پارچه کربن دو جهته

پارچه الیاف کربن دو جهته (کد ™BCW)، الیافی با تاب آوری بسیار بالا است. بافت الیاف کربن در دو راستای عمود بر هم مانند تار و پود پارچه است. از ویژگی‌های بارز این الیاف کربن دوجهته علاوه بر تاب کششی بالا می توان به وزن کم و تاب بالا در اقلیم آب و هوایی مرطوب و محیط با PH اسیدی بالا، اشاره کرد. جنس الیاف کربن دوجهته از نوع کربن T300 می‌باشد که برای ساخت کامپوزیتهای CFRP نیز از این نوع کربن استفاده می شود؛ بعلاوه برای ساخت CFRP ها از انواع مختلف رزین‌های اپوکسی FRP نیز استفاده می‌شود.


معرفی محصول

الیاف و پارچه کربن دو جهته (پارچه کربن) به دلیل دارا بودن مقاومت کششی بسیار بالا در مقابل وزن کم کاربردهای فراوانی در صنعت دارند. الیاف کربن دو جهته در زمینه ها و صنایع مختلفی نظیر صنایع کامپوزیت، هوافضا و هواپیماسازی، صنایع جنگی، پزشکی، تولید تجهیزات ورزشی و به طور کلی در هر زمینه و صنعتی که نیاز به مواد کامپوزیتی است، استفاده می‌شود. یکی از مهم‌ترین موارد کاربرد کامپوزیت‌های CFRP در صنعت ساختمان و مقاوم سازی ساختمان است.

از الیاف کربن دو جهته در عموم سازه‌های بتنی اعم از سازه‌های مسکونی و صنعتی استفاده می‌شود. اساس شکل‌گیری این الیاف استفاده گسترده از فیبر کربن است. فیبر کربن یک ترکیب بسیار سبک و در عین ‌حال بسیار مقاوم می‌باشد. ساختار فیزیکی الیاف فیبر کربن تا 10 برابر قوی‌تر از ساختار فیزیکی فولاد است. علاوه ‌بر قابلیت‌های ویژه مانند سبکی و یا مقاوم بودن باید از شرایط نصب آسان، قابلیت ضد خورندگی و همچنین عدم نیاز به تعمیر و نگهداری پارچه فیبر کربن نیز یاد کنیم. در این مطلب می خواهیم به بحث در مورد مشخصات انواع پارچه و الیاف کربن بپردازیم.

پارچه کربن دو جهته محصول مستقیم بافته ‌شده از الیاف فیبر کربن است که تمام خصوصیات اعم از سبک بودن، استحکام و خواص ضد خوردگی را با خود دارد. در عین‌ حال قابلیت رنگ ‌پذیری دارد و می‌تواند به‌ عنوان پوشش نهایی و بسیار مقاوم و البته زیبا برای سطوح مختلف عمرانی استفاده بشود. پارچه کربن دو جهته یک ساختار بافته ‌شده از تار و پود‌های فیبر کربن است که در یک پیوند 90 درجه نسبت‌ به هم قرار می‌گیرند. این الیاف با طرح ساده درست مانند یک پارچه می‌باشد. پارچه‌ای که به ‌مانند هر گونه‌ی دیگر دارای تار و پود است. با این تفاوت که تار و پود پارچه الیاف کربن از جنس رشته‌های فیبر کربن در عین سبکی و منعطف بودن، مقاومتی فراتر از هر ترکیب دیگری دارد.

شرکت افریز در تمامی فعالیت‌های عمرانی خود از الیاف کربن دو جهته در نمونه‌های مختلف با وزن 160 الی 600 گرم بر متر مربع تولید می‌کند. میزان تراکم الیاف کربن دو جهته معرف میزان مقاومت و ساختار نهایی پارچه کربن است که باید متناسب با شرایط پروژه و در نظر داشتن الزامات مهندسی شده استفاده شوند.

مزایای استفاده از پارچه کربن دو جهته

• حضور این الیاف ظرفیت خمشی نهایی بتن آرمه را افزایش می‌دهد
• این الیاف شرایط نصب سریع و تمیزی دارد
• از آب انداختن بتن جلوگیری می‌کند
• الیاف کربن دو جهته رطوبت بتن را تا زمان خشک شدن نهایی بتن نگه می دارند
• شرایط نصب این الیاف ساده است
• استحکام کششی بتن را افزایش می‌دهد
• استحکام ناهمسانگرد پارچه کربن دو جهته بسیار زیاد است. این معیار به قابلیت استحکام در همه جهات اشاره دارد که برای الیاف کربن دو جهته این معیار تا 10 برابر قوی‌تر از فولاد می‌باشد.
• در برابر خورندگی مقاوم است
• پارچه کربن دو جهت نسبت به اثر فرسایش آب و یا دیگر ترکیبات شیمیایی مانند متریال های اسیدی کاملاً مقاوم است. در نتیجه شرایط تغییر و نگهداری از آن ساده می‌باشد
• در مقایسه با استفاده از تیرهای فولادی حجم نفوذ پذیری کمتری دارد.
• قابلیت رنگ پذیری دارند و می‌تواند به‌ عنوان یک پوشش مقاوم در پرداخت نهایی کار استفاده شود.

مزایای مطرح شده دورنمایی از مشخصات انواع پارچه و الیاف کربن هستند. قاعدتا هر کدام از این مزایا یک نقطه عطف کلیدی در مسیر ساخت و سازهای عمرانی است. البته لازم است تا در نحوه انتخاب پارچه کربن متوجه این مزایا باشید و در صورت نیاز از مدل‌ها که قابلیت‌های برجسته تری دارند تهیه کنید.

پارچه کربن دو جهته چه کاربردهایی دارد؟

پارچه کربن دو جهته یک بافت کربنی سبک ‌وزن با استحکام فیزیکی بسیار بالایی است. مشخصه‌هایی که آن را برای حضور در بسیاری از شرایط کاربردی و اجرای عملیات‌های گوناگون عمرانی آماده کرده ‌است. از طرفی پارچه الیاف کربن ضریب انبساط حرارتی کمی‌دارد و این ویژگی از دیگر مزیت‌های کاربردی و شناخته‌ شده‌ی آن می‌باشد.

اگر پارچه کربن دو جهته را در نسبت مناسب با رزین ترکیب نماییم کامپوزیت‌های یکپارچه ایجاد می‌شود که ساختاری پارچه‌ای مانند دارند و مناسب پوشاندن قطعات قالب‌گیری شده هستند. این پارچه کامپوزیت کربن ساخته‌ شده ترکیبی سبک، سفت با قابلیت فرم پذیری بسیار خوبی است که کاملاً مناسب طراحی انواع قالب‌ها می‌باشد. این انعطاف پذیری از مهمترین نکات در هنگام خرید پارچه کربن دو جهته است.پارچه کربن دو جهت در اصل یک ساختار بافته ‌شده از فیبر کربن است. لذا به ‌عنوان یک محصول از دنیای کاربردی فیبر کربن معرفی می‌شود. فیبر کربن ترکیبی سبک و بسیار مقاوم است.

در حال ‌حاضر از فیبر کربن در کاربردهای متنوع با قابلیت‌های متفاوت استفاده شده ‌است. تقریباً می‌توانید حضور این ترکیب مدرن را در هر ساختاری و برای هر کاربردی تصور کنید. فیبر کربن یکی از بهترین مواد مصنوعی است که قابلیت استفاده همه ‌کاره دارد. قطعا استحکام فیزیکی بسیار بالای فیبر کربن در این استفاده حداکثری با کاربرد همگانی تاثیرگذار بوده ‌است. پارچه فیبر کربن دوجهته (™BCW) از الیاف کربن cfrp کاربردی است که فضای ساخت و طراحی بسیاری از سازه‌های صنعتی و عمرانی را متحول کرده‌ است.برای نمونه بهره گیری از فیبر کربن در ساخت اتومبیل‌های مسابقه‌ای که مناسب طراحی سبک و مقاوم بدنه می‌باشد. در حال حاضر از ترکیبات وابسته به فیبر کربن در طراحی ماشین‌های لوکس و مدرن امروزی استفاده می‌شود. از این الیاف سبک و بی‌نهایت مقاوم در صنایع هواپیماسازی و همچنین فعالیت‌های نظامی استفاده شده ‌است. طراحی بدنه قایق‌های بادبانی از دیگر مصارف کاربرد فیبر کربن خصوصا پارچه‌ الیاف کربن دو جهته است. حضور فیبر کربن در طراحی و ساخت بسیاری از ساختارهای مهندسی شده، طراحی بدنه، عموم تجهیزات با کارآیی خاص، میله‌های چرخ‌دار دکل‌ها و… متداول است. مهندسین عمران تا طراحان ماشین‌ آلات گوناگون برای ساختارهای سبک و مقاوم تلاش می‌کنند. فیبر کربن و در امتداد آن انواع پارچه الیاف کربن مانند الیاف کربن t300 از ساختارهای ایده‌آل برای چنین مهندسین نواندیشی می باشد. این رویکرد زمینه کاربرد پارچه کربن دو جهته را برجسته‌تر خواهد کرد. برای نمونه و در مورد صنعت عمران می توان از پارچه های کربن جهت مقاوم سازی دال بتنی در ساختمان های بتن آرمه استفاده نمود. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد کاربرد پارچه کربم مقاله “الیاف کربن؛ از صنایع هوایی تا صنعت ساختمان” را مطالعه بفرمایید.

نحوه انتخاب پارچه کربن دو جهت چگونه است؟

ایده استفاده از پارچه کربن دو جهته انقلابی در ساخت سازه‌های مستحکم بتنی به پا کرده ‌است. این الیاف‌های سبک و مقاوم در ارتقای قابلیت مستحکم سازه‌های موجود تا ساخت مقاوم سازه‌های پیش رو بهترین هستند. چنین کاربردی باعث شده تا در این سال‌های اخیر انواع گوناگون از پارچه الیاف کربن که هر کدام قابلیت‌های مخصوصی دارند طراحی بشوند. برای استفاده در یک پروژه خاص خیلی مهم است که از پارچه الیاف کربن مناسب استفاده ‌شده باشد. لذا لازم است تا به درک فنی کافی از انواع پارچه کربن دو جهته و تفاوت‌های بین آنها رسیده باشید. این مهارت در نحوه انتخاب پارچه‌ی کربنی امری کلیدی است. در تحلیل قابلیت‌های فنی هر پارچه الیاف کربن از ویژگی‌ها مانند وزن پارچه، نوع بافت، معیار K-Count که معرف تراکم الیاف کربن است و فرمت پارچه در نحوه استقرار آن بر روی آرماتورها صحبت می‌کنیم.

شرکت افریز طیف گسترده‌ای از انواع پارچه کربن دو جهته برای عموم فعالیت‌های متداول عمرانی با قابلیت‌های متنوع فنی طراحی کرده ‌است. محصولات این شرکت از سری تقویت ‌کننده‌های فیبر کربن در گونه‌های متنوع از وزن مخصوص 160 تا 600 گرم در هر متر مربع تولید شده ‌است. از پارچه‌های کربن پر فروش این شرکت می توان به پارچه کربنی 200 گرمی اشاره کرد که در سه نوع؛ پارچه الیاف کربن ۲۰۰ گرمی حصیری، پارچه الیاف کربن 200 گرمی دو جهته و پارچه الیاف کربن 200 گرمی تک جهته عرضه می شود.کافی است دست قدرتمند مهندسی شده در تحلیل شرایط سازه پیش روی خودتان داشته باشید تا به ‌راحتی بتوانید یک‌ گونه پارچه فیبر کربن با شرایط فیزیکی مناسب و قابلیت‌های کاربردی حرفه‌ای را از جمع محصولات گروه افریز تهیه نمایید.

قیمت خرید انواع پارچه و الیاف کربن چگونه است؟

پارچه الیاف کربن دوجهته در مقایسه با دیگر الیاف شناخته ‌شده با استحکام بالا، ارزش بالایی دارد و به نسبت قیمت بالاتری هم در بازار به خود اختصاص داده. البته این رویه در حال تغییر کردن است. قطعا ایده بهره گیری از الیاف فیبر کربن تحول بنیادین در ساخت سازه‌های بسیار مستحکم امروزی بهمراه داشته است. اما از طرفی دیگر کل ماجرا در یک ‌فاز مطالعاتی با روند تجاری‌ سازی کندی قرار داشت. لذا به علت کم بودن تولید و فروش الیاف کربن، این الیاف قیمت بالایی داشتند. اما حالا رویکرد تجاری ‌سازی این محصول تغییر کرده ‌است. فیبر کربن دیگر یک ترکیب شناخته ‌شده است که از فاز مطالعاتی در آمده، الگوهای تجاری شده با تولید انبوه در مقیاس صنعتی‌ شده را تجربه می‌کند.
تا همین چند سال اخیر برای خرید هر پوند فیبر کربن باید چیزی در حدود 15 دلار هزینه می‌کردید. اما در حال ‌حاضر هر پوند از این الیاف کلیدی تنها 7 دلار قیمت دارد. برای مسیر تولید تا تجاری‌ سازی هر محصول عوامل متعددی نقش بازی می‌کنند. فاکتورهایی مانند مواد اولیه، انرژی، توسعه علمی و همچنین قابلیت‌های صنعتی در ایجاد فناوری‌های مدرن در مسیر تولید و عرضه هر محصول تاثیرگذار هستند. خصوصا برای تجاری ‌سازی و تولید فیبر کربن بیش‌ از هر محصول دیگری نقش بازی می‌کنند.

به هر صورت فیبر کربن از نمادهای دنیای جدید برای توسعه علمی الیاف مقاوم است. پیشرفت‌های اخیر برای روش‌های تولید الیاف کربن و همچنین ایده‌های بافت پارچه کربن دو جهته چشمگیر بوده ‌است. پیشرفت‌هایی که مسیر تولید انبوه پارچه الیاف کربن را ساده‌تر می‌کند.
اگر در تکاپوی خرید اینترنتی الیاف کربن و پارچه دو جهته هستید و می‌خواهید تا با هنر استفاده از فیبر کربن ساختارهایی متفاوت و مقاوم طراحی کنید و برای این منظور به ‌دنبال تولید‌کننده الیاف کربن یا مرکز فروش الیاف کربن می‌گردید، در حال ‌حاضر جای درستی آمده‌اید. مقاوم سازی افریز از پیشگامان داخلی در تامین و فروش پارچه کربن دو جهته است که در راستا توسعۀ مقاوم سازی سازه ها با الیاف کربن خرید فیبر کربن قیمت مناسب را ممکن ساخته است. شما می‌توانید با متخصصین مقاوم سازی افریز در تماس باشید تا از یک مشاوره حرفه‌ای برای انتخاب نوع مناسب پارچه کربن دو جهته و میزان خرید الیاف کربن برای انبوه فعالیت‌های عمرانی برخوردار شوید.

ویژگی‌ها


  • مقاومت کششی بسیار بالا پارچه کربن دو جهته
  • مقاوم در برابر خوردگی
  • وزن کم و ضخامت ناچیز
  • رسانای الکتریکی
  • ضریب انبساط حرارتی بسیار کم
  • سازگار با انواع چسب ها و رزین ها شامل چسب اپوکسی FRP، رزین پلی استر و …

کاربردها


  • ساخت قطعات کامپوزیتی CFRP
  • مقاوم سازی و بهسازی لرزه ای ساختمان ها
  • بازسازی ساختمان ها
  • افزایش ظرفیت باربری المان های ساختمانی
  • ایجاد تغییر در کاربری سازه ها
  • خطاهای طراحی و ضعف سازه‌ای

بسته‌بندی


  • ضخامت‌های 0.09-0.34 و عرض‌های 50 و 100 میلی‌متر

رنگ محصول


  • مشکی

مشخصات فنی و اجرایی

مشخصات فیزیکی
مشخصات پارچه کربن دو جهته
وزن واحد سطح 600-160

g/m2

رنگ مشکی
بافت الیاف دو جهته
راستای بافت الیاف عمود بر هم
عرض الیاف 50-100mm
ضخامت الیاف 0.09-0.34mm
مشخصات مکانیکی

مقایسه خصوصیات الیاف کربن دوجهته با فولاد رایج ساختمانی

مشخصات الیاف کربن دو جهته فولاد رایج ساختمانی
مقاومت کششی 4900MPa 360MPa
مدول کششی 230GPa 200GPa
جرم واحد حجم 1800Kg/m³ 7850Kg/m³
مقاومت در برابر خوردگی دارد ندارد
مقاومت در برابر محیط های اسیدی دارد ندارد
راهنمای کارفرمایان

اهداف مقاوم سازی:

به طور کلی منظور از مقاوم سازی بالا بردن تحمل سازه در برابر انواع نیروها خصوصا زلزله می باشد. البته هدف از انجام مقاوم سازی همیشه بالا بردن مقاومت سازه در برابر زلزله نیست و می تواند علت های دیگر از جمله تغییر کاربری و کاهش کیفیت مصالح نیز داشته باشد. مقاوم سازی ساختمان در دو دسته از انواع ساختمان ها قابل بررسی است:

ساختمان های موجود و در حال استفاده
ساختمان های آسیب دیده در زلزله
از آن جا که تخریب و جایگزینی ساختمان های موجود با ساختمان های جدید امری بسیار پر هزینه و زمان بر است لذا روز به روز بر اهمیت مقاوم سازی ساختمان ها افزوده می شود.

موارد نیاز به مقاوم سازی در ساختمان:

در ادامه به مواردی اشاره میکنیم که در صورت رخداد هرکدام از آن ها نیاز به ارائه طرح و اجرای مقاوم سازی در ساختمان پیدا می کنیم:

خرابی های موجود در ساختمان های قدیمی:

یکی از موارد شایع در ساختمان ها بروز خرابی و اشکال در طول مدت استفاده از ساختمان است. این خرابی ها به اشکال مختلف در ساختمان ها میتوانند رویت شوند. کرمو شدن بتن، ایجاد ترک های غیر عادی و خوردگی میلگرد های موجود در تیرها، ستون ها و سقف ها را میتوان جز خرابی های رایج و متداول در ساختمان های بتنی به حساب آورد که البته تشخیص بسیاری از این موارد به راحتی امکان پذیر نیست و نیاز به انجام روش های مختلف تست بتن شامل کرگیری، اسکن میلگرد و… دارد.

اشتباهات و خطاهای اجرایی:

یکی از مهم ترین مواردی که حتما لازم است تا ساختمان توسط کارشناسان مقاوم سازی مورد بررسی قرار گیرد وقوع اشتباهاتی است که در مرحله‌ی اجرای سازه پیش می آید. این اشتباهات در ساختمان های مختلف به شکل های بسیار گوناگونی امکان اتفاق افتادن دارد که می توان به ضعف در نمونه های آزمایش بتن، عدم همخوانی مقاومت طراحی بتن با مقاومت موجود، شکم دادن تیر و ستون، کرمو شدگی بتن و… اشاره کرد.

تغییر کاربری ساختمان:

تغییر در کاربری ساختمان ها امروزه امری متداول بوده و از جمله مواردی است که در آن باید قبل از انجام این کار ساختمان به طور کامل و توسط کارشناسان خبره مورد بررسی قرار گیرد. تغییر در کاربری ساختمان باعث به وجود آمدن نیروهای جدیدی در اعضای ساختمان می شود که ساختمان برای آن ها طراحی نشده و به وجود آمدن آن ها ممکن است اعضای باربر مثل تیر، ستون و … را دچار گسیختگی و خرابی های شدیدی بکند. در این موارد لازم است تا مهندس مشاور مجرب به طور کامل ارزیابی از سازه موجود به عمل آورده و امکان سنجی تغییر کاربری را انجام دهد تا در نهایت طرحی با دقت بالا و جزئیات کامل ارائه گردد.

تشخیص به موقع ایرادات و انتخاب راه حل درست باعث صرفه جویی زیادی درهزینه های ساختمان خواهد شد. از آن جایی که انتخاب یک شیوه‌ نامناسب مقاوم‌سازی، تعمیر و یا تقویت یک سازه، حتی می‌تواند شرایط را بدتر هم بکند لازم است تا از افراد با تجربه و خبره در این زمینه کمک گرفته شود.

همان طور که راهکارهای مقاوم سازی گوناگون می باشد کارفرمایان نیز گزینه های مختلفی برای انجام مقاوم سازی ساختمان دارند که باید از بین همگی این روش ها یک گزینه را جهت اجرا در پروژه های خود انتخاب کنند. مقاوم سازی با استفاده از پارچه کربن دو جهته روشی است که روز به روز استفاده از آن گسترده تر می شود. اما مهم ترین علل فراگیر شدن این روش چیست؟

مقاومت بالا پارچه کربن دو جهته
وزن کم پارچه کربن دو جهته
عدم رسانایی جریان الکتریسیته
کاهش هزینه ها
و…
هم چنین مشکلاتی که سایر روش های متداول مقاوم سازی مثل ژاکت فولادی و ژاکت بتنی برای ساختمان ایجاد می کنند مثل افزایش وزن ساختمان، تغییر در معماری و کوچک کردن زیر بنای مفید ساختمان، اخلال در کاربری ساختمان به مدت طولانی، افزایش هزینه ها و هم چنین امکان تکرار مشکلات پیش آمده مثل خوردگی و زنگ زدگی همه و همه به فواید مقاوم سازی با استفاده از الیاف کربن می افزاید.

راهنمای ناظران و طراحان

بطور کلی مقاوم سازی سازه ها به منظور افزایش ظرفیت باربری ساختمان، بهبود نارسایی های ناشی از خوردگی و فرسایش، افزایش شکل پذیری سازه، نیاز به تغییر در کاربری سازه و جبران خطاهای طراحی و اجرایی صورت می گیرد.

پارچه کربن دو جهته، مقاوم در برابر خوردگی و دارای مقاومت کششی بالا می باشند و وزن کم آن که یکی از اهداف مقاوم سازی است باعث افزایش روزافزون استفاده از آن ها در پروژه های مقاوم سازی و بهسازی لرزه ای شده است.

برای انجام مقاوم سازی در پروژه ها لازم است تا وضعیت موجود سازه از قبیل ظرفیت باربری فعلی المان ها، نقص ها و اشکالات پیش آمده، فایل های محاسباتی سازه و مدارک و نقشه های موجود سازه به طور کامل مورد بررسی قرار گیرد.

پیشنهاد می کنیم برای آشنایی بیشتر در ارتباط با مقاوم سازی با FRP مقاله “چگونه ساختمان خود را با الیاف FRP مقاوم سازی کنیم؟” را مطالعه کنید.

اصول کلی طراحی سیستم مقاوم سازی با الیاف کربن دو جهته:

اصول کلی و روش کلی طراحی بر پایه حالت حدی می باشد تا سطح عملکردی و ایمنی قابل قبولی ارائه شود و به دلیل شناخت کمتری که از کامپوزیت های FRP نسبت به سایر مصالح موجود مانند بتن وجود دارد لازم است تا ضرایب کاهش مقاومت به گونه ای اعمال شوند تا ضریب اطمینان طراحی بیش از 3.5 باشد. هم چنین لازم است تا خواص مصالح موجود مانند مقاومت فشاری، مدول الاستیسیته و … به وسیله ی آزمایشاتی مثل انجام کرگیری و تست مقاومت فشاری و انجام تست التراسونیک اندازه گیری شود. در ادامه به این موضوع خواهیم پرداخت که انواع رفتار فیبر کربن چیست و چه مزایا و کاربرد هایی دارد.

انواع رفتار الیاف کربن دو جهته:

رفتار کششی:

در بارگذاری کشش مستقیم، الیاف کربن قبل از گسیختگی هیچ رفتار خمیری ندارند. رفتار کششی مصالح توسط یک رابطه تنش – کرنش خطی الاستیک تا هنگام شکست که بطور ناگهانی اتفاق می افتد، مشخص می شود. مقاومت کششی و سختی مصالح به عوامل متعددی بستگی دارد. از آنجا که در کامپوزیت FRP الیاف نقش اساسی در باربری دارند، نوع الیاف، جهت قرارگیری و همچنین مقدار آنها مهمترین نقش را در خواص کششی ایفا می کنند.

رفتار فشاری اجزای مقاوم سازی شده با پارچه کربن دو جهته:

کامپوزیت های CFRP که به صورت پوشش بیرونی عمل می کنند ، نباید به عنوان تقویت کننده فشاری مورد استفاده قرار بگیرند. البته در ستون ها به دلیل رفتار محصور کنندگی الیاف مقاوم فشاری و ظرفیت ستون به صورت غیر مستقیم افزایش می یابد.

ارزیابی و پذیرش:

برای ارزیابی سیستم FRP باید راستای قرارگیری الیاف، وجود جدایش لایه ای و چسبندگی به سطح، جهت قرارگیری لایه ها و …. و هم چنین تطابق یا عدم تطابق با نقشه های طراحی توسط دستگاه نظارت بررسی شود که در ادامه به پاره ای از موارد و وظایف دستگاه نظارتی اشاره می کنیم.

برای استفاده از فیبر کربن در پروژه ها، این مواد باید بر اساس اطلاعات آزمایشگاهی مربوط به این مصالح کنترل شود. اطلاعات آزمایشگاهی به وسیله ی شرکت تامین کننده فراهم می شود.

پس از نصب و کسب مقاومت کامپوزیت های CFRP آزمایش کشش چسب (تست Pull Off) بر روی نمونه های مغزه گیری شده انجام می شود و مقاومت چسب باید بیش از 1.4MPa باشد تا پدیده جدا شدن و گسیختگی در بتن مشاهده شود. در صورتی که میزان مقاومت کمتر از مقدار تعیین شده باشد یا جدایش سیستم FRP از بتن اتفاق بیوفتد نشان دهنده وجود اشکال در سیستم است و الیاف کربن دو جهته نمی تواند عملکرد مورد انتظار را فراهم کند.

برای ارزیابی و تایید الیاف نصب شده باید موارد دیگری نیز در نظر گرفته شود که به پاره ای از آن ها اشاره می کنیم:

وقوع پدیده جداشدگی
جهت قرارگیری لایه ها که امری بسیار مهم بوده و وجود انجراف حتی به اندازه 5 درجه از راستای تعیین شده میتواند تاثیر زیادی در کاهش مقاومت داشته باشد.
ضخامت بعد از عمل آوری با رزین
طول وصله الیاف
و…

میزان مقاومت فیبر کربن چقدر است؟

فیبر کربن را به شکل رشته‌های کریستالی با قطر بسیار کم 0.0002 الی 0.0004 اینچی تهیه می‌کنند. این مقدار تقریباً صد برابر نازک‌تر از یک تار موی انسان است. اتم‌های کربن توانایی ایجاد پیوندهای زنجیره‌ای شکل و بسیار مستحکم دارند. قابلیت اتصال کریستالی به اتم‌های کربن اجازه داده ‌است تا به ‌تنهایی در یک ساختار یکپارچه کربنی بی‌نهایت مقاوم قرار بگیرند. وقتی یک رشته کریستال از الیاف کربن را در کنار دیگر الیاف ها قرار بدهیم، به میزان مقاومت و استحکام فیزیکی آن‌ها افزوده می‌شود. پارچه کربن دو جهته و موارد مشابه تماماً از بافته شدن الیاف نازک کربنی تهیه می‌شوند. این پارچه‌های فیبر کربن می‌توانند تا 5 برابر مستحکم‌تر از فولاد باشند. در عین ‌حال دو برابر سفت‌تر از فولاد هستند.

البته بهتر است در کنار استحکام بالای فیبر کربن متوجه سبکی بافت پارچه کربنی نیز باشید. پارچه فیبر کربن بسیار سبک‌ وزن است اما در عین حال بسیار مقاوم است. در واقع مقاومت فیبر کربن سه برابر فولاد است. این پارچه‌ها در عین استحکام فیزیکی بسیار بالا هیچ وزن مضاعف و یا سنگینی برای سازه‌ها ندارند. خصوصیات مستحکم بودن در کنار سبک بودن کافی است تا پارچه الیاف کربن در زمینه‌های کاربردی گوناگون به ‌عنوان یک ترکیب ترجیحی انتخاب بشود.

رزین یا فیبر کربن مناسب برای پروژه‌های عمرانی

استفاده از رزین در کنار فیبر کربن قابلیت کارایی و انعطاف‌پذیری الیاف کربن دو جهته را ارتقا می‌بخشد. به نوعی رزین یک پایه‌ی فرم پذیر در ایجاد ساختار نهایی برای استفاده از پارچه کربن دو جهته می‌باشد. از نظر فنی بهتر است تا از رزین‌های پلی استر و اپوکسی برای ترکیب شدن با فیبر کربن استفاده کنید. زیرا فیبر کربن قابلیت سازگاری کاملاً مطلوب با این رزین‌های پلیمری را دارد.

البته لازم است بدانید که رزین پلی استر از لحاظ فنی دارای محدودیت‌هایی است. جنبه‌های منفی که مانع از حضور این پلیمر در ایجاد ترکیبات کامپوزیتی شده‌ است. اول آنکه رزین پلی استر یک ترکیب پلیمری ارزان ‌قیمت است. قیمت ارزان نیز به دلیل قابلیت انعطاف ‌پذیری کم آن می‌باشد. رزین پلی استر ترکیبی نسبتاً خشک است که نمی‌تواند انعطاف‌پذیری کافی برای ترکیب شدن با الیاف فیبر کربن را تامین نماید. اگر از پلی استر در ترکیب با فیبر کربن استفاده کنید، خطر ایجاد ترک‌های عنکبوتی وجود دارد. ترک‌های که شرایط ترمیم بسیار سختی دارند. از طرفی مجبور هستید تا از حجم رزین پلی استر زیادی استفاده کنید. قطعا حضور زیاد رزین باعث سنگین شدن بافت الیاف فیبر کربن می‌شود که این سنگینی طبیعتاً در تضاد با قابلیت ویژه سبک بودن الیاف فیبر کربن است.

حجم رزین پلی استر پس‌ از مرحله سخت شدن کمتر می‌شود. به نوعی این پلیمر خودش را جمع می‌کند که باعث تغییر ساختار پیکربندی شده خواهد شد. از طرفی رزین پلی استر نسبت ‌به تابش مستقیم نور خورشید خصوصا اشعه ماورای ‌بنفش حساس است و در دراز مدت به دلیل فرسودگی، تغییر رنگ می‌دهد.

استفاده از رزین اپوکسی انتخاب بهتری به نسبت از پلی استر می‌باشد. اپوکسی قابلیت انعطاف‌ پذیری خوبی دارد و حضور آن در کنار الیاف فیبر کربن باعث افزایش مقاومت در مقابل ضربه خواهد شد. حضور اپوکسی مانع از ایجاد شکستگی در ساختار فیبر کربن می‌شود. البته این ‌طور نیست که استفاده از اپوکسی کاملاً ایده‌آل و عاری از عیب باشد. اگرچه حضور رزین اپوکسی هرگز به ایجاد ترک‌های عمیق عنکبوتی شکل نمی‌انجامد، اما به دلیل پتانسیل ضعیف خمشی که دارد باید انتظار یک ترک عمیق را داشته باشید.

با این ‌همه رزین اپوکسی یک پوشش کاملاً شفاف است که در مقابل تابش اشعه ماورا بنفش مقاومت می‌کند. از خواص عدم انقباضی دارد. در نتیجه پس‌ از خشک شدن باعث تغییر شکل ساختار نهایی سازه نخواهد شد. مزایای کار با اپوکسی خیلی بیشتر از رزین پلی استر است. به ‌این ‌ترتیب اپوکسی گزینه بهتری برای همراهی با الیاف فیبر کربن خصوصا پارچه کربن دو جهته می‌باشد.

حضور رزین اپوکسی در کناره پارچه الیاف کربن مقدمات تشکیل یک کامپوزیت بسیار باکیفیت را فراهم می‌کند. کامپوزیتی که در عین سبک بودن کاملاً مستحکم با قابلیت فرم پذیری بسیار عالی است.

روش ساخت تا آشنایی با الگوی طراحی انواع پارچه کربن دو جهته:

طرز تهیه الیاف کربن چگونه است؟ پارچه الیاف کربن به مانند هر پارچه دیگری دارای رشته‌های تار و پود است که به وسیله یک دستگاه بافندگی بافته می‌شوند. روش بافت ساده و یا جناغی از الگوهای متداول است. بافت ساده یک الگوی بافت بدون طرح است که سطح کاملاً ساده‌ای برای فرم نهایی پارچه ایجاد می‌کند. از این الگو با عنوان بافت 1*1 پارچه الیاف کربن یاد می‌شود و درکل سطح پارچه چیزی شبیه به خانه‌های شطرنجی است.

برای بافت پارچه فیبر کربن از الگوی روی و زیر در کنار هم قرار دادن رشته‌های کربن استفاده می‌شود. این ایده باعث ایجاد بافتی کاملاً منسجم، پایدار و البته مقاوم می‌شود. منظور از پایداری در این ویژگی به قابلیت پارچه برای حفظ ساختار خود در مقابل یک‌ بار جانبی اشاره می‌کند. در این ویژگی لازم است تا بافت پارچه در شرایط اعمال کشش جانبی حفظ بشود و به نوعی در جهت زاویه بافت تغییری ایجاد نشده باشد.

پارچه الیاف کربن با الگوی بافت ساده: اگرچه ساختار بسیار مقاومی دارد اما درکل مناسب استفاده در کاربردهای پیچیده نمی‌باشد. زیرا این پارچه‌ها با طراحی ساده سطح انعطاف‌پذیری خوبی ندارند. با این ‌وجود پارچه با طرح ساده یک الگوی طراحی ایده‌آل در اجرای عملیات‌های متوسط است. زیرا شرایط رسیدگی به آن ساده است و در عین ‌حال بدون ایجاد اعوجاج در یک بستر کاملاً صاف قابلیت استفاده شدن دارند. این پارچه‌ها به ‌خوبی بر روی سطوح با کمترین تاخوردگی و یا بی‌نظمی قرار می‌گیرند. بنابراین استفاده از پارچه الیاف کربن بافت ساده برای پوشاندن لوله‌ها، ورق‌های مسطح و منحنی‌های دو بعدی کاملاً ایده‌آل است. این قابلیت کلیدی در کنار انبوه پروژه‌ها که به آن نیاز دارند، مسیر خرید پارچه فیبر کربن دو جهته با بافت ساده را متداول کرده‌ است.

البته پارچه الیاف کربن با طرح ساده چندان الگوی بافت مناسبی نیست. در این الگوی بافت تارهای فیبر کربن حجم در هم ‌تنیدگی زیادی دارند. از این ‌رو پارچه با الگوی بافت ساده مستعد چین‌خوردگی‌های سخت و خشن می‌باشد. وجود چین‌خوردگی‌های خشن در سطح پارچه مستعد ایجاد نقاط تحت فشار است. نقاطی از پارچه که احتمال دارد در اثر فشار سازه دچار گسیختگی بشوند. قطعا حضور این چین‌خوردگی‌های خشن در سطح پارچه الیافی با طرح ساده باعث ضعیف شدن ساختار سازه‌ها می‌شود که غیر قابل ‌توجیه است.

پارچه الیاف کربن با بافت توییل: بافت جناغی یا همان بافت توییل در طرح‌های 2*2 و یا 4*4 از جمله رایج‌ترین الگوهای بافت پارچه الیاف کربن هستند. بافت توییل درکل یک تکنیک برجسته در بافندگی پارچه است. در این الگو به ‌جای استفاده از خطوط راست عمودی و یا افقی برای ایجاد تار و پودها از الگوی بافت مورب در جای‌گذاری رشته‌های تار و پود پارچه استفاده می‌شود. پارچه با طرح بافت توییل استحکام فیزیکی بالاتر و همچنین انعطاف بهتری به نسبت از مدل‌های ساده با تار و پود راست دارد.

در پارچه الیاف کربن که با الگوی بافت جناغی یا همان توییل بافته‌ شده باشند چین ‌و چروک کمتری ایجاد می‌شود. با این ‌وجود چین‌ و چروک‌های کمتر خطر ایجاد نقاط حساس و استرس‌زا که باعث گسیختگی بافت پارچه بشود کمتر خواهد شد. پارچه الیاف کربن با بافت جناقی به نسبت از مدل‌ها با بافت ساده قابلیت انعطاف‌ پذیری بهتری دارد. این پارچه‌ها خیلی ساده می‌توانند انواع فرم‌ها و حالت‌های پیچیده در طراحی سازه‌های عمرانی تا قالب‌های بتنی را پذیرا باشند. در عین ‌حال به نسبت از طرح پارچه‌های بافت ساده شرایط پایدارتری دارند. البته لازم است تا در مسیر بافت پارچه الیاف کربن جناغی دقت عمل بالایی داشته باشیم. زیرا روش بافت غلط باعث ایجاد انحراف در بافت پارچه می‌شود. شرایط شکل‌ پذیری تا قابلیت انعطاف پارچه با بافت توییل 4*4 بهتر از پارچه با بافت 2*2 می‌باشد. اما پایداری پارچه با بافت 4*4 کمتر است.

 

مراحل اجرا

جزئیات اجرای پارچه کربن دو جهته به هندسه سازه، صافی سطوح زیرکار و… بستگی دارد و لازم است پیمانکار مصالح FRP را مطابق با مشخصات توصیف شده توسط مهندس مشاور مثل نوع الیاف FRP، نوع رزین، تعداد لایه ها، نحوه ی اجرا و… در اجرای عملیات مقاوم سازی استفاده نماید.

مراحل اجرای پارچه کربن دو جهته

اجرای سیستم های مقاوم سازی با فیبر کربن باید مطابق مراحل زیر و به دقت انجام شود تا کیفیت مطلوب به دست آید.

ترمیم بتن و آماده سازی زیرکار

لازم است تمام اشکالات موجود در بتن اصلی و بتن زیرکار که ممکن است یکپارچگی کامپوزیت CFRP را دچار مشکل کند، قبل از اجرای الیاف کربن از بین برده شود و هم چنین در مواردی که احتمال خوردگی و زنگ زدگی میلگردهای موجود در بتن می رود باید ابتدا اثرات خوردگی و رسوبات پاکسازی شده و خرابی ها ترمیم شوند.

اختلاط رزین ها

اختلاط رزین ها باید مطابق رویه توصیه شده توسط سازنده مطابق با مشخصات فنی پروژه انجام شود. تمامی اجزای رزین باید در شرایط دمایی مناسب و به مقدار کافی مخلوط شوند تا زمانی که مواد به حالت یکنواخت برسد.

نصب الیاف FRP

پس از آماده سازی سطح زیرکار نوبت به نصب انواع الیاف FRP می رسد که دارای روش های مختلفی است و روش نصب باید توسط مشاور مشخص شود. در ادامه به انواع روش های نصب الیاف FRP می پردازیم:

انواع روش های نصب الیاف کربن دو جهته:

سیستم چسباندن تر پارچه کربن دو جهته:

در این روش نصب، سیستم الیاف به صورت رزین نخورده یا خشک با دست نصب می شوند. الیاف می توانند در یک فرآیند جداگانه به کمک دستگاه آغشته ساز با مواد رزین بارور و اشباع شده و بعد از آن روی سطح بتن نصب شوند.

سیستم پیش آغشته الیاف:

سیستم های پیش آغشته ابتدا در کارخانه با رزین آغشته می شوند، ولی رزین عمل آوری نمی شود. این الیاف به سطوح با یا بدون رزین اضافی چسیانده می شوند و در محل عمل آوری می شوند.

عدم رعایت هر یک از موارد فوق و سایر مواردی که توسط مشاور و سازنده بیان می شود باعث ایجاد ضعف در باربری سیستم و در مواردی جدا شدن الیاف از سطح می شود.در ادامه به پاره ای از مواردی که رعایت آن ها از وقوع جدا شدگی الیاف جلوگیری خواهد کرد اشاره می شود:

حتی المقدور از چسباندن فیبر کربن در سطح داخلی گوشه ها پرهیز شود طول مهاری کافی رعایت شود.
همپوشانی (Overlap) لازم در محل های وصله اجرا گردد.

راهنمای QC (کنترل کیفی)

پس از اجرای سیستم FRP (پارچه کربن دو جهته) لازم است تمهیدات و برنامه های تضمین و کنترل کیفیت توسط واحد کنترل کیفی (QC) به کار گرفته شود. کنترل کیفیت از طریق یک سری بازرسی ها و آزمایش های مورد نیاز انجام گردد.

بازرسان کنترل کیفی باید با سیستم FRP و نحوه ی اجرا و نصب آن به طور کامل آشنایی داشته باشد و در جریان نصب سیستم پارچه کربن دو جهته CFRP بازرسی هایی را به صورت روزانه انجام دهد که این بازرسی ها باید شامل موارد زیر باشد:

دمای محیط، رطوبت نسبی و شرایط آب و هوایی
میزان خشک بودن سطوح
روش های آماده سازی سطوح
مشاهده فرآیند گیرش رزین ها
موقعیت و اندازه هر نوع جدایش لایه ای یا وجود حباب های هوا
و…
هم چنین واحد کنترل کیفی باید به صورت دوره ای کامپوزیت CFRP اجرا شده را مورد بازرسی و ارزیابی قرار دهد.

انواع روش های ارزیابی سیستم FRP:

بازرسی های کلی:

با بازرسی های چشمی هر نوع تغییرات در رنگ، جدا شدن الیاف کربن، ترک خوردگی و… مورد بررسی قرار می گیرد که وجود هریک از این عوامل نشان دهنده ی ضعف در سیستم و اجرای نادرست می باشد. طبیعت مصالح مرکب FRP به گونه ای است که باید در حین بهره برداری، تاحد امکان هرگز و یا خیلی به ندرت مورد تعمیر قرار گیرند لذا لازم است سطوح پوشانده شده با مصالح FRPبه صورت کلی مورد پایش و بازرسی قرار گیرند.

یکی از خرابی های رایج در سیستم های FRP جدا شدن مصالح مرکب از بتن است که خرابی بسیار خطرناکی است که در صورت رخداد آن عملا سیستم FRP کارایی ندارد. لذا جدا شدن مصالح مرکب از بتن باید مورد ارزیابی قرار گیرد. بهترین راه تشخیص این حالت انجام تست Pull-off می باشد که طبق آیین نامه در فواصل زمانی معین باید انجام گیرد و در صورت جدایی الیاف از سطح بتن لازم است که سازه مورد بررسی توسط مشاور مورد تحلیل مجدد قرار گرفته تا نوع عملیات اصلاحی برای آن تعیین شود . چنانچه آسیب های جزیی مصالح مرکب شناسایی شدند ، می توان با روش هایی نظیر تزریق رزین با رعایت احتیاط در اینکه مصالح آسیب بیشترنبیند تعمیر شوند. چنانچه آسیب های کلی و با اهمیت بیشتر نظیر پوسته شدن یا جداشدن لایه ها از یکدیگر در مقیاس وسیع رخ دهد، ممکن است لازم باشد تا چسب و مواد مرکب از محل برداشته شوند . مواد معیوب در یک سطح وسیع و به حد کافی از سطح بتن کنده شده و قسمت پاک شده مجددا با مواد جدید پوشش داده می شود.

پایش و بازرسی دراز مدت:

مطابق نظام پایش و بازرسی لازم است همانند تمامی اعضای سازه ای، سیستم مقاوم سازی با الیاف کربن نیز مورد پایش و بازرسی قرار گیرد. چنین اقداماتی برای پل ها معمولا سالیانه یک بار به صورت کلی و هر شش سال یکبار به صورت تفصیلی به اجرا در می آید، اما در ساختمان ها بازرسی های منظم به ندرت انجام می گردد. لازم است مهندسین کنترل کیفی ساختمان نسبت به پایش و بازرسی منظم اعضای مقاوم سازی شده توجیه باشند و ساختمان های مقاوم سازی شده با کامپوزیت CFRP مورد پایش و بازرسی منظم برای اعضای تقویت شده قرار گیرند.

مدارک مرتبط

دیتاشیت فنی

دانلود

برگه ایمنی

دانلود

دتایل‌ و نقشه‌ها

دانلود

گالری تصاویر

سوالات متداول

الیاف کربن دو جهته چیبست ؟

الیاف کربن دوجهته، پارچه‌هایی الیافی بافته شده از نخ‌های الیاف کربن در دو جهت عمود بر هم (0 درجه و ‏‏90 درجه) می‌باشند. ‏

کاربردهای الیاف کربن دو جهته چیست ؟

پارچه‌های الیاف کربن دو جهته، به عنوان مصالح تقویت کننده به منظور افزایش ظرفیت باربری سازه، ترمیم و ‏تعمیر نقص‌ها، کنترل خیز، افزایش مقاومت خمشی و برشی، کاهش اثر انفجار بر المان‌های سازه‌ایی و... کاربرد ‏دارد.‏

انواع وزنی پارچه الیاف کربن دو جهته کدام است ؟

پارچه الیاف کربن دوجهته در وزن‌های 160، 200، 320 الی 600 گرمی در بازار عرضه می‌گردد.‏

تفاوت پارچه کربن دو جهته با پارچه کربن تک جهته در چیست ؟

پارچه کربن دو جهته، با بافت تاری پودی نخ‌های الیاف کربن، مشخصات مکانیکی الیاف کربن را در دو جهت ‏اعمال می‌کند و می‌تواند همزمان المان سازه‌ای را در دو راستا و یا دوجهت عمود برهم تقویت کند. اما ‏پارچه‌های الیاف کربن تک جهته تنها در یک راستا از مشخصات مکانیکی الیاف کربن بهره‌مند هستند و ‏المان‌های آسیب دیده سازه‌ای را تنها در یک راستا تقویت می‌کند.‏

پارچه‌های الیاف کربن دوجهته را در چه شرایطی نگه‌داری کنیم ؟

پارچه‌های الیاف کربن دو جهته باید در دمای 10 الی 40 درجه سانتی‌گراد و در جای خشک به دور از نور ‏مستقیم خورشید نگه‌داری شوند. پارچه‌های الیاف کربن دوجهته اگر در جعبه‌های سالم و دربسته نگه‌داری ‏شود، تقریبا تا 10 سال ماندگاری دارد.‏

قیمت الیاف کربن دوجهته چقدر است ؟

قیمت فیبر کربن دو جهته بسته به وزن و ابعاد موردنظر تعیین می‌گردد. به علت نوسانات بازار، قیمت ‏محصولات تقویت کننده ساختمانی نیز متغیر است. بدین منظور برای استعلام لیست قیمت الیاف frp فیبر کربن تک ‏جهته، می‌توانید با کارشناسان شرکت مقاوم‌سازی افزیر تماس حاصل نمایید.‏

پارچه‌های الیاف کربن دوجهته با چه رزین‌هایی سازگاری دارد؟

الیاف کربن دوجهته همانند الیاف کربن تک‌ جهته با رزین‌هایی چون رزین اپوکسی، رزین وینیل استر و رزین ‏پلی‌استر سازکار است. اما برای کسب بالاترترین عملکرد، رزین اپوکسی و رزین وینیل استر ارجحیت دارند.‏

پارچه الیاف کربن دوجهته با چه روش‌هایی قابل نصب است؟

پارچه‌های الیاف کربن دوجهته را می‌توان با روش‌هایی چون سیستم چسباندن‌تر و یا سیستم پیش آغشته به ‏سطوح مورد نظر اعمال نمود.‏

آیا می‌توان از الیاف کربن دو جهته به منظور تقویت بتن استفاده نمود؟

پارچه‌های الیاف کربن دوجهته با بتن سازگار است. این نوع از پارچه‌های الیافی به همراه رزین مربوطه، با ‏روش‌های متنوعی به سطوح بتنی آسیب دیده و یا نقص دار متصل می‌شوند. اینو از مصالح تقویت کننده ‏می‌توانند به شدت مشخصات مکانیکی بتن مثل مقاومت خمشی و برشی، مقاومت در برابر خیز، مقاوم در برابر ‏حرارت، عمر مفید و... بتن را بهبود ببخشند. ‏

آیا می‌توان فیبر کربن دوجهته را در سطوح فولادی به ‌کار برد؟

به طور کلی فولاد و فیبرکربن با یکدیگر سازگارند. بنابراین پارچه‌های الیاف کربن دوجهته را می‌توان با فولاد ‏نیز به کار برد. پارچه‌های الیاف کربن به همراه رزین ‏‎(cfrp)‎‏ به عنوان مصالح تقویت‌کننده المان‌های فولادی، ‏می‌توانند ظرفیت باربری آن را تا 75 درصد افزایش دهند. ‏

نظرات (11)

نقد و بررسی‌ها

  1. غلامی

    با سلام و درود. الیاف کربن از چه چیزی ساخته شده؟ ممنون از راهنماییتون.غلامی هستم

دیدگاه خود را بنویسید