CFRP — פולימר מחוזק בסיבי פחמן — הוא חומר מרוכב של סיבי פחמן בעלי חוזק גבוה המוחזקים במטריצת אפוקסי מחוממת. כשהוא מודבק למשטח של רכיב מבני קיים, הוא מוסיף יכולת מתיחה בדיוק במקום בו הרכיב זקוק לה, והופך קורה, לוח, עמוד או קיר עם חוסר חוזק לאלה העומדים בעומסים של היום. הוא עושה זאת ללא ההריסה, זמן ההשבתה והמשקל העצמי הנוסף שמביאות שיטות מסורתיות.
למה סיבי פחמן?
המשיכה נובעת מהחומר עצמו. לסיבי פחמן חוזק מתיחה גדול פי כמה מזה של פלדה מבנית במשקל של כחמישית ממנה, והם אינם מחלידים. למינציה בעובי של כמילימטר יכולה להחליף לוחית פלדה כבדה פי כמה. מכיוון שהחיזוק דק וקל, ניתן להתקינו ביד, במקומות גבוהים ובחללים צרים שבהם הברגת לוחיות פלדה אינה מעשית.
איך זה עובד
החיזוק מסתמך על הקשר בין החומר המרוכב לתשתית. הסיב נושא את המתיחה; דבק האפוקסי מעביר מאמץ מהבטון לסיב על פני שטח ההדבקה. לכן, המבנה הקיים חייב להיות תקין: חומר רופף, צמנט ולכלוך מוסרים, המשטח מושחז כדי לחשוף אגרגט, ומיישמים פריימר כדי שהשרף המרווה יוכל להיאחז. כש המערכת מתאפרת, הרכיב וה-CFRP פועלים יחד כיחידה מרוכבת.
היכן משתמשים בו
יישומים אופייניים כוללים: הגדלת כושר העמסה חיה של קורות גשר וסיפוני חניה; השבת קיבולת שאבדה כתוצאה מקורוזיה או פגיעה; הוספת חוזק כפיפה או גזירה לאחר שינוי שימוש; חיזוק עמודים באמצעות קשירה לשיפור משיכות וכושר נשיאה צירי; ושדרוגים סייסמיים. CFRP עובד על בטון מזוין, בטון דרוך, פלדה, בנייה ועץ.
שתי צורות נפוצות
המערכת מגיעה בעיקר כבד גמיש (נקרא גם יריעה או עטיפה), המושרה בשרף באתר ומתאים לצורות מעוקלות ובלתי סדירות, וכלוחית (פס למינציה) קשיחה, מוכנה מראש, המודבקת לתחתיות שטוחות לחיזוק כפיפה יעיל. הבחירה ביניהם היא נושא למדריך נפרד.
יתרונות ומגבלות
היתרונות הם מהירות, תוספת משקל מינימלית, עמידות בפני קורוזיה וכמעט ללא שינוי במידות הרכיב או במרווחים. גם המגבלות חשובות: CFRP הוא חיזוק מתיחה המודבק לפני השטח, כך שלרכיב הקיים חייב להיות מספיק כושר לחיצה מלכתחילה; הביצועים תלויים מאוד בהכנת המשטח ובמיומנות המתקין; וסיבי פחמן חשופים מאבדים חוזק באש, ולכן רכיבים בעלי דירוג אש זקוקים לציפויי הגנה או לוחות. תכנון צריך תמיד להתבצע על פי תקן מוכר כמו ACI 440.2R ועל ידי מהנדס מוסמך.
כאשר משתמשים בו במגבלות אלה, חיזוק CFRP הוא אחת הדרכים המהירות והפחות מפריעות להאריך את חיי השירות של מבנה קיים.