ألياف FRP هي مواد قماشية تكون أليافها في اتجاه واحد أو أكثر . تصنع صفائح FRP أيضًا عن طريق تكديس طبقات رقيقة من ألياف FRP و راتنج و ضغطها لتحقيق السمك و المواصفات الفيزيائية و الميكانيكية المطلوبة. فيما يتعلق بترتيب ألياف البوليمر FRP ، يجب الإشارة إلى أنه في أي اتجاه ، سيكون حجم ألياف FRP و المقاومة المركبة أعلى . عادة ، يكون للترتيب أحادي الاتجاه لألياف البوليمر FRP قوة ومعامل أعلى (في اتجاه الألياف) من الترتيبات الأخرى. اذا كانت ألياف البوليمر FRP في اتجاه واحد ،  فإن مقاومة مركب FRP جيدة جدًا في هذا الاتجاه  و يتم التعبير عن الخصائص الميكانيكية الضعيفة جدًا في اتجاه 90 درجة هذا لأنه الأحمال في اتجاه 90 يتحملها الراتنج  (وليس ألياف FRP) .

الياف كربن احادية الاتجاه
الياف كربن احادية الاتجاه

تلصق الياف البوليمرية الجافة بالأسطح الخرسانية أو الفولاذية بمواد لاصقة مناسبة أو راتنجات الإيبوكسي الخاصة و بعد لصقها تكون كل صفائح FRP . هذه المواد هي أيضًا غطاء مناسب لعزل الهياكل المائية في البيئات المسببة للتآكل و تدعيم الزلزالي للخرسانة و تقوية الهياكل ضد الزلازل . كما تستخدم صفائح FRP المركبة في مشاريع التدعيم باستخدام FRP لإصلاح و تقوية المباني و الهياكل الصناعية . كما ذكرنا ، فإن الجزء الأكبر من سعة تحميل مواد FRP تتحملها الألياف FRP . لهذا السبب ، يجب أن بكون لديهم مقاومة كسر و معامل المرونة عالية ، وقدرة الكافية على تغيير الطول ، ومقاومة كافية للظروف البيئية . في الأنظمة FRP المركبة ، يجب أن تكون أحد مكوناتها على الأقل لديها امكانية تدعيم مستمر و التي تكون مدعومة بماتريس لتثبيتها . أساس الرغبة هو استخدام ألياف البوليمر FRP المستمرة ، والتي عادة ما تكون أكثر صلابة و أكثر مقاومة من الماتريس . إذا تم استخدام ألياف متقطعة في تصنيع المركبات ، فيجب أن يكون الحد الأدنى لنسبة حجم الألياف عددًا معينًا .

العوامل الرئيسية التي تؤثر على أداء مركبات FRP من خلال أنواع مختلفة من ألياف البوليمر FRP هي:

  • الخواص الميكانيكية لألياف البوليمر FRP
  • ترتيب نسج انواع الياف FRP
  • طول الالياف FRP
  • شکل الالیاف FRP
  • نسبة تركيب ألياف FRP البوليمرة
  • الالتصاق والترابط بين ألياف و المادة الرابطة FRP (ماتريس)
  • نوع الألياف المستخدمة في مركب FRP
  • تأثير المادة الرابطة البوليمرة على أنواع مختلفة من الألياف

مزايا FRP:

  • وزنها الخفيف
  • المقاومة المميزة و المعامل المرونة العالية
  • زيادة قدرة التحمل و زيادة المطيلية للأعمدة و العتبات و البلاطات و الروابط الخرسانية المسلحة
  • مقاومة للظروف البيئية المدمرة
  • عدم موصلية الكهربائية و الحرارية
  • قوة الشد العالية
  • مقاومة للصدمات و التعب
  • عدم تأثير على المجالات المغناطيسية و ترددات الراديو (على سبيل المثال ، تأثير بين الآلات المستشفى )
  • سمك منخفض
  • قدرة امتصاص الاهتزاز
  • سهولة النقل و سرعة تنفيذ العالية بسبب الوزن المنخفض
  • تكلفة مناسبة للمشروع

معايب FRP :

  • حساسة للزحف و الاهتراء أثناء التثبيت
  • حدوث ظاهرة انكسار الهش
  • مقاومة منخفضة للتعب
  • مرونة منخفضة

أنواع ألياف FRP المستخدمة في المواد FRP المركبة ، ألياف البوليمر الكربون ، ألياف البوليمر الزجاجية ، الياف أراميد البوليمرية ، الياف البوليمر البازلت و التي تُعرف منتجاتها المركبة بألياف الكربون CFRP ، والألياف الزجاجية GFRP ، وألياف AFRP والألياف البازلتية BFRP ، على التوالي.

أنواع الألياف الزجاجية GFRP – البوليمرات FRP المقواة بألياف الزجاجية Glass Fiber Reinforced Polymers

أنواع ألياف الكربون CFRP – البوليمرات FRP المقواة بألياف الكربون Carbon Fiber Reinforced Polymers

انواع الياف الأراميد AFRP – بوليمرات FRP المقواة بألياف الأراميد  Aramid Fiber Reinforced Polymers

انواع الیاف البازالت BFRP – البوليمرات FRP المقواة بألياف البازلت Basalt Fiber Reinforced Polymers

الياف-الزجاجية-الأحادية-الاتجاه
الياف الزجاجية الأحادية الاتجاه

تركيب مركبات FRP

مع ان تدعيم المنشآت القائمة مع غطاء FRP الخارجي يبدو و كأنه طريقة بسيطة  فإن التركيب و تنفيذ المناسب لأنظمة FRP ضروري لضمان تدعيم الصحيح للهيكل . لأن عملية التثبيت تختلف من طريقة إلى أخرى من الضروري تحديد المواصفات المطلوبة لتقوية الهيكل الخارجي .

1) تأهيل الهيكل

يجب إزالة الخرسانة السائبة من سطح الخرسانة قبل تثبيت FRP . يجب إصلاح قضبان التسليح و خرسانة المتصدعة و الشقوق الرئيسية عن طريق حقن الخرسانة . أيضا ، يجب أن يكون السطح الخرساني خاليا من أي عوائق مثل العزل أو الطلاء أو الجص أو الشحوم . من أجل تنظيف السطح الخرساني ، يمكن استخدام طريقة آلة التفريز أو سفع الرملي أو الصنفرة

2) إعداد السطح

بعد إصلاح الهيكل التالف ، يتم الحصول على سطح املس و ازالة الزوايا تمامًا مع سفح الرمال  (Sand Blast) أو المالج ، نفث المياه (Water jet) أو الصنفرة  .

يجب أن تستمر عمليات الصنفرة حتى يكون الركام الخرساني مرئيا . بعد الصنفرة ، إذا كان سطح الخرسانة بحاجة إلى الإصلاح ، فيجب إصلاح سطح الخرسانة بمواد مناسبة قبل تثبيت FRP . يجب تنظيف السطح الخرساني أيضًا بواسطة مضخة الهواء أو الفرشاة . إذا تم استخدام FRP Laminate في التطبيق ، فيجب تنظيف سطح الشرائط بقطعة قماش مبللة بمواد مثل التنر الفوري.

3) تطبيق طبقة التمهيدية أو البرايمر

لزيادة الالتصاق و منع انفصال ورقة FRP من الطبقة اللاصقة و الورقة ، يتم تطبيق طبقة إيبوكسي منخفضة اللزوجة موضعياً على السطح المطلوب بعنوان طبقة التمهيدية

4 ) سَدّ أو كَسَا بِمَعْجُون

يتم استخدام طبقة لاصقة عالية اللزوجة لملء المسام و الحفر في المناطق المطلوبة .

5) قطع الأوراق

على سطح نظيف جاهز وخالي من أي تلوث أو شوائب ، يتم قطع الورقة وفقًا للمواصفات والتفاصيل المقدمة.

6) تشبع الورقة

في المشاريع الكبيرة الضخمة ، يتم تشريب الأوراق بأجهزة توجيه خاصة في المصنع ، وتضاف إليها طبقة إيبوكسي أو ماتريس الراتينج ، ويكفي لصقها في المكان المطلوب ولكن في المشاريع الأصغر ، في الموقع يفرك الراتنج على السطح المطلوب ، ثم يتم لصق الورقة الجافة غير اللاصقة على السطح الخرساني .

7) استخدم الورقة

يتم لصق الورقة بعناية على السطح الأملس وبدون أي تلوث ، يتم حجز فقاعة الهواء بشكل سلس ومباشر.

8) مراقبة الجودة

أثناء التشغيل ، يتم فحص الأوراق والتحكم فيها لمدة 2 إلى 6 ساعات ، اعتمادًا على الظروف ، بحيث لا يتم حبس فقاعات الهواء بين طبقة FRP والخرسانة ، ولا يوجد انحناء أو نتوء ، ويتم استخدام المشرفين المدربين للتحكم في جودة صفائح FRP.

9) ضمان الجودة

يتم إعداد تقارير مراقبة الجودة وصيانتها بشكل جيد لضمان الإصلاح والصيانة الناجحة للعضو الهيكلي.

10) الطبقة العليا

بعد معالجة ومراقبة جودة الصفائح ، يتم تغطية FRP بطبقة من الخرسانة أو مواد أخرى لتقليل الحماية والحفاظ على الجمال والعمارة.