بررسی تأثیر رطوبت و پیش بارگذاری در زمان نصب مصالح frpبر روی رفتار خمشی تیرهای تقویت شده

پژوهش های گذشته نشان می دهد که ورق های پلیمری مسلح الیافی (frp) با توجه به نسبت بالای مقاومت به وزن و مقاومت در برابر خوردگی بهترین مصالح برای تعمیر خسارت سازه های بتنیِ مسلح است، ولی هنگامی که سازه در برابر رطوبت قرار می گیرد، اتصال بین مصالح frp، چسب اپوکسی و بتن ضعیف می شود. بیشتر تحقیقات آزمایشگاهی گذشته بر مبنای ابتدا تقویت سازه و سپس قرار گرفتن در معرض شرایط نامناسب محیطی انجام شده است. در صورتی که یکی از موارد مهم مصرف کامپوزیت های frp در تعمیر، ترمیم و بازسازی سازه هایی است که بنا به دلایلی مانند تغییر کاربری، زمین لرزه و یا تغییرات آئین نامه ای نیاز به تقویت اعضا دارند. بنابراین این گونه سازه ها در شرایط واقعی، قبل از تقویت در اثر بارهایی قرار می گیرند که باعث می شوند ترک هایی در سازه ایجاد کند. از طرفی در این مواقع احتمال وجود رطوبت سطحی بر روی اعضای سازه وجود دارد. همان طور که ذکر شد در بیشتر تحقیقات صورت گرفته اعمال بار و رطوبت تنها پس از تقویت انجام شده است. از این رو نتیجه ها برای شرایط عملی مناسب به نظر نمی رسد. هدف از انجام این پژوهش بررسی رفتار خمشی تیرهای تقویت شده با استفاده از مصالح frp نزدیک به شرایط واقعی می باشد که سازه با توجه به دو عامل رطوبت و پیش بارگذاری مورد توجه قرار می گیرد. برای رسیدن به این هدف، 20 عدد تیر بتنی به ابعاد mm 150×200×1150 ساخته شد. نمونه ها مسلح به دو نوع آرماتور کششی متفاوت بودند. 10 نمونه شامل تیرهای دارای آرماتور با قطر کم و تعداد زیاد و 10 نمونه شامل تیرهای دارای آرماتور با قطر زیاد و تعداد کم می باشند. در این آزمایش ها 4 تیر به عنوان نمونه کنترلی بدون تقویت و 16 نمونه باقی مانده با استفاده از cfrp تقویت شدند. نمونه ها پیش از تقویت در اثر بارگذاری و شرایط رطوبتی قرار گرفتند تا بتوان اثر ترک اولیه و رطوبت سطحی را بررسی کرد. در پایان نمونه ها تقویت و با انجام آزمایش های خمشی گسیخته شدند. پارامترهای بدست آمده از آزمایش ها شامل بار و جابجایی مرکز نمونه متناظر با آن بار می باشد. یافته های پژوهش نشان می دهند، تقویت خمشی تیر با استفاده از یک لایه ورق cfrp در تیر بدون ترک و رطوبت سطحی 20% افزایش مقاومت نهایی را به دنبال خواهد داشت. در صورتی که در تیر دارای ترک اولیه تنها 13% و در تیرِ دارای رطوبت سطحی، تنها 9% افزایش مقاومت خمشی پیش بینی می شود. همچنین در تیرهای دارای ترک اولیه و رطوبت سطحی به طور همزمان نیز، 13% افزایش مقاومت نهایی انتظار می رود. همچنین نتایج حاکی از آن است که استفاده از آرماتور با قطر زیاد و تعداد کم در مقابل آرماتور با قطر کم و تعداد زیاد باعث کاهش بهره وری از frp و ایجاد شکست ترد برای تمام شرایط مذکور در این پژوهش می شود.