وبلاگ

مواد FRP می­توانند به آسانی در اطراف و پشت لوله­ها و تأسیسات نصب گردند.
روی هم قرار دادن نوارهای FRP برای تقویت در دو جهت متعامد، به­ دلیل ضخامت کم نوار میسر می­­باشد.

( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

مزیت قابل توجه دیگر پلیمرهای الیافی، مقاومت آنها در برابر خوردگی است. همچنین نیازشان به نگهداری، کم بوده و اگر در مدت بهره ­برداری خسارتی ببینند به راحتی با افزودن یک لایه اضافی قابل ترمیم خواهند بود. همچنین کاربرد FRP در امر تقویت سازه­ها، وزن سازه و یا ابعاد عضو را افزایش نمی­دهد که این موضوع در مورد پل­ها و یا سازه­های با فضاهای محدود مانند تونل­ها از اهمیت زیادی برخوردار است[۹].

تحقیقات انجام شده بر روی تقویت تیرها با FRP
در خصوص تقویت تیرها و ستون­ها با FRP تحقیقات بسیار گسترده­ای صورت گرفته است که در اینجا دو مورد از آن­ها به اختصار اشاره می­ شود.
یوسف و السالم^[۱۸] [۱۴] رفتار خمشی تیرهای بتن مسلح تقویت شده با صفحات مرکب FRPتحت تأثیر بارهای مختلف را مورد بررسی قرار دادند. برای این منظور آن­ها ۱۴ تیر بتن مسلح با دهانه­ی آزمایش ۱۳۵۰ میلیمتر و سطح مقطع ۱۵۰*۲۰۰ میلیمتر طراحی و بتن ریزی کردند. همه تیرها با دو میلگرد فولادی (۲Ф۱۰) در ناحیه کششی (پایین) و (۲Ф۶)در ناحیه فشاری (بالا) مسلح شده بود و از خاموت فولادی (Ф۶) به فاصله­ی مرکز تا مرکز ۷۵ میلیمتراستفاده شد. دو تیر به عنوان نمونه­های شاهد و بدون هیچ تقویتی درنظر گرفته شد. ۱۲تیر باقیمانده به دو سری تقسیم شدند. اولین گروه شامل ۶ تیر جهت ارزیابی اثرات تقویت با GFRP بر روی مقاومت تیرهای تحت خمش برای شرایط بارگذاری و باربرداری مختلف استفاده شدند. ۶ تیر دیگر شبیه سری اول بود با این تفاوت که با صفحه­ی CFRP تقویت شدند. ۶ تیر در هر سری به سه گروه دوتایی تقسیم شدند.
گروه اول شامل دو تیر می باشد که قبل از بارگذاری با FRP تقویت شدند. گروه دوم شامل دو تیر می­باشد که تحت اثر بار سرویس و باربرداری قرار گرفته­اند و سپس با صفحه FRP تقویت شدند و بعد تا لحظه­ گسیختگی بارگذاری شدند. گروه سوم شبیه گروه دوم است با این تفاوت که تیرها در زمان اعمال بارهای سرویس تقویت می­شدند. بعد از باز کردن قالب تیرها به طور متناوب روزی دو بار و به مدت دو هفته آب­پاشی می­شدند، سپس برای خشک شدن به مدت دو هفته باقی می­ماندند. بعد از ۹۹ روز عمل چسباندن GFRP و CFRP به سطح کششی تیرها شروع شد. نمونه­ها در آزمایشگاه تحت شرایط کنترل شده دمای ۲±۲۵ درجه سانتیگراد و ۳۰ درصد رطوبت، برای دو روز نگه داشته شدند و سپس تست گردیدند. وضعیت تیرها و سطح مقطح آن­ها در شکل ۲-۱۳ نشان داده شده است.

شکل (۲-۱۳). وضیعت تیرها و سطح مقطع آنها
دهانه آزمایش همه تیرها ۱۳۵۰ میلیمتر بود. تیرها با تکیه­گاه­های ساده که دو بار نقطه­ای در فاصله­ی ۱۰۰میلیمتر از مرکز تیر واقع شده ­اند، قرار گرفته­اند. این بدین معناست که دهانه­ی برش برای همه تیرها ۵۷۵ میلیمتر بود. تیرها را با بهره گرفتن از یک جک اعمال بار به صورت خمشی آزمایش کردند. خیز وسط تیر با بهره گرفتن از یک مبدل جابجایی متغییر خطی ^[۱۹](LVDT) کنترل ­شد در حالیکه کرنش­ها در میلگردهای طولی وسط دهانه با بهره گرفتن از کرنش­سنج­های الکتریکی ثبت می­شدند. بارها به طور پیوسته همزمان با قرائت­های LVDT و کرنش­سنج­ها، اعمال و ثبت می­شدند و اعمال بار تا گسیختگی تیر صورت می­گرفت.
از این تحقیق نتایج زیر حاصل شد:
نتایج این آزمایش نشان داد که مقاومت خمشی قابل ملاحظه­ای با چسباندن صفحه­ی FRP به سطح کششی تیرهای بتن مسلح بدست امده است.
تیرهای تقویت شده پس از بارگذاری در بار سرویس عملکردی مشابه تیرهای تقویت شده قبل از بارگذاری داشتند.
استفاده از صفحات FRP به عنوان مسلح کننده­ خارجی برای تقویت و یا تعمیر اعضای سازه­ای تاثیر سودمندی به همراه شکل­پذیری کافی ایجاد کرده است.
تحقیق دیگری توسط المسلم و السالم^[۲۰] [۱۵] در مورد استفاده از صفحات GFRP به عنوان تقویت کننده­ خمشی خارجی در تیرهای بتن مسلح انجام شد. برنامه آزمایشگاهی آنان شامل ۱۲ تیر بود که در ۶ گروه دسته­بندی ­شدند. دهانه­ی آزمایش همه تیرها ۲۰۵۰ میلیمتر بود. سطح مقطع آنها ۱۵۰*۲۰۰ میلیمتر و با (۳Ф۱۰ mm) میلگرد فولادی در ناحیه­ی کششی (پایین) و (۱Ф۶ mm) در ناحیه­ی فشاری (بالا) مسلح شده بودند. همه تیرها با خاموت فولادی Ф۸mmبه فاصله­ی مرکز به مرکز ۱۰۰ میلیمتر خاموت­گذاری شدند. تیرها با تکیه­گاه­های ساده آزمایش شدند و در معرض دوبار نقطه­ای متقارن که به فاصله­ی ۱۵۰ میلیمتر از مرکز تیر واقع شده بودند قرار گرفتند. سطح مقطع تیرها و چگونگی تقویت آن­ها در شکل ۲-۱۴ نشان داده شده است.
شکل (۲-۱۴). سطح مقطع و چگونگی تقویت تیرها
تیرها با بهره گرفتن از یک دستگاه آزمایش که بار آن قابل کنترل بود تست شدند. تغییر مکان وسط تیر با بهره گرفتن از یک مبدل جابجایی متغییر خطی (LVDT) اندازه گیری ­شد در حالیکه کرنش­ها در میلگردهای طولی با یک کرنش سنج الکتریکی ثبت می­شدند. بارها به صورت پیوسته وارد و ثبت می­گردید، در این میان بر اساس LVDT و کرنش سنج­ قرائت­ها صورت می­گرفت و اعمال بار و فرایند ثبت تا زمانی که گسیختگی کامل تیر رخ دهد ادامه می­یافت.
نتایج آزمایشگاهی این تحقیق نشان داد که مقاومت خمشی تیرهای بتن مسلح تقویت شده با صفحات GFRP که در ناحیه­ی کششی آنها نصب شده ­اند افزایش می­­یابد.
سیستم مهاربندی پیشنهادی U شکل تأثیر قابل ملاحظه­ای بر روی مقاومت نهایی تیرها دارد و مد گسیختگی نشان داد که هر دوی تغییر شکل و انرژی بر اساس تسلیم فولاد کششی می ­تواند به عنوان معیار شکل­پذیری جهت محاسبه­ی نسبی عملکرد ساختاری صفحه­ی متصل شده به تیرهای بتن مسلح مورد استفاده قرار گیرد.
با توجه به اینکه تحقیقات انجام گرفته در این خصوص زیاد می­باشد [۱۶، ۱۷، ۱۸] و همچنین نظر به اینکه موضوع اصلی تحقیق دوام تیرهای تقویت شده با FRP می­باشد، لذا جهت جلوگیری از پراکندگی مطالب از ذکر بیشتر تحقیقات به عمل آمده اجتناب می­گردد.

تحقیقات انجام شده بر روی واکنش قلیایی سنگدانه­ها
مقدمه
در دهه ۱۹۳۰، برای نخستین بار آسیب‌دیدگی ناشی از واکنش قلیایی سنگدانه‌ها، در کشور آمریکا (سواحل کالیفرنیا)، مشاهده گردید که استانتون^[۲۱] [۱] دلیل ترک‌خوردگی‌ها در بتن را واکنش بین سنگدانه‌های سیلیسی و مواد قلیایی موجود در سیمان‌های پرتلند اعلام نمود. این پدیده که هنوز هم کاملاً شناخته شده نیست، خسارات جبران‌ناپذیری را به سازه‌های بتنی‌ (ازجمله سدها، پل‌ها، روسازی‌ها و…) وارد می کند و بدان جهت این پدیده به عنوان سرطان بتن شناخته شده است. نتایج تحقیقات انجام شده توسط استانتون در دهه ۱۹۳۰ که توسط US Bureau of Reclamation در سال ۱۹۴۱ تأیید شد، حداکثر مقدار قلیاییت مجاز سیمان برای جلوگیری از این پدیده، ۶/۰ درصد معادل معرفی شد[۱۹]. سیمان‌های پرتلند دارای مقادیر محدودی مواد قلیایی فلزی هستند. هنگامی که این مواد قلیایی با رسوبات لایه‌های داخلی سنگدانه‌ها وارد واکنش شوند، حاصل، ماده‌ای منبسط شونده است که در حضور رطوبت به شدت افزایش حجم داده و این افزایش حجم می‌تواند به ایجاد تنش‌های کششی داخلی و در مواردی به ترک‌خوردگی منتهی شود.
واکنش‌های قلیایی سنگدانه‌ها به چهار دسته تقسیم‌بندی می­ شود:
واکنش قلیایی- سیلیسی (ASR)
واکنش قلیایی- سیلیکاتی
واکنش قلیایی- کربناتی
سایر واکنش‌های قلیایی- سنگدانه‌ها
در ادامه توضیحات مختصری در مورد چهار دسته­ی فوق ارائه خواهد شد:

واکنش قلیایی- سیلیسی^[۲۲]
این واکنش که از متداول‌ترین و مهمترین انواع واکنش قلیایی سنگدانه‌هاست، هنگامی در بتن پدید می‌آید که مواد قلیایی موجود با سیلیس فعال سنگدانه‌ها واکنش دهند و ایجاد ژل قلیایی- سیلیسی نمایند. این ژل جاذب رطوبت بوده و در حضور آب به شدت منبسط می‌شود. تنش‌های کششی ناشی از این انبساط گاه به حدی می‌رسند که موجب ترک‌خوردگی سنگدانه و یا چسب بتنی شده و ترک‌های نقشه را ایجاد می‌کنند.
معادله این واکنش در زیر آمده است:
(۲-۱)
(۲-۲)
همانطور که در معادله­های فوق مشاهده می‌شود، برای انجام واکنش، حضور رطوبت لازم است. همچنین برای انبساط ماده حاصل از واکنش (ژل سیلیسی- قلیایی) نیز حضور رطوبت لازم است [۲۰].

واکنش قلیایی- ­سیلیکاتی
این واکنش بسیار کندتر از واکنش قلیایی- سیلیسی (ASR) می‌باشد. در این مورد به‌جای سیلیس فعال سنگدانه‌ها، سیلیکات‌های موجود در ترکیب سنگدانه به کندی وارد عمل می‌شوند. البته تمامی سیلیکات‌های موجود در ترکیب سنگدانه‌ها فعال نمی‌باشند. فرم کلی این واکنش کاملاً مشابه با واکنش قلیایی-­سیلیسی (ASR) است[۲۰].