CFRP — البوليمر المقوى بألياف الكربون — هو مركب من ألياف كربون عالية القوة مثبتة في مصفوفة إيبوكسي مقساة. عند لصقه على سطح عنصر إنشائي قائم، فإنه يضيف قدرة شد في المكان الذي يحتاجه العنصر تمامًا، محولاً العارضة أو البلاطة أو العمود أو الجدار غير الكافي القوة إلى عنصر يتحمل الأحمال الحالية. ويحقق ذلك دون الهدم والتوقف والوزن الإضافي الذي تسببه الطرق التقليدية.
لماذا ألياف الكربون؟
يكمن الجاذبية في المادة نفسها. تتميز ألياف الكربون بقوة شد تفوق قوة الفولاذ الإنشائي بعدة أضعاف ووزنها يعادل خُمس وزنه تقريبًا، وهي لا تصدأ. يمكن لرقائق بسمك ملليمتر واحد أن تحل محل لوح فولاذي أثقل بعدة مرات. نظرًا لأن التسليح رقيق وخفيف، يمكن تركيبه يدويًا، في الأماكن المرتفعة، والمساحات الضيقة حيث يكون تثبيت الألواح الفولاذية بالبراغي غير عملي.
كيف يعمل
يعتمد التقوية على الترابط بين المركب والركيزة. تحمل الألياف قوى الشد؛ وينقل الإيبوكسي الإجهاد من الخرسانة إلى الألياف عبر المنطقة الملصوقة. لذلك يجب أن يكون الهيكل الأساسي سليمًا: يتم إزالة المواد السائبة واللبخة والملوثات، ويتم تجليخ السطح لكشف الركام، ويتم تطبيق برايمر ليتسنى للراتنج المشبع الإمساك به. عندما يتم معالجة النظام، يتصرف العنصر والـ CFRP معًا كجسم واحد.
أين يستخدم
تشمل التطبيقات النموذجية: زيادة تصنيف الحمولة الحية لكمرات الجسور وأسطح المواقف؛ استعادة القدرة المفقودة بسبب التآكل أو الصدمات؛ إضافة قوة الانثناء أو القص بعد تغيير الاستخدام؛ حصر الأعمدة لتحسين المطاولة والقدرة المحورية؛ وتحسينات مقاومة الزلازل. يعمل نظام CFRP على الخرسانة المسلحة والخرسانة سابقة الإجهاد والصلب والطوب والأخشاب.
شكلان شائعان
يتوفر النظام بشكل رئيسي كـ نسيج مرن (يُسمى أيضًا لفافة أو غشاء)، يُشبع بالراتنج في الموقع ويتوافق مع الأشكال المنحنية وغير المنتظمة، و لوح صلب مسبق التصلب (شريط رقائقي)، يُلصق على الأسقف المسطحة لتقوية الانثناء بكفاءة. يعتبر الاختيار بينهما موضوع دليل منفصل.
المزايا والقيود
المزايا هي السرعة، الوزن الإضافي الضئيل، مقاومة التآكل، وتقريبًا لا تغيير في أبعاد العنصر أو الخلوصات. القيود مهمة أيضًا: نظام CFRP هو تسليح شد ملصوق على السطح، لذا يجب أن يكون لدى العنصر الحالي قدرة ضغط كافية مسبقًا؛ يعتمد الأداء بشكل كبير على تجهيز السطح ومهارة المثبت؛ وتفقد ألياف الكربون العارية قوتها في الحريق، لذلك تحتاج التجميعات المقاومة للحريق إلى طبقات حماية أو ألواح. يجب أن يتبع التصميم دائمًا كود معترف به مثل ACI 440.2R ويتم تنفيذه بواسطة مهندس مؤهل.
عند استخدامه ضمن هذه القيود، يعتبر تقوية نظام CFRP من أسرع وأقل الطرق اضطرابًا لإطالة عمر الخدمة لمنشأة قائمة.