کتاب رفتار کامپوزیت های اپوکسی و دال های بتن مسلح تقویت شده بانوارهای CFRP دربرابر آتش و محافظت آنها به وسیله پوشش های معدنی ضد حریق

در سال های اخیر، استفاده از کامپوزیت های پلیمری تقویت شده با الیاف (FRP) برای مقاوم سازی سازه های بتنی و بهسازی لرزه ای، گسترش یافته است. کامپوزیت های FRP دارای مزایایی چون استحکام و دوام بالا، وزن کم، قابلیت طراحی و مقاومت به خوردگی می باشند، اما نسبت به اثرات آتش سوزی یا دماهای نسبتا بالا (حتی در دماهای حدود C° ۱۰۰) حساس و ضعیف هستند، زیرا رزین زمینه آنها دمای انتقال شیشه ای پایینی دارد. بنابراین آتش سوزی می تواند مقاومت مکانیکی مواد FRP را به مقادیری به مراتب پایین تر از مقادیر طرح کاهش داده یا کاملا بی اثر سازد و متعاقبا مقاومت سازه در برابر نیروهای جانبی کاهش می یابد. موضوع وقتی حساس تر می شود که این مواد برای مقاوم سازی ساختمان در برابر نیروهای ثقلی (مثلا به علت برخی اشکالات مراحل طرح یا اجرا، افزایش تعداد طبقات و غیره) به کار رفته باشند، که در این صورت آتش سوزی می تواند به صورت خطرناک باعث شکست اجزای سازه ای و سقوط آنها شود. نکته اساسی دیگر، تعیین درجه مقاومت در برابر آتش اجزای مقاوم سازی شده مطابق با الزامات مقررات ساختمانی است که در صورت وجود مواد FRP (بدون پوشش محافظت کننده) با شرایط پیچیده تری روبرو خواهد شد، زیرا رفتار عنصر مورد نظر در برابر آتش، متفاوت با جزئیات رایج بوده، ممکن است بسیار ضعیف تر از آنها باشد. به علاوه، در صورت قابل اشتعال بودن کامپوزیت به کار رفته، ریسک حریق اضافی نیز به ساختمان اضافه خواهد شد و خطر گسترش آتش سوزی در ساختمان را در بر خواهد داشت. بنابراین ارزیابی رفتار کامپوزیت های FRP رایج در کشور ضروری است.
در این پروژه در فاز اول، خواص حرارتی رزین اپوکسی و دو نوع کامپوزیت CFRP و GFRP با آنالیز حرارتی به منظور تعیین نقطه انتقال شیشه ای رزین تحلیل و ارزیابی شد. سپس رفتار اشتعالی این دو کامپوزیت با آزمون های واکنش در برابر آتش بررسی و بر اساس داده های حاصل از آزمونهای آتش مقیاس کوچک، پارامترهای واکنش در برابر آتش شامل قابلیت اشتعال، مقدار و شدت رهایش گرمای ناشی از سوختن، مقدار و شدت دود حاصل از سوختن، گازهای مونوکسید و دی اکسید کربن، بحث و تحلیل شد. در فاز دوم پروژه، میزان مقاومت در برابر آتش سیستم دال بتنی تقویت شده با نوار CFRP بررسی و جزئیات محافظتی FRP با استفاده از یک نوع پوشش محافظ کننده در برابر آتش به وسیله آزمون های تجربی در کوره مقاومت در برابر آتش ارزیابی شد که نتایج کاربردی و قابل توجهی به دست آمد. نتایج نشان داد که مواد کامپوزیت های FRP با رزین اپوکسی موجود در کشور از قابلیت اشتعال بالایی برخورار هستند و نیاز به اصلاح خواص آنها به وسیله مواد کندسوزکننده وجود دارد. برای دال بتن مسلح تقویت شده با CFRP نسبت به حالت تقویت نشده، زمان مقاومت در برابر آتش کمتری به دست آمد و مشخص شد که در این حالت نیاز به محافظت کامپوزیت تقویت کننده در برابر آتش وجود دارد. محافظت از کامپوزیت به وسیله یک نوع پوشش محافظت کننده با پایه گچ - ورمیکولیت با دو ضخامت اسمی cm 1/5 و cm ۲/۵۰ صورت گرفت. نتیاج نشان داد که این محافظت برای حفظ عملکرد کامپوزیت و افزایش مقاومت دال بتنی تقویت شده نقش بسیار مهمی دارد. در عین حال، روش و جزئیات اجرایی در رسیدن به عملکرد مورد نظر حائز اهمیت بوده، به علت تخت بودن سطح مورد نظر، استفاده از مش های تقویتی و نحوه کاربرد آن باید به دقت مورد توجه قرار گیرد.