เสริมกำลังโครงสร้างคานที่มีสมรรถนะต่ำกว่ามาตราฐานที่ออกแบบไว้ด้วย CFRP

การเสริมกำลัง คือ กระบวนการเพิ่มสมรรรถนะของชิ้นส่วนโครงสร้าง ทั้งในด้านการรับน้ำหนักบรรทุก ด้านการใช้งาน สมรรถนะของโครงสร้างที่ต่ำกว่ามาตราฐาน เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของน้ำหนักบรรทุก การปรับปรุงมาตราฐานการออกแบบ ปัญหาระหว่างการก่อสร้าง การเสื่อมสภาพตามกาลเวลา หรือการเสื่อมสภาพเนื่องจากสภาวะแวดล้อมที่รุนแรง เช่น การเกิดแผ่นดินไหว

สาเหตุเหล่านี้ ล้วนมีโอกาสส่งผลต่อสมรรถนะในการรับกำลังโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กทั้งสิ้น

ในปัจจุบัน มีวิธีการซ่อมแซมอาคาร โครงสร้างคอนกรีตให้มีความแข็งแรงและรับน้ำหนักได้มากขึ้นอยู่หลายวิธี แต่วิธีที่ได้รับความนิยม คือ การเสริมกำลังด้วย Fiber Reinforced Polymer (FRP) เนื่องจากมีความแข็งแรงสูงกว่าเหล็ก แต่มีน้ำหนักเบา ติดตั้งงง่าย และประหยัดเวลา

กรณีตัวอย่าง : เสริมโครงสร้างคานด้วย CFRP (SmartFiber-Strip TL1012, SmartFiber-Sheet UT70-30)  เพื่อให้โครงสร้างกลับมามีคุณสมบัติตรงตามที่ได้ออกแบบไว้ เนื่องจาก ผลการทดสอบลูกปูนเท่ากับ 380ksc. ให้กลับมามีคุณสมบัติเท่ากับ 500ksc. ซึ่งเป็นค่าที่ได้ออกแบบไว้

ซึ่งในการคำนวณในการออกแบบและคุณสมบัติของวัสดุ จะพิจารณาความสามารถ  2 ส่วนด้วยกัน คือ

1. ความสามารถในการรับแรงอัด (Flexural Strength)
2. ความสามารถในการรับแรงเฉือน (Shear Strngth)

ขั้นตอนการติดตั้ง CFRP เพื่อเสริมกำลังโครงสร้างคานคอนกรีต

1. ขัดเตรียมผิวด้วยเครื่อง Hand Grinding
2. ตัดแผ่น SmartFiber-Strip TL1012, SmartFiber-Sheet UT70-30 เตรียมไว้ตามแบบที่กำหนดด้วยความระมัดระวังและต้องใช้ความชำนาญของช่างผู้ติดตั้ง
3. หากพบเห็นรอยร้าวที่มีความกว้างมากกว่า 2 มิลลิเมตรขึ้นไป ให้ทำการซ่อมด้วย Epoxy Injection ก่อนทำการติดตั้ง
4. ก่อนติดตั้ง CFRP จะต้องทำการลบมุมโครงสร้างให้ได้ขนาดไม่น้อยกว่า 20 มิลลิเมตรก่อน
5. จากนั้นเคลือบรองพื้นด้วย Smart CF-Resin (Epoxy Resin)
6. ติดตั้ง SmartFiber-Strip TL1012 โดยใช้ Smart CF-Adhesive เป็นตัวประสาน CFRP กับคอนกรีต และทิ้งไว้จนกว่ากาว Epoxy เซทตัว จึงติดตั้งชั้นต่อไป
7. ติดตั้ง SmartFiber-Sheet UT70-30 โดยใช้ Smart CF-Rresin เป็นตัวประสาน CFRP กับคอนกรีต ด้วยลูกกลิ้งในการกดวัสดุให้แนบสนิทและทิ้งไว้จนกว่ากาว Epoxy เซทตัว จึงติดตั้งชั้นต่อไป
8. หลังจากติดตั้งแผ่น CFRP ทั้งหมดแล้ว ทิ้งระยะเวลาให้แผ่น CFRP บ่มตัว 24-36 ชม. ขึ้นอยู่กับสภาพอุณหภูมิและอากาศ เพื่อให้วัสดุสามารถยึดติดกับโครงสร้างและสามารถรับกำลังได้ตามมาตราฐานผู้ผลิตไว้

หลังจากติดตั้ง SmartFiber-Strip TL1012, SmartFiber-Sheet UT70-30 จากเดิมที่คานสามารถรับกำลังแรงเฉือนจากการก่อสร้างจริงได้ 380ksc เมื่อติดตั้ง CFRP เรียบร้อยแล้ว โครงสร้างสามารถรับแรงเฉือนคานได้ 500ksc ตามที่ได้ออกแบบไว้

Carbon Fiber (คาร์บอนไฟเบอร์) เป็นวัสดุโพลิเมอร์เสริมเส้นใย ที่มีความสามารถในการรับแรงต่อน้ำหนักสูง ทนทานต่อการกัดกร่อน ไม่เป็นสนิม มีกำลังรับแรงดึงได้สูงกว่าเหล็กเสริมถึง 10 เท่า มีความคงทน สะดวกในการติดตั้งและไม่เสียพื้นที่ใช้สอยภายในอาคารหรือโครงสร้าง เนื่องจากมีวัสดุมีความบางและน้ำหนักเบา

#CFRP #เสริมกำลังโครงสร้าง #เสริมโครงสร้างคาน #เสริมกำลัง #รับเสริมกำลังโครงสร้าง

Concrete Repair​ing​

• มาทำความรู้จัก “ คาร์บอนไฟเบอร์ ” (Carbon Fiber) กันครับ
  
• การแก้ไขปัญหาคานแบน (Band-Beam) ที่ไม่เสริมเหล็กล่างหรือเหล็กปลอก ด้วยวัสดุ CFRP
  
• เส้นใยคาร์บอนไฟเบอร์คืออะไร​
• การพัฒนาและการประยุกต์ใช้งานคาร์บอนไฟเบอร์ (Carbon Fiber)​
• เทคนิคการออกแบบงานเสริมกำลังพื้น "ระบบพื้นคอนกรีตอัดแรง" (Post-Tensioned) เพื่อแก้ปัญหาลวดอัดแรงขาด ด้วยวัสดุคาร์บอนไฟเบอร์ (SmartFiber Sheet UT70-30)​
• การซ่อมรอยร้าวพื้นคอนกรีตด้วย Epoxy Injection
• กำแพงกันระเบิด โดย คาร์บอนไฟเบอร์ และ Pure Polyurea Spray
• ประโยชน์ของวัสดุ FRP ในการก่อสร้างและโครงสร้างต้านแผ่นดินไหว​
• การเสริมกำลังโครงสร้างเสาคอนกรีตเสริมเหล็กด้วย CFRP เพื่อต้านทานแผ่นดินไหว​
• รอยร้าวที่เกิดจากโครงสร้างรับน้ำหนักบรรทุกเกินกำลัง ซ่อมแซมเสริมกำลังอย่างไร?​
• การเสริมกำลังรอยร้าวบนพื้นยื่นที่เกิดจากการเสริมเหล็กไม่เพียงพอ ด้วยคาร์บอนไฟเบอร์และการซ่อมแซมรอยร้าวที่เกิดจากการหดตัวแบบแห้งของคอนกรีต (Dry Shrinkage)
• ความหมายและคำนิยามของคำศัพท์ที่ใช้ในงานเสริมกำลังด้วย คาร์บอนไฟเบอร์(CFRP Strengthening Vocabulary)
  
• กรณีศึกษา : อาคารจอดรถ 8 ชั้น มหาวิทยาลัยแห่งหนึ่ง
  
• ตอนที่ 2 : วิวัฒนาการของคาร์บอนไฟเบอร์ (Carbon Fiber)
  
• การเสริมกำลังสะพานคอนกรีตด้วยคาร์บอนไฟเบอร์
  
• การออกแบบเสริมความแข็งแรงของพื้นไร้คานท้องเรียบระบบ Unbonded Post-tensioned ลวดเกลียว(Strand) ขาดและหลุดออกมาจากสมอ
  ยึดลวด (Anchorage) ด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ (Carbon Fiber)
  
• การออกแบบเสริมกำลังของพื้นโรงพยาบาลเพื่อรับเครื่องมือแพทย์​
  
• งานเสริมความแข็งแรงพื้น ที่ลวดอัดแรงขาดด้วยคาร์บอนไฟเบอร์( Carbon Fiber ) SmartFiber Strip TL512​