استفاده از کامپوزیت FRP به‌عنوان یک گزینه عملی نسبت به روشها و فنون مقاوم‌سازی مرسوم و متداول در سازههای بتنی به‌طور روزافزون، در حال توسعه میباشد. گستره این نوع مقاوم‌سازی برای تقویت موضعی اجزاء سازه بتنی شامل تیر، ستون، دال، اتصال و دیوار میباشد. اخیراً استفاده از مصالح کامپوزیت به‌عنوان روشی جایگزین روشهای متداول قبلی جهت تقویت دیوارهای برشی پیشنهاد میگردد....
ین محصول در قالب ورد و قابل ویرایش در 26 صفحه می باشد.
به طور کلی کامپوزیتها از نظر نحوه ساخت به دو دسته کلی زیر تقسیم میشوند.
1- قالبگیری باز (قالبگیری تماسی)
در قالبگیری باز ماده کامپوزیتی لایه ها و ژل کت در هنگام ساخت در معرض اتمسفر محیط می باشند و شامل حالتهای زیر است.
الف) لایه گذاری دستی: کاربرد دستی رزین – کاربرد مکانیکی رزین
ب) فرایند لایه گذاری با الیاف سوزنی: روش پاشش با اسپری به صورت اتمیزه- به کارگیری غیر اتمیزه
ج) روش فیلامن و ایندینگ
2- قالبگیری بسته
در این نوع قالبگیری کامپوزیت در یک قالب دو تکه یا درون کیسه خلاء ساخته می شود که شامل حالتهای زیر می باشد.
الف) قالبگیری فشاری:
ترکیب قالب گیری صفحه یا (SMC)Sheet Molding Compound
ترکیب قالبگیری حجیم (BMC)Bulk Molding Compound
ترکیب قالبگیری ضخیم (TMC)Thick Molding Compound
ب) قالبگیری کششی Pultrusion Processing
پ) قالبگیری تزریقی عکس العملی تقویت کننده Reinforced Reaction Injection Molding
ت) قالبگیری انتقال رزین Resin Transfer Molding
ث) قالبگیری تحت کیسه خلاء: لایه گذاری خیس- پری پرگ PrePerg
ج) فرایند تزریق در خلا
چ) ریخته گری گریز از مرکز
ح) لایه گذاری پیوسته
قالبگیری باز
در این فرایند تقویت کننده ها به صورت پارچه های سوزنی، بافته شده یا به هم کوک زده شده بوسیله دست در محل خود قرار داده می شوند و سپس با رزین آغشته می گردند که رزین می تواند بوسیله دست و یا قلم و یا بوسیله دیگر وسایل مکانیکی با الیاف آغشته شود.
روش لایه گذاری دستی
از این روش در ساخت محصولاتی از قبیل قایقها، مخازن، پوشش حمامها، بوشها، قطعات کامیونها و اتومبیلها سازه های معماری و… استفاده می شود.
در این روش ابتدا برای بدست آوردن سطحی با کیفیت بالا روی قالب ژل کت زده می شود و پس از اینکه به مقدار کافی ژل کت زده شد الیاف تقویت کننده فایبرگلاس را به صورت دستی روی قالب قرار می دهند و سپس رزین بوسیله پاشش، ریختن، قلمرو زدن غلتک زدن و یا به کمک لیسه و یا پاشش بوسیله اسپری زده می شود.
روش فیلامنت وایندینگ
در این روش الیاف به دور یک مدل دوار به عنوان قالب پیچیده می شوند که از این روش بیشتر برای ساخت قطعاتی توخالی که استحکامهای کششی بالایی را می‌طلبند نظیر مخازن نگهداری سوخت، مواد شیمیایی، لوله ها، دودکشها، مخازن تحت فشار و پوسته موتور راکت بکار می رود.
نحوه کار بدین صورت است که الیاف به صورت پیوسته از درون یک حمام رزین، تغذیه شده و بدور مدل دوار پیچیده می شوند که تغذیه الیاف بوسیله یک غلتک که به صورت عرضی در طول مدل حرکت می کند انجام می پذیرد.
قالبها در این روش اغلب از جنس آلومینیوم و فولاد می باشد و بنحوی ساخته میشوند که قابل مچاله شدن جهت راحت تر کردن بیرون آمدن قالب باشند. از مزیتهای این روش می توان نسبت استحکام به وزن بالا، کنترل زیاد روی یکنواختی و جهت الیاف را نام برد.
قالبگیری بسته قالبگیری فشاری:
این روش دارای سه نوع BMC و TMC و SMC می باشد و مناسب برای حجم بالای تولید است در این روش از قالبهای فلزی با دمای بالا استفاده می شود که درون پرسهای بزرگ نصب شده اند. قالبها در دمایی بین 250 تا 400 درجه فارنهایت گرم شده و بین 250 تا 3000، Psi فشار را به ماده کامپوزیتی وارد کرده و پس از باز شدن دو کفه قالب، قطعه به صورت آماده برداشته می شود و در این روش کمترین پرداخت کاری و برشکاری نهایی لازم می باشد.
روش کششی
این روش یک فرایند پیوسته است که برای قطعاتی که دارای سطح مقطع یکنواخت و ثابت می باشند استفاده می شود. قطعات سازه ای، تیرها، کانالهای لوله، تیوب، چوبهای ماهیگیری و… از این نوع قطعات می باشند.
در این روش رشته های فایبرگلاسی به صورت پیوسته، پارچه های حصیری یا به صورت پرده ای در حمام رزین آغشته می شوند و در نهایت از داخل یک قالب فولادی توسط یک مکانیزم کششی به بیرون کشیده می شوند که در این فرایند وظیفه شکل دادن به رزین و کنترل نسبت رزین به الیاف را دارا می باشد. در این روش قالب توسط نیروی الکتریکی و یا به وسیله روغن گرم می شود تا رزین عمل آوری شود (شکل بگیرد).
مواد مورد استفاده در کامپوزیتها رزینها:
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 55
چکیده :
فناوری نانو و تولید مواد در ابعاد نانومتری موضوع جذابی برای تحقیقات می باشد که در دهه اخیر توجه بسیاری را به خود معطوف داشته است. نانو کامپوزیت ها نیز به عنوان یکی از شاخه های این فناوری جدید ، اهمیت بسیاری یافته اند به عنوان یک تعریف ، نانوکامپوزیت ها مواد مرکبی هستند که لااقل یکی از اجزاء تشکیل دهنده آنها دارای ابعاد در محدوده ی nm100-1 می باشد و خود شامل سه دسته پلیمری ، سرامیکی و فلزی هستند .درمواد نانو کامپوزیت به جزء پخش شونده که به صورت الیاف، صفحات مسطح ریز، ذرات و یا حتی حفره ها و ترکها و.... در ابعاد نانو می باشند، فاز دوم یا فاز تقویت کننده و همچنین به جزء پیوسته که می تواند در ابعاد نانومتری و یا بالاتر باشد فاز زمینه می گویند.
در سال های اخیر مواد نانوکامپوزیتی به دلیل ویژگی های منحصر به فردی همانند استحکام زیاد، وزن کمتر ، کارایی بیشتر ، دوام و پایداری عالی و نیز رفتار مناسب در برابر آتش سوزی نسبت به مواد سختی نظیر بتن آلومینیوم دارای بیشترین کاربرد در صنایع متعددی همچون صنعت هوا فضای صنعت نفت – گاز – صنایع پلاستیک ، صنعت برق و صنایع دریایی و صنعت خودروسازی می باشد.
کلمات کلیدی : نانوکامپوزیت – روش های تولید- استحکام نانوکامپوزیت
فصل اول
مقدمه
علم مواد نانو کامپوزیت، توجه دانشمندان و مهندسان را در سالهای اخیر به خود جلب کرده است. نتایج بررسی استفاده از بلوکهای ساختمانی در ابعاد نانو، طراحی و ایجاد مواد جدید با انعطاف پذیری و پیشرفتهای زیاد در خواص فیزیکی آنها را ممکن می سازد. قابلیت ارتقاء کامپوزیت ها با استفاده از بلوکهای ساختمانی با گونه های شیمیایی ناهمگن در رشته ها و بخش های مختلف علمی مطرح گردیده است. سادهترین مثالها از چنین طراحیهایی، به صورت طبیعی در استخوان اتفاق میافتد که یک نانوکامپوزیت ساخته شده از قرص های سرامیکی و چسبهای آلی می باشد. بدلیل این که اجزاء سازنده یک نانو کامپوزیت دارای ساختارها و ترکیبات مختلف و خواص مربوط به آنها می باشد، کاربردهای زیادی را ارائه می دهند. از اینرو موادی که از آنها تولید می شوند، می توانند چند کاره باشند. با الگو گرفتن از طبیعت و براساس نیازهای تکنولوژی های پدید آمده در تولید مواد جدید با کاربردهای مختلف در آن واحد برای مصارف گوناگون، دانشمندان استراتژی های ترکیبی زیادی را برای تولید نانوکامپوزیت ها بکار برده اند. این استراتژی ها دارای مزایای آشکاری در تولید مواد دانه درشت مشابه می باشند. نیروی محرکه در تولید نانو کامپوزیتها، این واقعیت است که آنها خواص جدیدی در مقایسه با مواد رایج ارائه می دهند.
تصمیم برای بهبود خواص و پیشرفت ویژگی های مواد از طریق ایجاد نانو کامپوزیت های چند فازی مسئله جدیدی نیست. این نظریه از زمان آغاز تمدن و بشریت و با تولید مواد برای کارآمدی بیشتر برای اهداف کاربردی مورد نظر بوده است. علاوه بر تنوع وسیع نانو کامپوزیت های یافت شده در طبیعت و موجودات (مثل استخوان) , یک مثال عالی برای کاربرد نانو کامپوزیت های ترکیبی در روزگار باستان, کشف جدید ساختمان نقاشی های مایان می باشد که در دوران مسا مریکاس بوجود آمدند. توصیف حالت هنر از این نمونه های نقاشی آشکار می سازد که ساختار رنگها, متشکل از ماتریسی از خاک رس آمیخته شده با مولکولهای رنگی آلی می باشد. آنها همچنین محتوی ناخالصی های ذرات نانوی فلزی محفوظ در یک لایه سیلیکاتی بی شکل همراه با ذرات نانوی اکسیدی روی لایه می باشند. این ذرات نانو تحت عملیات حرارتی و از ناخالص بوجود می آیند (Cr , Mn , Fe) که در مواد خام مثل خاک رس موجود می باشند ولی جمع و سایز آنها خصوصیات نوری رنگ نهائی را تحت تأثیر قرار می دهد. ترکیبی از خاک رس موجود که یک سوپر لاتیک می سازد که در ارتباط با ذرات نانوی فلزات و اکسیدی پشتیبانی شده روی لایه آمورف می باشد و این رنگ را یکی از اولین مواد مرکب مشابه نانو کامپوزیت های کاربردی مدرن می سازد. نانو کامپوزیت ها را می توان ساختارهای جامدی فرض کرد که دارای خواص مکرر بعدی با اندازه نانومتری بین فازهای مختلف سازنده ساختار می باشند. این مواد متشکل از یک جامد غیرآلی (بستر یا میزبان) محتوی یک جزء آلی و یا بالعکس می باشند و یا می توانند متشکل از دو یا چند فاز آلی/ غیرآلی در چند فرم ترکیبی باشند با این محدودیت که حداقل یکی از فازها یا ترکیبات, در ابعاد نانو باشد.
مثالهایی از نانو کامپوزیت عبارتند از پوششهای متخلخل، ژل ها و ترکیبی از پلیمرها، مثل ترکیبی از فازهای با ابعاد نانو با تفاوتهای فاحش در ساختار, ترکیب و خواص می توان فازهای با ساختار نانوی موجود در نانو کامپوزیت ها را صفر بعدی (مثل خوشه های اتمی تشکیل شده)، تک بعدی (یک بعدی مثل نانوتیوپ ها) و دو بعدی (پوشش های با ضخامت نانو) و سه بعدی (شبکه های جاسازی شده) در کل مواد نانو کامپوزیت می توانند دارای خواص مکانیکی, الکتریکی, الکتریکی، نوری، الکتروشیمی، کریستالی و ساختاری باشند، نسبت به مواردی که دارای اجزاء واحد و یگانه هستند. رفتار چند کاره برای هر ویژگی بخصوص ماده اغلب بیش از مجموع اجزاء تکی می باشد.
هر دو روش پیچیده و ساده برای ساختن ساختارهای نانو کامپوزیت وجود دارد یک سیستم عملی نانو کامپوزیت دو فازی، مثل کاتالیزرهای پشتیبان مورد استفاده در کاتالیزر محرک (ذرات نانوی فلزی جای گرفته روی پشتیبان های سرامیکی)، می توانند بسادگی با بخار دادن فلز روی لایه و یا پراکنده کردن توسط حلال شیمیایی آماده شوند. از طرف دیگر، ماده ای مثل استخوان که دارای ساختاری سلسله مراتبی با فازهای پلیمری و سرامیکی مرکب می باشد، با تکنیکهای ترکیبی حاضر, به سختی می تواند تکثیر شود. جدا از ویژگی های اجزاء تکی در یک نانو کامپوزیت، اشتراک اجزاءبا یکدیگر در بهبود یا محدود کردن خواص کلی یک سیستم نقش مهمی بر عهده دارند.
با توجه به فصل مشترک زیاد و وسیع ساختارهای نانو, نانو کامپوزیت ها ارائه کننده فصل مشترک های زیادی بین فازهای ادغام شده تشکیل دهنده می باشند. خواص ویژه نانو کامپوزیت ها اغلب از اثر متقابل و تداخل فازهای آن در فصل مشترک ها حاصل می شوند. یک مثال عالی برای این مطلب, رفتار مکانیکی کامپوزیت های پلیمری پر شده با نانوتیوپ ها می باشد. هر چند افزودن نانوتیوپ ها می تواند امکان استحکام پذیری پلیمرها را افزایش دهد، یک فصل مشترک بـدون تـداخل فازها فقط برای بوجود آوردن مناطق ضعیف در کامپوزیت کارائی دارد و هیچ بهبودی در خواص مکانیکی آن بوجود نخواهد آمد. برخلاف مواد نانو
لینک پرداخت و دانلود در "پایین مطلب"
فرمت فایل: word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحات:70
چکیده:
امروزه کامپوزیت رزین های سخت شونده با نور به دلیل زیبایی ظاهری ، کاربری آسان ، باند قابل اطمینان به ساختمان دندان و خواص فیزیکی مناسب به طور وسیعی مورد استفاده قرار می گیرند . شدت نور دستگاههای تولید نور با هدف افزایش قدرت نفوذ نور به قسمتهای عمقی رزین طراحی شده است . نورهای با شدت زیاد درجه سخت کردن بالاتری داشته ولی در عین حال انقباض بیشتری حین پلیمریزاسیوندر رزین ایجاد می کند . سخت کردن با سرعت پایین تر باعث حریان یافتن کامپوزیت و در نتیجه آزاد سازی تنش حین پلیمریزاسیون با نور می گردد. از آنجا که روند پلیمریزاسیون بیشتر بستگی به کل انرژی نور دارد تا شدت آن به تنهایی لذا ، سخت کردن با سرعت پایین همان عمق نفوذ را ایجاد می گردد . این امر با استفاده از شدت های پایین نور در مدت زمان بیشتر و یا استفاده از شدت های متغییر در طول مدت نور دهی حاصل می گردد پلیمریزاسیون آغاز کدام و پلیمریزاسیون با وقفه زمانی دو نمونه از کاربرد این روش هستند. در پلیمریزاسیون آغاز آرام نوردهی به صورت بله بله و از شدت های کم تا زیاد بوده در حالیکه پلیمریزاسیون با وقفه زمانی از یک نور دهی اولیه با شدت پایین آغاز شده و بعد
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 5
بررسی چالش های کاربرد کامپوزیت در صنعت ساختمان
در زمینة کاربرد مواد مرکب در صنعت ساختمان، دیدگاههای مهندس موسوی، از اعضای مؤسسه کامپوزیت ایران، قبلاً در شبکه بیان شد. اما گسترش مواد مرکب در صنعت ساختمان، همواره با معضلاتی همچون هزینه، مسائل زیست محیطی، استانداردها و غیره نیز همراه بوده است که در این زمینه نیز گفتگویی با مهندس موسوی انجام و به این موارد پرداخته شده است:
سوال: ضمن تشکر از شما با توجه به پایین‌تر بودن قیمت مصالح ساختمانی در برابر کامپوزیتها, آیا استفاده از کامپوزیتها در بخش ساختمان صرفة اقتصادی دارد؟ مهندس موسوی: موادی که برای تقویت سازههای بتن آرمه استفاده میشوند، الیاف شیشه و رزین اپوکسی میباشد که به علت تحریم ایران با قیمتهای بالاتر از نرخهای متداول جهانی به دست ما میرسند. البته ایران مواد اولیه مورد نیاز را از کشورهای شرقی بالاخص روسیه خریداری میکند که نسبت به نمونههای غربی خود از قیمت و کیفیت پایینتری برخوردار است. اما با تمام مشکلات بیان شده، به خاطر خصوصیات این مواد و با توجه به مشکلات ساختوساز، استفاده از آنها در کشور ما اجتناب ناپذیر است. به طور مثال گاه هزینه متوقف کردن عملکرد بنا در مقایسه با هزینة تقویت بسیار سرسامآور است. در یکی از شهرهای کشور، یک پل ترانزیت کالا پس از گذشت 30 سال از احداث آن، در قسمت سرستونها دچار آسیب گردیده بود و به علت موقعیت منحصر به فرد و حجم بسیار بالای ترانزیت آن، امکان بستن پل وجود نداشت. چرا که این عمل ترافیک غیر قابل کنترل و زیان مالی سنگین را به همراه میآورد. در این مورد روشهای سنتی به هیچ وجه جوابگو نبوده و تقویت پل تنها به کمک کامپوزیتها ممکن گردید. در بازار ایران مواردی وجود دارند که زمان بسیار مهمتر از هزینة تقویت است و باید با جستجو و بررسی این موارد را بیابیم. سوال: آیا کاربرد کامپوزیتها در صنعت ساختمان، مستلزم رعایت استانداردها و قوانین خاصی نیست و آیا استانداردهای لازم در کشور ما تدوین شده است؟ مهندس موسوی: متداولترین استاندارد پذیرفته شدة صنعت ساختمان در دنیا، استاندارد انستیتوی بتن آمریکا (ACI) از زیرمجموعههای ASTM میباشد. در ایران نیز مرجع تدوین استاندارد ساختمان، مرکز تحقیقات مسکن وزارت مسکن و شهرسازی است که استاندارد فوق را پذیرفته و مطابق با آن، دستورالعملهای مربوطه را تنظیم مینمایند. رعایت استانداردهای مربوط به استفاده از کامپوزیتها در ساختمان نکتة قابل توجهی است و بعضی نهادها با مراجعة به ما نگرانی خود را در این باب اظهار داشتهاند، اما باید توجه داشت که دستورالعملهای تدوین شده ASTM، در مورد مشخصهسازی و تست کارآیی سازههای کامپوزیتی است و در ساخت بنا به بیان کلیت نحوة اجرا اکتفا نموده است. به این ترتیب مهندس طراح ساختمان میتواند با بررسی پارامترهای مختلف مهندسی و هزینة اجرا به صلاحدید خود بهترین روش را انتخاب کند و در این مورد، استاندارد، آزادی عمل را از مهندس طراح سلب نکرده است. در زمینة تقویت بناها به روش سنتی، هماکنون آییننامههای خاصی وجود ندارد و در مورد روشهای جدید نیز کمیتة چهارصد و چهل ASTM به انتشار مجموعهای از مقالات معتبر مربوطه در قالب یک گزارش کارکرد پرداخته است که بیانگر عنایت آنها به روشهای نوین تقویت ساختمان میباشد. با این همه سردمداران تدوین استاندارد در این زمینه، کانادا و ژاپن هستند و گفته میشود آنها در صدد انتشار یک استاندارد تقویت بنا با کامپوزیتها طی یکی دو سال آینده میباشند. لازم بهذکر است در این کشورها حتی بناهایی وجود دارند که بیست سال از ساخت یا تقویت آنها با کامپوزیتها میگذرد و دچار کوچکترین مشکلی نشدهاند. اما با این وجود، کشورهای یاد شده مایل به سپری شدن مدت زمان بیشتری هستند. آنچه مسلم است کامپوزیتها در هنگام وقوع زلزله بسیار بهتر از روشهای سنتی معمول که دستورالعمل خاصی را نیز تبعیت نمیکنند، ظاهر خواهند شد. مراجع استاندارد دنیا رفتهرفته تقویت بنا با کامپوزیتها را پذیرفتهاند اما در زمینههای دیگر مانند بحث اتصالات کامپوزیتی نیاز به تحقیقات و پیشرفت بیشتری میباشد. سوال: آیا کاربرد کامپوزیتها در صنعت ساختمان مشکلات زیست محیطی به همراه ندارد؟ مهندس موسوی: در مبحث بازیافت و تجزیهپذیری کامپوزیتها باید گفت که کامپوزیتها از ترکیب دو بخش اصلی الیاف و رزین تشکیل شدهاند. الیاف عمدتاً از جنس شیشه و رزینها نوعی مادة پلاستیک میباشند. بنابراین مشکل مواد کامپوزیتی چندان حادتر از معضل اشیاء شیشهای یا پلاستیکی نمیباشد و شما مشاهده میکنید که از این دو ماده به صورت گسترده و روز افزونی استفاده مینماییم. راهحلهایی برای بازیافت الیاف شیشه و بعضی انواع رزین موجود در کامپوزیتها وجود دارد. موسسه کامپوزیت ایران در همین راستا مشغول انجام تحقیقاتی در زمینة استفاده از مازاد و ضایعات کامپوزیتهای مصرفی در تقویت داخلی بناهای بتنی میباشد تا بتواند به گونهای ضمنی، از انباشته شدن این ضایعات در طبیعت جلوگیری کند. در مورد مشکلات احتمالی حضور این مواد در زندگی روزمره از قبیل آتشگیر بودن یا متصاعد کردن گازهای مضر برای سلامت انسان، باید گفت که این قبیل معضلات مرتبط با نوع رزین مورد استفاده در ساخت کامپوزیتها میباشد و با انتخاب رزین مناسب میتوان نسبت به عملکرد مناسب کامپوزیتها اطمینان حاصل کرد. به طور مثال رزینهای فنولیک میتوانند دماهای بسیار بالا را تحمل کنند و اصطلاحاً ضد حریق شناخته میشوند. ما همچون کشورهای دیگر دنیا ناچاریم از کامپوزیتها استفاده کنیم و بسیاری از کشورهای در حال توسعه همچون هند و مالزی نیز به این سمت روی آوردهاند. اگر بخواهیم تنها به معضلات زیست محیطی آنها فکر کنیم باید بسیاری از مواد دیگر همچون پلاستیکها را نیز کنار بگذاریم و بدیهی است که چنین عملی زندگی را غیر ممکن میسازد. سوال: استقبال مراجع ذیصلاح جهت توسعة فناوری استفاده از کامپوزیتها در صنعت ساختمان کشور چگونه بوده است؟ مهندس موسوی: تقویت بتن با کامپوزیتها شیوهای نوین است و متاسفانه در کشور ما عادت به کهنهگرایی، دشواریهایی را پدید آورده است. حتی اساتید مهندسی عمران نیز بعد از ما و پس از مشاهدة فعالیتهای موسسه، این مبحث جدید را جدی گرفتند و مطالعاتی را در این راستا آغاز کردهاند. گاه شنیده میشود که روشهای سنتی از 50 سال پیش مورد استفاده واقع شدهاند و نیازی به استفاده از روشهای جدید نیست؛ اما مشکلاتی که در طی 50 سال استفاده از آنها همواره دردسرساز بوده، از چشم دور میماند. این تفکر حتی موجب پدیدار شدن نوعی ترس از روی آوردن به راهکارهای جدید حتی در بالاترین سطوح محققان ما گردیده است. ما دستاوردهایمان را برای ارگانها و اساتید مختلف از جمله وزارت مسکن و شهرسازی ارسال داشتیم و در کنفرانسها و همایشهای بینالمللی به معرفی تکنولوژی جدید پرداختیم و همکاری و مساعدت مسئولین را خواستار شدیم، اما استقبال کافی جهت توسعة این بستر از سوی دستاندرکاران به عمل نیامد و همکاریها با سرعت مناسب پیش نمیرود. این تکنولوژی، پتانسیل بهرهگیری فراتر از این حجم کوچک تقاضا را دارد و مسئولین امر باید بیش از این به مشکلات بپردازند.
کاربرد کامپوزیت در تقویت بناها مزایا و موانع( دیدگاه مهندس موسوی)
تقویت بناها به کمک کامپوزیت، از کاربردهای نو و مهم این مواد در صنعت ساختمان است که توجه به آن برای کشورهای زلزلهخیز از جمله ایران اهمیتی حیاتی دارد. در همین رابطه طی گفتگویی با مهندس موسوی از اعضای مؤسسه کامپوزیت ایران به بررسی ابعاد مختلف این مسئله پرداخته شده است:
سوال:
با تشکر از شما جهت شرکت در این گفتگو، لطفاً در مورد مزایای استفاده از کامپوزیتها جهت تقویت خارجی بناها توضیح دهید؟ مهندس موسوی: سازههای ساختمانی در مراحل مختلف طراحی، اجرا یا بهره‌برداری، در اثر عوامل مختلف از جمله عوامل محیطی یا گذر زمان دچار ضعف و سستی میشوند. طی 30 سال گذشته روشهای نوین تقویت سازهها جایگزین روشهای قدیمی گردیده و کشورهایی همچون آمریکا، کانادا و ژاپن به سرعت به این مهم روی آوردهاند. برخی از روشهای قدیمی که شامل استفاده از غلافهای فلزی و بتنی است از دو مشکل اساسی رنج میبرند: لف) در این روشها جهت تقویت بنا، باید ابتدا قسمتی از سازه جهت جاسازی قطعات تقویتکننده، تخریب موضعی گردد که عملی خطرناک، مشکل و گاه غیرممکن است. ب) با توجه به مشکلات ساخت بتن، احتمال آنکه قطعات تقویتکننده نتوانند با سازة در دست تعمیر به خوبی هماهنگ شوند وجود دارد. روشهای نوین استفاده از کامپوزیتها در تقویت ساختمان، نسبت به روشهای سنتی، دارای مزایای زیر هستند: 1) سرعت اجرای بسیار بالا و سهولت کار 2) افزایش استحکام سازه بدون افزایش وزن سازه (نسبت مقاومت به وزن بالا) 3) مقاومت در برابر خستگی 4) مقاومت فوقالعاده نسبت به خوردگی 5) مقاومت بسیار بالا در برابر زلزله 6) امکان تعمیر مجدد و آسان 7) دوام و طول عمر زیاد 8) هزینة کمتر در مقایسه با روشهای سنتی 9) عدم آسیب رساندن به سازة در دست تعمیر 10) عدم نیاز به توقف عملیاتی سازه در حین تعمیر و عدم اخلال در کاربری سازه مورد تقویت به مدت طولانی سوال: به نظر شما آیا روی آوردن به تکنولوژی تقویت خارجی بناها با کامپوزیتها برای کشور ضرورت دارد؟ چرا؟ مهندس موسوی: به دلایل زیر تقویت بناها در کشور ما بسیار ضروری بوده و باید مورد توجه سیاستگذاران قرار گیرد. 1) زلزلهخیز بودن کشور: کشور ما همچون ژاپن یک کشور زلزلهخیز محسوب میشود و مخصوصاً پایتخت کشور، تهران، در معرض خطر بزرگ وقوع زلزله قرار دارد. این شهر همچنین از تراکم جمعیت بسیار بالایی رنج میبرد و الگوی مسکن و ساختمان بسیار نامناسب و متزلزلی دارد. به پیشبینی محققان زلزهشناس، طی یک زلزلة احتمالی، بالغ بر نیم میلیون نفر از جمعیت تهران در زیر آوار جان خواهند باخت. با این وجود چارهای جز تقویت سازههایی که در هنگام وقوع خطر بتوانند امدادرسان باشند وجود ندارد. پلها، مراکز درمانی، مراکز آتشنشانی، مدارس، ادارات عمومی، بانکها و حتی خطوط انتقال آب، گاز و برق نیز باید جهت مقابله با خطر احتمالی تقویت شوند. در صورت وقوع زلزله، صدمة جبران‌ناپذیری به پایتخت وارد خواهد آمد که کشور را فلج خواهد نمود. 2) وجود بناهای فرسوده: در کشور ما پروژههای متعددی وجود دارند که به علت سپری شدن دهها سال از زمان ساخت آنها در اثر عوامل محیطی متعدد دچار آسیب جدی شدهاند و بعضی از این سازهها شریانی بوده و توقف کاربری آنها هزینة سنگینی در بردارد. بسیاری از سیلوها و پلهای کشور چنین وضعیتی دارند و یکی از بهترین راهکار تقویت آنها استفاده از کامپوزیتها میباشد. همچنین بناهای بزرگ و ناتمام بسیاری از سالهای قبل از انقلاب یا پس از آن وجود دارند که به دلایل مختلف تاکنون تکمیل نشده و به مرور زمان فرسایش یافتهاند. تکمیل اینگونه بناهای کهنه، نیاز به تقویت اولیة مناسب دارد و موسسه کامپوزیت ایران به نمونههای متعددی از آنها در اهواز، اصفهان و تهران برخورده است. 3) اجرای نامناسب بنا: با توجه به مشکل مسکن و تراکم جمعیت در شهرهای بزرگ و همچنین عدم نظارت مناسب بر جریان انبوهسازی مسکن، در سالهای اخیر بناهای ضعیف بسیار زیادی توسط سودجویان و بسازبفروشها سر بر آوردهاند. این سازههای کوچک عمدتاً دارای طبقات متعدد بوده و جمعیت زیادی را در خود اسکان دادهاند. همچنین به علت وجود رقابت، این قشر از سازندگان مسکن همواره سعی در کاهش کیفیت و کمیت مصالح مورد استفاده در ساختمان نمودهاند و در نتیجه امروزه موارد متعددی را میتوان یافت که عملکرد مورد انتظار از یک سازة چند طبقه در همان نخستین مراحل اجرا، مختل و بعضاً ناممکن است و آثار تزلزل در همان طبقات اولیه نمایان میگردد. موارد متعددی از قبیل یک پارکینگ طبقاتی و یا یک برج ده طبقه واقع در تهران با این معضل روبرو بودند که برای رفع مشکل خود به موسسة کامپوزیت ایران مراجعه کردهاند.
سوال:
گسترش تکنولوژی تقویت خارجی بنا با کامپوزیتها در کشور با چه مشکلاتی مواجه است؟ مهندس موسوی: سه عامل اصلی باعث عدم گسترش مناسب این تکنولوژی در کشور گردیده است: 1) هزینة بالای تقویت بنا هزینة تقویت یک بنا به عوامل مختلفی از جمله میزان و نوع خسارت، جنس سازه، موقعیت بنا، عمر و عملکرد ساختمان وابسته است. قیمت مواد اولیه تقویت بنا در مقایسه با مصالح ساختمانی گران بوده و این معضل تنها با افزایش تقاضا مرتفع میگردد. البته اگر مسئله هزینهها را در درازمدت بررسی کنیم، درمییابیم که هزینة تعمیر و نگهداری بنای تقویت شده با کامپوزیتها در مقایسه با روشهای سنتی بسیار ناچیز بوده و استفاده از آنها در نهایت به صرفهتر است. البته ما تحقیقاتی را روی استفاده از کامپوزیتهای ارزانتر در تقویت بنا آغاز کردهایم که امیدواریم راهگشای مناسبی در این امر باشد. 2) عدم وجود آییننامههای مناسب از دیگر مشکلات، عدم وجود آئیننامههای مناسب جهت به کارگیری این تکنولوژی در ساختمان است. به علت گستردگی نوع خسارات وارده به ساختمان و نوع کارایی سازه، ارائه یک دستورالعمل جامع که دست و پاگیر هم نباشد، امری دشوار است و حتی کشورهایی چون ژاپن و آمریکا و کانادا نیز به ارائه دستورالعملهای داخلی و مختصر در این مبحث اکتفا کردهاند. اما با این همه میتوان گامهای مناسبی را در کشور برداشت و با مطالعة دستورالعملهای کشورهای یاد شده به آئیننامههای اجرایی مناسبی برای کشور دست یافت. تعداد بسیار زیادی از مراجعهکنندگان، نگرانی خود را از این مسئله، به ما گوشزد کردهاند. 3) ناآشنایی مسئولین و صاحبان ساختمان معضل نهایی ما، عدم آشنایی و توجه صاحبان بنا و حتی مهندسان ساختمان و مسئولین امر با روشهای جدید و لزوم امر تقویت بناهای مهم کشور میباشد. اکثر سازههای شریانی که در معرض خطرات طبیعی قرار دارند در