Fiber ile güçlendirilmiş kompozit malzeme (Fiber Reinforced Polymer, FRP olarak adlandırılır), belirli bir oranda karıştırılan ve belirli bir kompozit süreç tarafından yapılan sürekli lifi takviye olarak ve polimer reçinesini matris olarak kullanan yeni bir kompozit malzeme türüne atıfta bulunur. FRP için, sürekli lif kuvvetin ana gövdesidir ve matrisin rolü lif çekmelerini bağlamak ve kuvveti koordine etmektir. Bu nedenle, lifin ve matrisin özellikleri birlikte FRP'nin makro-mekanik özelliklerini belirler.

FRP'deki sürekli lif türüne göre, inşaat mühendisliğinde yaygın olarak kullanılan FRP, karbon lif takviyeli kompozit malzeme (CFRP), cam lif takviyeli kompozit malzeme (GFRP), bazalt lif takviyeli kompozit malzeme (BFRP) ve aramid lif takviyeli kompozit malzeme (AFRP) vb. İçin farklı türlü FRP malzemeleri için, farklı lif türleri nedeniyle, nihai kuvvetleri ve elastik modülleri oldukça farklıdır, ancak en dikkat çekici özellik malzemenin kendisinin doğrusal elastik özellikleridir. Ortak FRP malzemelerinin mekanik özellikleri şekilde gösterilmiştir

İnşaat mühendisliğinde en yaygın kullanılan yapısal takviye malzemesi çeliktir. Çelikle karşılaştırıldığında, FRP malzemeleri, şekilde gösterildiği gibi önemli ölçüde farklı mekanik özelliklere sahiptir. Bu nedenle, FRP malzemelerinin özelliklerini anlamak ve ustalaşmak, inşaat mühendisliği uygulamalarında FRP'nin avantajlarını daha iyi kullanmaya yardımcı olur. Geleneksel malzemelerle karşılaştırıldığında, FRP malzemeleri aşağıdaki avantajlara sahiptir:

 (1) Hafif ve yüksek dayanıklı

FRP malzemeleri hafif ve yüksek çekme mukavemetine sahiptir. İnşaat mühendisliğinde en yaygın olarak kullanılan karbon lifin çekme mukavemeti, sıradan çelikten 10 kat ulaşabilir ve ağırlığı çelikten sadece yaklaşık 1/4'tür. FRP'nin hafif ve yüksek dayanıklı özellikleri, mühendislik yapısının ağırlığını ve süper aralığını azaltmayı mümkün kılar. Örneğin, çelik yerine FRP malzemelerinin kullanımı, FRP ızgarası hafif sismik duvarlar, FRP hafif köprü güverteleri vb. Yapı ağırlığını etkili bir şekilde azaltabilir ve süper yüksek binaların ve uzun mesafeli köprülerin hafifliğini gerçekleştirebilir. FRP kablolarının kullanımı uzun uzaklıklı köprülerin aralığını daha da artırabilir. Ayrıca, FRP bileşenlerinin hafif özellikleri onların taşınmasını ve kurulmasını kolaylaştırır ve yeni yapılarda uygulanmaları endüstriyel üretime yardımcı olur; Takviye ve restorasyonda uygulanmaları, rahatsız edici ulaşım alanlarında felaket sonrası hızlı bir restorasyona yardımcı olur.

 (2) İyi dayanıklılık

FRP malzemeleri iyi korozyon direncine sahiptir. Zor ortamlarda çoğu FRP'nin bozulma oranı çelikten çok daha düşüktür ve asit, alkali, tuz ve nem ortamlarda uzun süre kullanılabilir. Kaliforniya, ABD'nin Pasifik sahilindeki dalga sıçrama bölgesinde, ağır koroze ve hasarlı beton yapıları onarmak için kullanılan GFRP, 10 yıldan fazla süredir hizmete girmektedir ve GFRP'nin performans göstergeleri ve yapının bütünlüğü önemli ölçüde değişmedi. Demirbeli beton yapılar genellikle 5-15 yıl içinde çelik takviyeli korozyondan kaynaklanan çatlaklara sahip olacaktır. Eğer zamanında tamir edilmezse ve yeterli korozyon önlemleri alınırsa, yapı hızlı bir şekilde hasar sınırına ulaşacaktır.

 (3) Mükemmel yorgunluk direnci

FRP malzemeleri mükemmel yorgunluk direncine sahiptir. Çalışmalar, BFRP'nin kırık olmadan maksimum stresin yaklaşık% 60'ında iki milyon kez döngüsel olarak yüklenebileceğini göstermiştir. Aynı gerilim oranı altında, CFRP'nin yorgunluk direnci yapısal çelikten önemli ölçüde daha iyidir. FRP ile donatılmış beton yapısının yorgunluk testi, örneğin bozulmasının çelik çubuğun yorgunluk kırığından başladığını gösterir.

 (4) Güçlü tasarlanabilirlik

FRP tasarlanabilirliği esas olarak iki yönde yansıtılır. Bir yandan, kompozit malzemelerin performansı, onarım etkisini en üst düzeye çıkarmak için FRP katmanlarının yönünü ve sırasını değiştirerek tasarlanabilir. Öte yandan, birçok FRP türü vardır ve farklı FRP'ler elastik modül, güç, uzunlama vb. açıq farklılıklara sahiptir. Farklı FRP'lerin karıştırılması ve FRP ve çelik kombinasyonu sayesinde FRP'nin kapsamlı mekanik özellikleri geliştirilebilir ve farklı mühendislik yapılarının gereksinimlerini karşılayan yapısal malzemeler ve yüksek kapsamlı performans gerçekleştirilebilir.

FRP Dış Güçlendirilmiş Çelik Yapısının Özellikleri

FRP dış bağlı takviye çelik yapı teknolojisi, çelik yapının hasarlı alanının yüzeyine özel bir yapıştırıcı kaplayarak çelik yapının hasarlı kısmının yüzeyine FRP levhasını yapıştırmaktır. Çelik yapıyı ve FRP'yi bir bütüne yapıştırmak, deformasyonu koordine etmek ve birlikte çalışmak için bir takviye yöntemi. Geleneksel çelik yapı takviyesi yöntemiyle karşılaştırıldığında, FRP dış macun takviyesi çelik yapı teknolojisi, aşağıdaki üç yöne yaklaşık olarak özetlenebilecek açık avantajlara sahiptir.

 (1) Malzeme performansındaki avantajlar

Geleneksel takviyet yöntemindeki çelik levhala karşılaştırıldığında, FRP malzemesi daha yüksek özel mukavemete ve özel sertliğe sahiptir ve aynı mukavemeti elde etmek için gereken FRP miktarı daha az ve daha hafiftir. Bu nedenle, orijinal yapının ağırlığı ve boyutu takviye edildikten sonra temelde artmamaktadır. FRP, asit, alkali, tuz ve diğer korozyon ortamlara karşı iyi korozyon direncine sahiptir. FRP malzemesinin fiyatı çelikten daha yüksek olsa da, FRP takviyesi sonraki dönemde bakım maliyetlerini azaltabilir ve böylece yapının yaşam döngüsü maliyetini azaltabilir. FRP malzemesi iyi yorgunluk direncine sahiptir ve çelik levhanın kendisinin geleneksel takviye yönteminin takviye etkisi üzerindeki olumsuz etkisini önleyebilir. FRP son derece tasarlanabilir ve onarım etkisi FRP'nin bileşimini ve FRP katmanlarının yönünü ve düzenini yapının hasar ve stres derecesine göre değiştirerek en üst düzeye çıkarabilir.

 (2) Güç performansındaki avantajlar

Kaynak ve cıvatalama çelik levhalarının yöntemiyle karşılaştırıldığında, FRP dış macun takviyesi yeni kaynaklar eklemez, kalan gerilim yaratmaz ve temel metalin delmesini gerektirmez. Bu nedenle, temelde orijinal yapıya zarar vermez ve yeni bir yorgunluk duyarlı kaynak oluşturulmaz. Çelik levha yapıştırma yöntemiyle karşılaştırıldığında, FRP'nin küçük kalınlığı nedeniyle, bağlama arayüzünün gerilim konsantrasyonu daha düşüktür. Buna ek olarak, dışarıdan bağlı FRP, düzenlerarası bağlantıya aittir ve tüm bağlama yüzeyi, kaynak yönteminin kusurlarını yalnızca kaynak dikişine ve vidalı bağlantı yöntemine yalnızca gücü iletmek için cıvataya güvenerek aşmak için yükü taşıyabilir, böylece takviylemeden sonra güç iletimi daha düzgün ve etkili olur

 (3) İnşaattaki avantajlar

FRP dış macun güçlendirme yöntemi inşaatta uygun ve verimlidir. FRP dış macun takviyesi sayesinde trafik kesintisi ve üretim kapatılmasından kaynaklanan ekonomik kayıplar önemli ölçüde azaltabilir. Ayrıca, FRP dış macun takviyesi açık alevlere ihtiyaç duymaz ve petrol rafinerileri ve petrol boru hatları gibi özel ortamların ve bileşenlerin takviyesi için uygundur.