تقویت فشاری ستون با استفاده از کامپوزیت frp با الیاف قائم و روش شیار زنی

برای تقویت ستونهای بتن آرمه، میتوان از پوششهای کامپوزیتی frp به دور ستون استفاده کرد. بیشترین کاربرد این پوششها به صورتی است که الیاف کامپوزیت کاملاً یا به صورت عمده در جهت عمود بر محور طولی ستون یا جهت حلقوی قرار گیرند. اما میتوان با استفاده از کامپوزیت frp با الیاف طولی نیز مقاومت ستون را افزایش داد. در صورتی که در تقویت ستون، از کامپوزیت با الیاف در راستای طولی استفاده شود، این کامپوزیت با تحمل قسمتی از تنش فشاری وارد بر ستون، موجب افزایش ظرفیت باربری محوری ستون میگردد. یکی از دلایل عدم کارکرد مناسب کامپوزیت frp تحت تنش های فشاری، وقوع پدیده ی کمانش در آن است. در ستون های تقویت شده با کامپوزیت طولی، کمانش ورق کامپوزیت، موجب جدا شدن آن از سطح بتن میگردد. از طرفی توسعه و بررسی روش جدید شیار زنی به عنوان جایگزینی برای روش آماده سازی سطحی متداول، نشانگر توانایی این روش در به تأخیر انداختن یا کنترل پدیده ی جدا شدگی frp از سطح بتن در تیرهای بتنی و بتن آرمه است. لذا در این تحقیق، از روش شیار زنی در تقویت ستون های بتن آرمه با کامپوزیت frp با الیاف قائم استفاده شد تا تأثیر آن در به تأخیر انداختن کمانش و جداشدگی frp از سطح بتن بررسی و مطالعه شود. همچنین در این بررسی، تنش های فشاری به وجود آمده در frp تعیین شد و با ظرفیت کششی آن مقایسه گردید. به منظور دستیابی به اهداف تحقیق، تعداد 29 عدد ستون بتن آرمه به ارتفاع 500 میلی متر تحت بارگذاری محوری خالص قرار گرفت؛ که 24 ستون دارای مقطع دایروی به قطر 150 میلی متر، و 5 ستون نیز دارای مقطع مربعی شکل به طول ضلع 133 میلی متر بودند. نتایج آزمایش ها نشان داد به کار گیری روش شیار زنی موجب افزایش ظرفیت باربری ستون تقویت شده با کامپوزیت طولی میگردد. ظرفیت نمونه ی تقویت شده با یک لایه کامپوزیت قائم به روش شیار زنی با تکنیک نصب خارجی ورق بر روی شیار به میزان 14 درصد افزایش پیدا کرد. این در حالی است که استفاده از روش آماده سازی سطحی تأثیری در افزایش بار حداکثر ستون نداشت. همچنین با مقایسه ی تنش های فشاری به وجود آمده در کامپوزیت بر مبنای الیاف، مشاهده شد که در صورت استفاده از روش شیار زنی، ظرفیت فشاری الیاف کامپوزیت افزایش یافته و تا میزان 50 درصد مقاومت کششی الیاف در آزمایش نمونه های تخت، قابل دستیابی است. همچنین با توجه به این که مقاومت نمونه های واقعی در کشش از مقاومت نمونه های کوپن کمتر میباشد، میتوان نتیجه گرفت که ظرفیت قابل استحصال الیاف در frp، در فشار بسیار قابل ملاحظه بوده است؛ به طوری که در ستون های دایروی تقویت شده به روش نصب ورق بر روی شیار، حدوداً 80 درصد مقاومت کششی الیاف در نمونه های واقعی، به صورت تنشهای فشاری قابل استحصال بود.