الألياف الکربون أحادیة الإتجاة

الوصف:

الألياف الكربونية الأحادية الاتجاه UD هي ألياف كربونية تُرتب في اتجاه واحد فقط، أي أنها موزعة بشكل موازٍ واحد. تسمى بهذا الاسم لأنها مُرتبة في “اتجاه واحد” (Unidirectional)، حيث توجد في اتجاه زاوية صفر درجة فقط وتكون متوازية مع بعضها البعض.
كما أشير، الألياف الكربونية الأحادية الاتجاه UD تتمتع بمقاومة عالية للشد ووزن خفيف، وهذين العاملين جنبًا إلى جنب مع خصائصها الفريدة الأخرى يسهمان في انتشار استخدام وتداول الألياف الكربونية على مستوى العالم وفي إيران. تتشكل ألياف الكربون بعد إشباعها بالراتنجات والمواد اللاصقة المخصصة FRP (مثل راتنج الإيبوكسي وغيرها) لتشكيل شرائح مركب CFRP، ويتم استخدامها لزيادة مقاومة وأداء الهياكل ضد مختلف أنواع القوى.
كل هذه الخصائص، جنبًا إلى جنب مع زيادة إنتاج ألياف الكربون والألياف الكربونية في السوق العالمية وانخفاض أسعارها، ساهمت في زيادة مستمرة في شراء وبيع الألياف الكربونية الأحادية الاتجاه UD واستخدامها في مشاريع مختلفة لتحسين وإصلاح وتعزيز الهياكل. يمكن وضع نسيج الألياف الكربونية الأحادية الاتجاه UD للحصول على قوة في اتجاهات متعددة دون التأثير على صلابته. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تصفيف أقمشة الألياف الكربونية الأحادية الاتجاه UD مع أنواع أخرى من أقمشة الألياف الكربونية للحصول على خصائص متنوعة من المقاومة والجمالية. مثل غيرها من الأقمشة، تُصنف أقمشة الألياف الكربونية الأحادية الاتجاه UD من حيث الوزن بوحدة “جرام لكل متر مربع”.
ألياف الكربون الأحادية الاتجاه UD هي نوع من تعزيزات الكربون غير المنسوجة، حيث تعرض جميع الألياف في اتجاه واحد متوازي. لا يوجد نسيج آخر يقوم بتوجيه قوة الألياف في اتجاه آخر. هذا يوفر إمكانية تركيز كثافة الألياف للحصول على أقصى إمكانات الشد الطولي، أعلى من أي نوع آخر من الأقمشة المنسوجة. بالنسبة للمقارنة، يمكن القول إن الأجزاء المركبة المصنوعة من ألياف الكربون بهذا الشكل تساعد في تحسين القوة النهائية للألياف. لذا، الأجزاء المركبة التي تستخدم أقمشة الألياف الكربونية الأحادية الاتجاه UD كعنصر تعزيزي، توفر أقصى قدر من القوة الممكنة في اتجاه الألياف وتكون قوية للغاية. أيضًا، تتوفر أقمشة الألياف الكربونية الأحادية الاتجاه UD بأوزان خفيفة جدًا. حتى أخف وزنًا من الأقمشة المشابهة الأخرى. توفر هذه الإمكانية إمكانية بناء هياكل وأجزاء هندسية متحكم فيها بدقة أفضل. الألياف الكربونية الأحادية الاتجاه UD أكثر فعالية من الناحية التكلفة بالمقارنة مع الألياف الكربونية المنسوجة. يمكن أن يوفر التركيز الكبير للألياف توفيرًا في تكاليف إنتاج الأجزاء، مما يجعلها تكون مكلفة لكنها تتمتع بأداء عالٍ.

أداء الألياف الکربون أحادیة الإتجاة UD

في المشاريع التي تتعامل مع قوى عمودية ومحورية، يمكن أن يكون استخدام الألياف الكربونية الأحادية الاتجاه UD خيارًا مناسبًا. على سبيل المثال، یتم اداء البوليمرات المسلحة بالألياف الکربون أحادیة الإتجاة UD بشكل شائع لتقوية الهياكل الأنبوبية الطويلة التي تتعرض لقوى السوائل في اتجاه عمودي على سطح مقطع الأنبوب، أو بمعنى آخر، موازاة مع المحور الطولي للأنبوب. أيضًا، يتم استخدام الألياف الكربونية الأحادية الاتجاه UD في الصواريخ والطائرات والقوارب والدراجات الهوائية والحقائب الظهر التي يُعتبر الوزن النوعي المنخفض والمتانة والقوة العالية أمرًا مهمًا في تصميمها. الألياف الكربونية الأحادية الاتجاه UD، بفضل خصائصها هذه، تستخدم في الألعاب الترفيهية والتسلية مثل الطائرات بدون طيار وطائرات النموذج وقوارب النموذج والدراجات والصواريخ النموذجية وألعاب الخشب.
التقدمات التي تم إحرازها في مجال الألياف الكربونية جعلت من الألياف الكربونية الأحادية الاتجاه UD خيارًا مشهورًا كعنصر تعزيزي في الهندسة المعمارية والبنية التحتية.
تُعتبر الألياف الكربونية بفضل قوتها الاستثنائية بديلاً مثاليًا للخشب أو المعدن في الجسور وإعادة بناء المباني. بفضل تركيباتها المتكاملة، تساهم ألياف الكربون في تقليل زمن البناء، وتوفير دورة حياة أطول، وتقليل تكاليف الصيانة.
الوزن الخفيف والقوة العالية لألياف الكربون الأحادية الاتجاه UD جعلتها مفيدة في شفرات التوربينات ذات العرض الكبير. استخدام ألياف الكربون في التوربينات يوفر طولًا أكبر مع سماكة أقل، مما يزيد من كفاءة شفرات التوربينات. زيادة طول شفرات التوربين توفر تغطية أكبر للسطح، بالإضافة إلى أن الشفرات الأنحف والأخف تكون أكثر حساسية لحركة الهواء، مما يؤدي في كلا الحالتين، أي السطح الأكبر والشفرات الأخف، إلى إنتاج طاقة أكبر.

اختيار الألياف الكربونية الأحادية الاتجاه UD المناسبة

حتى الآن، تناقشنا عن موضوع ما هي الألياف الكربونية وما هي مزاياها واستخداماتها. ولكن، لماذا يجب اختيار الألياف الكربونية؟

عند النظر في CFRP كحل لإصلاح أو تعزيز، فإن الألياف الكربونية تعد اختيارًا جيدًا يمكن أن يؤثر بشكل كبير على أداء وتكلفة تركيب النظام. تقدم شركة أفریز خطًا كاملاً من أقمشة الألياف الكربونية الأحادية الاتجاه UD التي تم تصميمها لتلبية احتياجات كل مشروع.
مثل غيرها من الأقمشة، تُصنف أقمشة الألياف الكربونية الأحادية الاتجاه UD من حيث الوزن بوحدة “جرام لكل متر مربع”. لذلك، فإن النسيج الذي يزن 160 جرامًا له وزن 160 جرامًا لكل متر مربع. وكلما كان النسيج أثقل، زاد عدد الألياف المستخدمة لزيادة السماكة وبالتالي القوة في الجزء المركب النهائي. كذلك، مثل الأقمشة الأخرى، يمكنك إضافة طبقات إضافية للحصول على قوة أكبر.
جميع الأقمشة الأحادية الاتجاه من أفریز تأتي بعرض يتراوح بين 50-100 سنتيمتر. هذا يسهل العمل، حيث يمكن وضعها جنبًا إلى جنب لإنشاء جزء نهائي بدون فواصل. هذا الأمر أيضًا يجعل تخزينها وحملها وإرسالها أسهل. جميع أقمشتنا تستخدم أيضًا أليافًا بمعامل مرونة بقوة 230 جيجا باسكال للحصول على قوة استثنائية وقوة شدة بقوة 4900 ميجا باسكال.
شركة افريز حاليًا تقدم أربعة أنواع من الأقمشة الأحادية الاتجاه من ألياف الكربون. فيما يلي ملخص لكل نسيج، حتى تتمكن من العثور على ما يلبي احتياجاتك الفريدة:

•  أقمشة البوليمرات المسلحة بالألياف الکربون أحادیة الإتجاة وزنها 160 جرامًا لكل متر مربع:

هذا النسيج المصنوع من ألياف الكربون بوزن 160 جرام لكل متر مربع هو أخف وزن من مقويات الكربون أحادية الاتجاه. هذه المادة كثافتها 160 جرامًا فقط لكل متر مربع وسمكها 0.09 ملم. وزنها الخفيف يجعلها مثاليةوهي رائعة للأجزاء خفيفة الوزن للغاية التي لا تحتاج إلى القوة الفائقة التي تقدمها الأقمشة السميكة. لهذا السبب، فهي شائعة للاستخدام في الأجزاء فائقة الخفة مثل نماذج الطائرات، القوارب، الطائرات بدون طيار أو الصواريخ. كما يمكن استخدامها في التطبيقات الترفيهية مثل عصي الهوكي وعصي المشي.

•  أقمشة البوليمرات المسلحة بالألياف الکربون أحادیة الإتجاة وزنها 200 جرامًا لكل متر مربع:

القماش ذو وزن 200 جرام وسُمك 0.11 ملم يوفر قوة أكبر لمقاومة الإجهاد في الأجزاء الأكثر صلابة. التعامل معه أسهل من بعض الأقمشة الأرق والأخف وزناً (160 جرام لكل متر مربع).

• أقمشة البوليمرات المسلحة بالألياف الکربون أحادیة الإتجاة وزنها 240 جرامًا لكل متر مربع:

قماش ألياف الكربون أحادي الاتجاه بوزن 240 جرامًا تم تصميمه وفقًا لأعلى معايير التصنيع، وهو مصمم خصيصًا للاستخدام في المواد المركبة الهيكلية حيث يتم أخذ القوة والوزن في الاعتبار. هذا النسيج من ألياف الكربون أحادي الاتجاه، سماكته 0.13 ملم، وهو متوافق تماماً مع راتنجات البوليستر، الجلكوت البوليستر، الراتنجات الإيبوكسية، الراتنجات الفينيل إستر، وراتنجات الحقن.

•  أقمشة البوليمرات المسلحة بالألياف الکربون أحادیة الإتجاة وزنها 3 جرامًا لكل متر مربع:

هذا النسيج من ألياف الكربون بوزن 300 جرام لكل متر مربع هو أثقل الأقمشة أحادية الاتجاه المتاحة في شركتنا، بسماكة 0.17 ملم. يتم لامنت هذا المادة باستخدام راتنج إيبوكسي افزیر لتشكيل مركب مقوى بألياف الكربون (CFRP) يستخدم لتعزيز عناصر بناء الخرسانة.

فوائد ألياف الكربون أحادية الاتجاه

القوة العالية لألياف الكربون هي واحدة من المزايا الرئيسية لها. سنتناول فيما يلي بعض الفوائد الأخرى لها. الوزن الخفيف للمواد بمفردها يعد ميزة ممتازة. نظرًا للوزن المنخفض لألياف الكربون هذه، يمكن تحقيق دقة أعلى في الأجزاء والهندسة. المرونة متساوية الأهمية مثل المتانة. باستخدام ألياف الكربون أحادية الاتجاه، يمكنك وضعها في زوايا مختلفة وتوجيهات متعددة لتعزيز القوة في مناطق مختلفة وفي الوقت نفسه الحفاظ على القماش بشكل صلب وقوي. نحن جميعنا نعلم أن جماليات هي جزء مهم من أي تصميم. با استخدام ألياف الكربون أحادية الاتجاه، يمكنك إنشاء تصميم جديد، مثلاً من خلال دمجها مع أنواع مختلفة من نسيج الكربون للحصول على مظهر جديد وجذاب للغاية.

حلول تعزيز المقاومة باستخدام أنظمة تقوية الكربون المقوى بالألياف (CFRP)

نظام تقوية البوليمر المقوى بألياف الكربون (CFRP) يوفر حلولاً فعالة لتقوية وتعزيز الهياكل الخرسانية والبنائية والخشبية التي تحتاج إلى إصلاح أو تحديث. تم تثبيت نظام تقوية مركب CFRP لحل العديد من النقائص أو الاحتياجات الهيكلية المحددة:

•  مشاكل الاستدامة الناتجة عن مواد البناء ضعيفة أو غير مناسبة
•  التصميم أو البناء غير المناسب
•  زيادة الحاجة إلى التحميل بسبب تغييرات اللوائح أو الاستخدامات
•  زيادة عمر متطلبات تحتية قديمة
•  تحميل خاص أو عشوائي
•  تعزيز ضد الزلازل
•  تقليل تأثيرات الانفجار

كم هو سعر ألياف الكربون أحادية الاتجاه؟

من المتوقع أن ينمو سوق الألياف الكربونية العالمية وأسعارها من 2.33 مليار دولار في عام 2021 إلى 4.08 مليار دولار في عام 2028، بمعدل نمو سنوي مركب (CAGR) يبلغ 8.3% خلال الفترة المتوقعة من عام 2021 إلى عام 2028. التوسع المستمر في مجالات السيارات، الفضاء، الصناعات الدفاعية، والطاقة البديلة سيحسن نمو السوق. من المتوقع تحسين صناعة السيارات بفضل زيادة الطلب على السيارات خفيفة الوزن والتوجهات المتعلقة بانبعاثات الكربون الحالية.

كيفية تطبيق ألياف الكربون أحادية الاتجاه

عند استخدام المعززات أحادية الاتجاه، ضع القماش الكربوني باتجاه الخارج بعد تنظيف سطح ناعم وكربوني. كما يجب توزيع الراتنج في اتجاه الألياف أيضًا. إذا قمت بتوزيع الراتنج في اتجاه معاكس للألياف، فقد يؤدي ذلك إلى فصل الألياف عن الراتنج.
توصيتنا في شركة افزير لتصنيع قطعة مركبة هي استخدام المعززات أحادية الاتجاه من ألياف الكربون، والراتنج الإيبوكسي ERS™200 أو الجيل الإيبوكسي ERS™400.
الفرق بين الألياف الكربونية أحادية الاتجاه والألياف الكربونية المنسوجة يكمن في أن الألياف الكربونية أحادية الاتجاه لیس مسوج معًا بينما الألياف المنسوجة.لذا، لماذا يفضل الأعمال التجارية استخدام ألياف الكربون المنسوجة بدلاً من الألياف الكربونية أحادية الاتجاه؟
با إختصار، قوة ألياف الكربون أحادية الاتجاه أقوى بكثير (عادة ما تكون ضعف قوة الألياف المنسوجة). هذه الخاصية تزيد من دوام منتجات ألياف الكربون أحادية الاتجاه. بالإضافة إلى ذلك، هذه الألياف لا تنكسر عندما تتعرض لقوى الانحناء، ولهذا السبب تعمل ألياف الكربون أحادية الاتجاه بشكل ممتاز في الإطارات؛ حيث توفر راحة قيادة فائقة للسائقين.

بيع أقمشة الكربون أحادية الاتجاه UD والكميات المطلوبة منها

تُباع أقمشة الكربون بالمتر المربع أما بشكل فردي أو في حزم جاهزة بوحدات متر مربع. الأحجام القياسية لهذه الأقمشة هي 50 متر مربع، ويتم تقديمها بأبعاد مخصصة وفقًا لرغبة العميل. ومع ذلك، إذا كان حجم القماش يزيد عن 100 متر مربع، نوصي بشرائه بشكل مستمر وبتقطيع عمودي. في هذه الحالة، يتم قطع أقمشة الكربون في الموقع وتسليمها لك. تتخصص شركة افزير في بيع ألياف الكربون وتفخر بمساعدتك في شراء أقمشة الكربون وألياف الكربون أحادية الاتجاه و وتوفير منتج ذو جودة عالية وبسعر مناسب لكم. للاستفسار عن أسعار الأقمشة الكربونية، وشراء ألياف الكربون، ومعرفة الكميات المطلوبة لمشروعك، يرجى التواصل مع خبراءنا في شركة افزير.

مواصفات

•  مقاومة ميكانيكية عالية جدًا و وزن منخفض لألياف الكربون أحادية الاتجاه
•  مقاومة للتأثير والتآكل والبيئات الحمضية
•  إمكانية استخدام ألياف الكربون أحادية الاتجاه على الأسطح ذات الوصول المحدود
•  متوافق مع جميع أنواع الراتنجات والمواد اللاصقة، بما في ذلك راتنجات الايبوكسي…
•  توفير الوقت والإكمال السريع لمشاريع التحديث
•  اقتصادية مقارنة بطرق التعديل التحديثي الأخرى
•  معامل التمدد الحراري منخفض جدًا
•  سهولة تنفيذ ألياف الكربون أحادية الاتجاه

الإستخدامات

•  تعزيز وترميم الهياكل لمقاومة الزلازل
• إعادة بناء المباني القديمة والمتهالكة
• تقوية الأعمدة، والکمرات العرضية، والأسقف، والأساسات الخرسانية
•  زيادة القدرة التحميلية المحلية لعناصر البناء
• تغيير استخدام المباني والهياكل
•  تعدیل أخطاء التصميم الإنشائي
•  تصنيع جميع أنواع المنتجات المركبة CFRP

الانتاجية

سماكات تتراوح بين 0.09 إلى 0.17 ملم وأعراض تتراوح بين 500 و 1000 ملم

لون المنتج

أسود

مواصفات الفیزیکية

المواصفات الميكانيكية

مقارنة خصائص ألياف الكربون أحادية الاتجاه مع فولاذ البناء الشائع

دليل لأصحاب العمل

أهداف التعزيز

بشكل عام، الغرض من التقوية هو زيادة قدرة المنشأ على تحمل جميع أنواع القوى، وخاصة الزلازل. وبطبيعة الحال، فإن الغرض من التعديل التحديثي ليس دائما زيادة مقاومة الهيكل ضد الزلازل، ويمكن أن يكون له أسباب أخرى، مثل تغيير الاستخدام وتقليل جودة المواد. يمكن اعتبار إعادة تأهيل المباني في نوعين من المباني:

• المباني القائمة والمستخدمة
• المباني المتضررة في الزلزال
  وبما أن هدم المباني القائمة واستبدالها بمباني جديدة أمر مكلف للغاية ويستغرق وقتًا طويلاً، فإن أهمية تحديث المباني تتزايد يومًا بعد يوم.

احتياجات التقوية في المباني

نستعرض فيما يلي الحالات التي في حال حدوث أيٍّ منها، نحتاج إلى تقديم تصميم وتنفيذ لتعزيز البناء:
الأضرار الموجودة في المباني القديمة:
أحد الأمور الشائعة في المباني هو حدوث أعطال ومشاكل على مر الاستخدام الطويل للمبنى. يمكن أن تظهر هذه الأعطال بأشكال متنوعة في المباني. تشمل الأضرار الشائعة والمعتادة في المباني کتعشیش الخرسانية ، وتكون الشقوق غير العادية، والتآكل الذي يحدث في قضبان التسليح الموجودة في الأعمدة والأسقف والأعمدة، وبالطبع لا يمكن تشخيص العديد من هذه الحالات بسهولة و وتتطلب الحاجة إلى إجراء أساليب اختبار متنوعة للخرسانة مثل الاختبارات الخاصة باللزوجة، وفحص قضبان التسليح، وغيرها…

أخطاء وأخطاء التنفيذ

أحد أهم الأمور التي يجب بالضرورة فحصها من قبل خبراء التقوية هي الأخطاء التي قد تحدث في مرحلة تنفيذ الهيكل. هذه الأخطاء يمكن أن تحدث في مختلف أنواع المباني بأشكال متنوعة، ويمكن أن تشمل الضعف في عينات اختبار الخرسانة، عدم تطابق قوة تصميم الخرسانة مع القوة الفعلية،تعشیش العوارض والأعمدة، التشققات في الخرسانة…

تغيير استخدام المبنى

تغيير في استخدام المباني أصبح شائعًا في الوقت الحاضر، وهو من بين الأمور التي يجب دراستها بشكل كامل للمبنى من قبل خبراء ذوي الخبرة قبل القيام بهذا النوع من الأعمال. تغيير استخدام المباني يؤدي إلى ظهور قوى جديدة في أعضاء المبنى لم يتم تصميم المبنى لاستيعابها، مما قد يؤدي إلى انحناء وتلف أعضاء هيكلية مثل الأعمدة والأعمدة وغيرها بشكل كبير. يجب في هذه الحالات أن يقوم مهندس استشاري ذو خبرة بتقييم شامل للهيكل الحالي وإجراء دراسة جدوى لتغيير الاستخدام، لتقديم مشروع بدقة عالية وتفاصيل كاملة في النهاية.
للكشف المبكر عن العيوب واختيار الحلول المناسبة يوفر مدخرات كبيرة في تكاليف البناء. نظرًا لأن اختيار طريقة غير مناسبة لتقوية أو إصلاح أو تعزيز الهيكل يمكن أن يؤدي إلى تفاقم الأوضاع، من الضروري الحصول على مساعدة من أشخاص ذوي خبرة ومهارة في هذا المجال.
كما هناك حلول متنوعة للتقوية، يتاح لأصحاب العمل أيضًا خيارات متعددة لتنفيذ تقوية الهيكل. يجب أن يختاروا خيارًا واحدًا من بين جميع هذه الطرق لتنفيذه في مشاريعهم. ما هی أحد أهم الأسباب التي تؤدي إلى انتشار استخدام التقوية بالألياف الكربونية الأحادية الاتجاه هي زيادة الطلب عليها في التطبيقات الهندسية؟
مقاومة عالية
وزن خفيف
عدم موصلية الكهرباء
تخفيض التكاليف و …
بالاضافه الی ذلك، تواجه الطرق التقليدية الأخرى للتقوية مثل الجاكيتات الفولاذية والخرسانية مشاكل مثل زيادة وزن المبنى، وتغيير التصميم المعماري، وتقليص المساحة الأرضية المفيدة للمبنى، إن الفجوة في استخدام المبنى لفترة طويلة، وزيادة التكاليف، وإمكانية تكرار المشاكل مثل التآكل والصدأ، كلها تزيد من فوائد التعديل التحديثي باستخدام ألياف الكربون أحادية الاتجاه.

دليل للمشرفين والمصممين

بشكل عام، تقوية الهياكل تهدف إلى زيادة قدرة تحمل المباني، وتحسين العيوب الناتجة عن التآكل والتآكل،زيادة مرونة الهيكل، والحاجة إلى تغيير استخدام الهيكل، وتعويض أخطاء التصميم والتنفيذ.
ألياف الكربون أو البوليمرات المسلحة بالألياف الکربون أحادیة الإتجاة ، مقاومة للتآكل وتتمتع بمقاومة شد عالية و وزنها الخفيف، الذي يُعتبر أحد أهداف التقوية، أدى إلى زيادة استخدامها بشكل متزايد في مشاريع التقوية والتأهيل الزلزالي.
لإجراء التقوية في المشاريع، من الضروري فحص الحالة الموجوده للهيكل بشكل كامل، بما في ذلك قدرة التحمل الحالية للعناصر، العيوب والمشاكل الناشئة، الملفات الحسابية للهيكل، والمستندات والرسومات الموجودة للهيكل.

المبادئ العامة لتصميم نظام التقوية باستخدام الألياف الكربونية أحادية الاتجاه

المبادئ العامة والطريقة العامة للتصميم تعتمد على الحالة الحدية لتقديم مستوى مقبول من الأداء والسلامة. وبسبب المعرفة الأقل بالمواد المركبة FRP مقارنة بالمواد الأخرى المتاحة مثل الخرسانة، من الضروري تطبيق معاملات تقليل المقاومة بطريقة تجعل معامل الأمان في التصميم يزيد عن 3.5. كما يجب قياس خصائص المواد الموجودة مثل مقاومة الضغط، معامل المرونة، وما إلى ذلك، من خلال اختبارات مثل إجراء مقاومة الضغط وإجراء اختبار الموجات فوق الصوتية.

أنواع سلوك الألياف الکربون أحادیة الإتجاة

سلوك الشد الألياف الکربون أحادية الاتجاه

في تحميل الشد المباشر، الألياف الكربونية لا تظهر أي سلوك لدن قبل الانكسار. يتم تحديد السلوك الشد للمواد بواسطة علاقة إجهاد انفعال خطية مرنة حتى وقت الانكسار الذي يحدث فجأة.
تعتمد مقاومة الشد وصلابة المواد على عدة عوامل. نظرًا لأن الألياف تلعب دورًا أساسيًا في قوة الهيكل الفولاذي المقوى بالألياف، فإن نوع الألياف واتجاهها وكميتها تلعب دورًا أساسيًا في الخصائص الشدية.

سلوك الضغطي للأجزاء المقواة الألياف الکربون أحادية الاتجاه

لا ينبغي استخدام ألياف الكربون أحادية الاتجاه التي تعمل كغلاف خارجي كمعزز للضغط. ومع ذلك، في الأعمدة، يزيد الضغط المحصور بفضل سلوك الألياف المقاومة للضغط والقدرة على شكل غير مباشر.

التقييم والاعتماد

لتقييم نظام FRP، يجب تقييم اتجاه الألياف، ووجود فصل الطبقات، والالتصاق بالسطح، وتوجيه وضع الطبقات و كما يجب فحص التطابق أو عدم التطابق مع الرسومات التصميمية من قبل جهاز الرقابة، حيث سنشير فيما يلي إلى بعض النقاط والمهام التي يقوم بها جهاز الرقابة.
يجب مراقبة استخدام ألياف الكربون أحادية الاتجاه في المشاريع وفقًا للبيانات التجريبية المتعلقة بهذه المواد في المختبر.توفر الشركة الموردة البيانات التجريبية من خلال المختبرات.
بعد تركيب واكتساب مقاومة المركبات CFRP، يتم إجراء اختبار قوة الشد اللواصق (اختبارpull off) على العينات ، ويجب أن تكون مقاومة اللواصق أكثر من 1.4 ميجاباسكال لرؤية ظاهرة الفصل والانفصال في الخرسانة. إذا كانت مقاومة اللواصق أقل من القيمة المحددة أو حدث فصل لنظام FRP عن الخرسانة، فإن ذلك يشير إلى وجود عيوب في النظام وأن الألياف الكربونية قد لا توفر الأداء المتوقع.
لتقييم والتأكيد على الألياف المثبتة، يجب أيضًا اعتبار بعض النقاط الأخرى، وسنذكر بعضها هنا:

ظاهرة الانفصال

توضع الطبقات أمرٌ بالغ الأهمية، و وجود انحراف حتى بزاوية 5 درجات عن الاتجاه المحدد قد يؤثر بشكل كبير في تقليل المقاومة.سماكة بعد المعالجة بالراتنج

طول اتصال الألياف

مراحل التنفیذ

تفاصيل تنفيذ الألياف الكربونية أحادية الاتجاه تعتمد على هندسة الهيكل، وتجانس سطح الأساس و يجب أن ينفذ المقاول لمواد FRP وفقًا للمواصفات المحددة من قبل المهندس الاستشاري، مثل نوع الألياف، ونوع الراتنج، وعدد الطبقات، وطريقة التنفيذ، وغيرها، في عمليات التقوية الإنشائية.

مراحل تنفيذ الألياف الکربون أحادیة الإتجاة

يجب تنفيذ أنظمة التقوية بألياف الكربون وفقًا للمراحل التالية بدقة لضمان الحصول على الجودة المطلوبة:

• إصلاح الخرسانة وتحضير السطح للعمل

يجب إزالة جميع المشاكل الموجودة في الخرسانة الأصلية والخرسانة التحتانیه التي قد تؤثر على تماسك المركبات CFRP قبل تنفيذ الألياف و كذلك في الحالات التي يُعتقد فيها إلى وجود احتمالات التآكل والصدأ للمسامير الموجودة في الخرسانة، يجب تنظيف تأثيرات التآكل والرواسب أولاً وإصلاح الأضرار.

• خلط الراتنجات

يجب أن يتم خلط الراتنجات وفقًا للإجراءات الموصى بها من قبل الشركة المصنعة ووفقًا لمواصفات المشروع التقنية.يجب خلط جميع أجزاء الراتنج في درجة حرارة مناسبة ولمدة كافية حتى يتم الحصول على خليط متجانس.

• تركيب ألياف FRP

بعد تجهيز سطح الزيارة، يأتي دور تركيب ألياف FRP التي تتمتع بأساليب تركيب متنوعة، ويجب تحديد طريقة التركيب بواسطة المستشار. فيما يلي أنواع طرق تركيب ألياف FRP:

أنواع طرق تركيب الألياف الكربونية أحادية الاتجاه

نظام لصق للألياف الكربونية أحادية الاتجاه

في هذا الأسلوب من التركيب، يتم تثبيت نظام الألياف بشكل غير مشبع بالراتنج أو جاف بشكل يدوي. يمكن الألياف في عملية منفصلة باستخدام جهاز مشبع بالراتنج ومن ثم تركيبها على سطح الخرسانة.

نظام الألياف المشبعة مسبقًا

الأنظمة المشبعة مسبقًا للألياف أحادية الاتجاه يتم غمرها أولاً في المصنع بالراتنج المشبع، ولكن لا يتم تصليد الراتنج. يتم لصق هذه الألياف على الأسطح سواء بالراتنج الإضافي أو بدونه، ويتم تنفيذ عملية التصليد في الموقع.
عدم الالتزام بأي من البنود المذكورة أعلاه وغيرها من البنود التي ذكرها الاستشاري والشركة المصنعة سوف يؤدي إلى ضعف في القدرة التحميلية للنظام وفي بعض الحالات سيتم فصل الألياف عن السطح.فيما يلي بعض الأمور التي إذا تم احترامها ستمنع حدوث فصل الألياف:
يجب تجنب لصق الألياف الكربونية أحادية الاتجاه في زوايا الأسطح الداخلية قدر الإمكان ويجب احترام الطول المعتاد للتثبيت.
يجب تنفيذ التراكب في مناطق التوصيل.

دليل الجودة(QC)

بعد تنفيذ نظام FRP ، يجب استخدام تدابير وبرامج ضمان الجودة والتحكم في الجودة من قبل وحدة التحكم في الجودة (QC). يتم التحكم في الجودة من خلال سلسلة من الفحوصات والاختبارات الضرورية. يجب أن يكون المفتشون في مجال ضمان الجودة على دراية تامة بنظام FRP وكيفية تنفيذه وتركيبه أثناء تركيب نظام الألياف الكربونية أحادية الاتجاه، يجب أن يقوم المفتش بإجراء فحوصات يومية تشمل النقاط التالية:

•  درجة حرارة البيئة، الرطوبة النسبية، وظروف الطقس
•  مدى جفاف الأسطح
•  طرق تحضير السطح
• مراقبة عملية إعداد الراتنجات
• موقع وحجم أي انفصال للطبقة أو وجود فقاعات الهواء

يجب على وحدة ضمان الجودة أن تقوم بفحص وتقييم النظام الذي تم تنفيذه بالألياف الكربونية المقواة بالراتنج الزجاجي (CFRP) بشكل دوري.

أنواع طرق تقييم أنظمة FRP

الفحوصات العامة

با الفحوصات البصرية العامة، يتم فحص أي تغييرات في اللون، فصل الألياف، التشققات وغيرها، حيث يُعتبر وجود أي من هذه العوامل دليلاً على ضعف في النظام وتنفيذ غير صحيح.
طبيعة مواد مركب FRP تجعل من الضروري أن تخضع الأسطح المغطاة بمواد FRP لمراقبة وفحص دوري خلال فترة الاستخدام، بحيث يتم تجنب الإصلاحات في أقصى الحالات أو تقليلها إلى أدنى حد ممكن.
إحدى الأعطال الشائعة في أنظمة FRP هي انفصال المواد المركبة عن الخرسانة، وهي عطلية خطيرة للغاية حيث أنها تجعل نظام FRP غير فعال تقريبا إذا حدثت. لذا يجب تقييم انفصال المواد المركبة عن الخرسانة. الطريقة الأكثر فعالية للكشف عن هذه الحالة هي إجراء اختبار الشد (Pull-off test)، حسب اللوائح يجب أن يتم ذلك بانتظام في فترات زمنية محددة، وفي حالة انفصال ألياف الكربون الأحادية الاتجاه عن سطح الخرسانة، يجب أن يتم إعادة تحليل الهيكل من قبل المستشار لتحديد نوعية الإجراءات التصحيحية اللازمة لذلك.
إذا تم الكشف عن أضرار طفيفة للمواد المركبة، فيمكن إصلاحها بطرق مثل حقن الراتنج، مع الحرص على عدم إتلاف المواد أكثر. إذا حدث ضرر عام وأكثر أهمية مثل تقشير أو انفصال الطبقات على نطاق واسع، فقد يكون من الضروري إزالة المواد اللاصقة والمركبة من الموقع. تتم إزالة المواد المعيبة من سطح الخرسانة في مساحة كبيرة بما فيه الكفاية ويتم تغطية الجزء الذي تمت إزالته مرة أخرى بمادة جديدة.

المراقبة والتفتيش على المدى الطويل

وفقا لنظام المراقبة والتفتيش فإنه من الضروري مراقبة وفحص نظام التسليح بألياف الكربون أحادية الاتجاه أو ألياف الكربون أحادية الاتجاه، تماما مثل جميع الأعضاء الهيكلية. وعادة ما يتم تنفيذ مثل هذه التدابير للجسور مرة واحدة في السنة بشكل عام وكل ست سنوات بالتفصيل، ولكن نادراً ما يتم إجراء عمليات تفتيش منتظمة في المباني. من الضروري أن يكون مهندسو مراقبة جودة المباني مبررين في المراقبة والتفتيش المنتظم للأعضاء المعززة، ويجب مراقبة وتفتيش المباني التي تم تحديثها باستخدام مركبات CFRP بشكل منتظم بحثًا عن الأعضاء المعززة.