میلگرد کامپوزیتی GFRP الیاف شیشه – Glass Fiber-Reinforced Polymer
میلگرد کامپوزیتی GFRP الیاف شیشه که به آرماتور شیشه FRP، میلگرد فایبرگلاس FRP ، آرماتور کامپوزیتی، میلگرد الیاف شیشه FRP و یا آرماتور پلیمری نیز نام گذاری شده اند. میلگردهای GFRP از ترکیب الیاف شیشه و رزین پلیمری پلی‌استر ساخته می‌شوند. میلگردهای آجدار شیشه، همانند ارماتورهای فولادی به عنوان تقویت کننده بتن مورد استفاده قرار می گیرند. بیشترین کاربرد میلگرد GFRP یا میلگرد فایبرگلاس FRP در ساخت دال های بتنی است.
تعریف میلگرد کامپوزیتی FRP:
میلگرد کامپوزیتی یا همان FRP که مخفف Polymer Reinforced Fiber است، از دو عنصر اصلی از جمله الیاف و رزین ماتریس تشکیل گردیده است. الیاف که معمولاً از جنس کربن، شیشه، آرامید یا بازالت است به عنوان هسته داخلی عمل میکند و رزین ماتریس نیز از متریال پلی استر، اپوکسی یا وینیل استر میباشد، لایه بیرونی میلگرد را تشکیل میدهد.
نقش رزین ماتریس در هم نگه داشتن، محافظت و انتقال بار بین الیاف است. همچنین، رزین ماتریس در رنگهای مختلف موجود است.
در بیشتر موارد، این میلگرد از الیاف شیشه ای با مقاومت بالا و رزین اپوکسی و وینیل استر ساخته میشود که به آن GFRP میگویند. هسته میلگرد دارای تمام الیاف تقویت کننده در طول میله برای ارائه حداکثر مقاومت در محصول نهایی است. یک فرورفتگی مارپیچی در سطح میلگرد در فرآیند تولید ایجاد میشود که به الیاف هسته آسیب نمیرساند و به اندازه کافی دارای آج است تا بتن بتواند درگیری مکانیکی با بتن ایجاد کند. انتخاب رزین اپوکسی برای این میلگرد مهم است.
تحقیقات نشان داده اند که رزین پلی استر از مقاومت طولانی مدت در برابر مواد شیمیایی خورنده در بتن برخوردار نیست در حالی که میلگرد ساخته شده با رزین اپوکسی و وینیل استر در صورت استفاده مطابق با استانداردهای شناخته شده، میتواند تا 100 سال عمر کند.
تفاوت های میلگردهای فولادی و میلگرد کامپوزیتی:
میلگرد فولادی زمانی به کار گرفته شد که مهندسان متوجه شدند بتن با وجود مقاومت فشاری بالا، دوام خوب و هزینه ساخت کم ولی شکننده هستند و مقاومت کششی پایینی دارند.
میلگرد فولادی وقتی در معرض نمکها، مواد شیمیایی تهاجمی و رطوبت قرار میگیرد، دچار خوردگی (اکسیداسیون) میشود. با خوردگی، میلگرد متورم شده و باعث افزایش بار کششی بتن میشود که در نتیجه شروع به ایجاد ترک در مقطع بتنی میکند. این امر مستلزم تعمیر و نگهداری پُرهزینه است و همچنین یکپارچگی ساختار را به خطر میندازد. در طول دهه های جاری، پوششها و مواد نفوذی زیادی برای جلوگیری از خوردگی فولاد در بتن معرفی شدند اما هیچ یک نتوانستند در دراز مدت این مشکل را حل کنند.
با افزایش تکنولوژی ساخت مواد کامپوزیت، میلگرد کامپوزیتی با قابلیت فوق العاده میتوانند بخش بزرگی از مشکلات مربوط به آرماتورهای داخل بتن را برطرف کند.
نکته:
میلگرد کامپوزیتی بیش از 30 سال است در این عملیات عمرانی مورد استفاده قرار میگیرد. این میلگرد در بیش از 350 پل در سراسر کانادا و 90 پل در ایالات متحده و صدها پروژه عمرانی دیگر در سراسر نقاط جهان، با موفقیت به کار گرفته شده است.
مشخصه اصلی میلگرد GFRP الیاف شیشه:
- مقاومت بسیار بالا جهت استفاده در محیط های نمکی و دارای خوردگی
- مقاومت بسیار بالا جهت استفاده در محیط های دارای انرژی مغناطیسی بالا و یا سولفاته
ویژگی ها و مزایای میلگرد کامپوزیتی GFRP الیاف شیشه:
از دلایل قابل توجه که بر استفاده از میلگرد کامپوزیت تأکید میکند میتوان به زنگ نزدن و خورده نشدن میلگرد کامپوزیتی اشاره نمود. بنابراین برای غوطه وری دوره ای یا طولانی مدت در آب شیرین، آب نمک، مواد شیمیایی ضد عفونی کننده، متریالی عالی محسوب میگردد.
مزیت دیگر مقاومت کششی آن است که به طور معمول ۳ تا ۴ برابر بیشتر از فولاد است، بنابراین این مهم با مقاومت فشاری بالای بتن تعادل خوبی ایجاد میکند. همچنین، میلگرد کامپوزیتی مقاومت خستگی بسیار خوبی ایجاد میکند که برای موقعیتهای بارگذاری دوره ای در جاده ها و پلها ماده ای عالی است. علاوه بر این، میلگرد کامپوزیت یک هشتم وزن فولاد را دارد.
دیگر فواید میلگرد کامپوزیتی GFRP الیاف شیشه عبارتند از:
- مشکلات حمل و نصب کمتری دارد (هشت برابر سبکتر از فولاد است)
- به جرثقیل و سایر تجهیزات بالابرنده سنگین نیاز ندارد.
- به راحتی با ابزارهای معمول برش، بدون آسیب رساندن به تیغ اره، برش داده میشود.
- میتوان میلگردهای بیشتری را به ازای هر کامیون بارگیری و حمل کرد . (۴ برابر بیشتر از فولاد)
- نسبت مقاومت به وزن بالایی دارد، از این رو فرصتهای احتمالی برای کاهش اندازه و وزن کل سازه را فراهم میکند.
- در کاربردهای حساس به وزن که خاک دارای خاصیت تحمل بار ضعیف است، استفاده میشود.
- در مکانهای لرزهای فعال یا در مناطق حساس به محیط زیست که جابجایی تجهیزات سنگین نامطلوب است، مفید میباشد.
- برای کاربردهای حساس به الکترومغناطیسی، هم شیشه و هم پلیمر ذاتاً غیر رسانا هستند. بنابراین جریان برق را انتقال نمیدهند یا عملکرد دستگاههای الکتریکی اطراف خود را مختل نمیکنند.
- در فرآیند تولید میلگردهای کامپوزیت هیچگونه آلایندگی زیست محیطی و پسماند فاضلابی وجود ندارد و میزان مصرف منابع آبی و گازی تقریبا صفر می باشد، مصرف انرژی برق نیز به شدت پایین تر از تولید فولاد است از این رو که در عصر حاضر مشکلات فراوان کمبود آب و تامین برق وجود دارد یکی از مهمترین مسائل جهت حفظ منابع برای آیندگان است.
- از مزیت های دیگر میلگردهای کامپوزیت می توان با در نظر گرفتن معادل سازی قطرها به قیمت پایین این محصولات اشاره نمود. مقایسه یک متر میلگرد فولادی AIII با یک متر میلگرد کامپوزیت GFRP نشان می دهد که در حدود 1۵ الی ۵0 درصد نسبت به میلگردهای فولادی ارزانتر می باشد.
کاربرد میلگرد کامپوزیتی GFRP الیاف شیشه:
- تاسیسات فاضلاب مانند تصفیه خانه ها، کلاریفایر و منهول ها
- کانال ها و لوله های بتنی هدایت فاضلاب، پساب های صنعتی و مواد شیمیایی
- سازه های بتنی اسکله ها و سازه های دریایی (Marine and Offshore)
- بلوکهای بتنی پیش ساخته جاده ای (new jersey)
- اتاقک پست برق پیش ساخته بتنی
- کاربرد میلگرد کامپوزیت GFRP در شمع های داخل خاک و آب
- آرماتوربندی لایه های فوقانی عرشه پلها در مناطق سردسیر و زیر سازی های بتن مسلح (RCC)
- آرماتوربندی کف پارکینگ ها و سالن های صنعتی
- دیوارهای پیش ساخته، ستونها و فنداسیون پیش ساخته، جهت دیوارکشی و محوطه سازی
- سازه های مجاور دستگاههای MRI در مراکز بهداشتی و درمانی
- کاربرد میلگرد کامپوزیت GFRP در پانل های پیش ساخته نما (GRC)
- استفاده در دیواره موقت بتنی در داخل تونل های مترو
- نیلینگ و تحکیم خاک
- کانال های روباز و لوله های بتنی هدایت آب
- تیرهای برق و دکل های انتقال نیرو
- کاربرد میلگرد کامپوزیت GFRP در کف کاذب و سقف کاذب بتنی
از میلگرد GFRP الیاف شیشه می توان جهت استفاده به عنوان جایگزینی برای میلگردهای فولادی بهره برد، زیرا در بسیاری از پروژه ها، اقتصادی تر از میلگردهای فولادی (آرماتور معمولی) می باشند.
نقد و بررسی‌ها
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.