیروها
• استفاده کردن از مصالح سبک
• ایجاد بالا ترین میزان یکپارچگی در یک بنای تاریخی
• سازگاری مصالح مورد استفاده با مصالح بنا یا سازه ی تاریخی
• ایجاد نکردن اختلال در معماری و زیبایی بنای تاریخی

کاربرد مقاوم سازی با کامپوزیت CFRCM در ساختمان های بنایی

طبق بررسی های انجام شده و معتبر، بیشترین میزان خسارات و تلفات ناشی از زلزله، مربوط به ساختمان های بنایی می باشد. این امر باعث اهمیت یافتن بیشتر مقاوم سازی برای این گونه ساختمان ها می شود. یکی از روش های مدرن مقاوم سازی ساختمان های بنایی، سیستم مقاوم سازی کامپوزیت CFRCM می باشد. ساختمان های بنایی از جمله آسیب پذیر ترین ساختمان ها در برابر زلزله هستند. استفاده کردن از سیستم مقاوم سازی CFRCM، باعث افزایش مقاومت، سختی و انعطاف پذیری سازه های بنایی می شود.

این سیستم با افزایش مقاومت جانبی دیوارهای بنایی، توان مقاومت یک ساختمان را در برابر انواع مخاطرات طبیعی تضمین می کند. روش های متفرقه ی دیگری نیز برای مقاوم سازی ساختمان ها و سازه های بنایی وجود دارند؛ مانند:

• پرکردن ترک دیوارها به کمک مصالح پرکننده
• استفاده از میله گرد یا تور سیمی روی سطوح
• بند کشی سیمانی دیوارهای آجری
• اجرا کردن کلاف
• استفاده از نوارهای فولادی
• افزایش بارهای قائم مثل وزن سازه
• اضافه کردن هسته های مرکزی
• استفاده از الیاف FRP

در طراحی سیستم مقاوم سازی کامپوزیت CFRCM از کدام آیین نامه استفاده می شود؟

برای انجام و طراحی سیستم مقاوم سازی کامپوزیت CFRCM، آیین نامه های مختلف و زیادی وجود دارند. این آیین نامه ها، حد و مرزی را برای انجام روش های مقاوم سازی مشخص می کنند. برای مثال، یکی از آیین نامه های مهم، آیین نامه ی مقاوم سازی در برابر زلزله می باشد. آیین نامه ها شامل اصول و قوانینی در مورد اجرای مقاوم سازی برای انواع بناها و سازه ها می باشند. یکی از آیین نامه های مورد استفاده در سیستم مقاوم سازی CFRCM، آیین نامه ی ACI PRC-549.6-20 می باشد. این آیین نامه حد و مرز فعالیت های این سیستم مقاوم سازی را تعیین می کند.

همچنین این آیین نامه به معرفی انواع مجوزهای مقاوم سازی نیز می پردازد. پیروی کردن از آیین نامه در امر مقاوم سازی، باعث بهتر پیش رفتن این سیستم می شود. همچنین اثرات خوب و دراز مدت پیروی این سیستم مقاوم سازی از آیین نامه ی مذکور، در نظر دیگران جلوه می یابد.

پیروی از اصول این آیین نامه، باعث اصولی پیش رفتن روش مقاوم سازی می شود. همچنین در صورت پیش رفتن طبق اصول آیین نامه در صورت بروز هرگونه مشکل در سیستم مقاوم سازی، سازمان هایی مانند وزارت مسکن و شهرسازی و… پاسخگو و پیگیر خواهند بود. تمام مسائل فنی و قوانین مربوط به ایمن سازی و مقاوم سازی ساختمان ها در این گونه آیین نامه ها ذکر شده است.

نحوه اجرا سیستم مقاوم سازی کامپوزیت CFRCM

نصب سیستم FRCM برای مقاوم سازی دیوارهای یک بنا، دارای مراحلی می باشد. این مراحل به شرح زیر هستند:

• برطرف کردن برآمدگی ها و ناهمواری های موجود در سطح
• نگه داشتن توری فایبر گلاس به کمک میخ یا پیچ به صورت یکپارچه و موقتی
• اعمال ماتریس یا پلاستر سیمانی با شاتکریت یا به صورت دستی با ماله
• مدفون کردن کامل مش فایبر گلاس با پلاستر سیمانی