نظر کاربران
-
خیلی جالبه که میلگرد اف آر پی جای میلگرد فولادی استفاده بشه واقعا
میلگرد کامپوزیت یا میلگرد FRP، یکی از انواع میلگرد در صنعت ساخت و ساز است. این میلگرد به دلیل برخی ویژگیهای خاص و برتریهای آن نسبت به میلگرد فولادی، امروزه کاربرد زیادی پیدا کرده است.
با اینحال هنوز هم این نوع میلگرد چندان معروف و پرکاربرد نیست و برای بسیاری افراد ویژگیهای آن و تفاوت میلگرد کامپوزیتی با میلگرد فولادی واضح نشده است.
میلگرد کامپوزیتی از نظر ظاهری با میلگردهای متداول تفاوتی ندارد اما از نظر رفتاری، با میلگردهای متداول تفاوت دارند. این محصول از رزین پلیمر پلیاستر و الیاف شیشه ساخته میشود و به عنوان تقویت کننده بتن از نظر مقاومت و سختی استفاده میگردد.
به دلیل داشتن قابلیتهای مختلفی مانند استحکام، وزن کم و مقاومت در برابر حرارت و خوردگی، این نوع میلگرد مورد توجه بسیار قرار میگیرد. از آنجاکه تغییر شکل زیادی از خود نشان نمیدهد، بسیاری معتقدند نمیتوان برای تولید سازه از آن استفاده کرد.
هرچند از نظر استحکام و مقاومت مانند فولاد است. به میلگرد کامپوزیتی، میلگرد الیاف شیشهای، آرماتور پلیمری یا فایبرگلاس هم گفته میشود.
در این مقاله به بررسی ویژگی های میلگرد FRP، انواع آن و کاربردهای آن در صنایع مختلف میپردازیم. با آیرومارت همراه باشید.
سالهاست در ساخت سازههای بتنی و مسلح کردن بتن، از میلگرد استفاده میگردد و به آن بتن آرمه یا بتن مسلح گفته میشود. در بتن آرمه، عموما میلگرد فولادی به کار میرود.
با توجه به ضعف فولاد در محیط های خورنده، سعی شده تا ماده جدیدی جایگزین آن شود. به این ترتیب مشکلات ناشی از مصرف فولاد در این مصالح کاهش خواهد یافت.
میلگرد فولادی از آلیاژی ساخته شده که در محیطهای مرطوب، اسیدی، قلیایی و نمکی مقاومت به خوردگی پائینی دارد. همچنین در دماهای بالا یا پایین، دچار افت خواص مکانیکی میشود. با توجه به مشکلات ناشی از استفاده از میلگرد فولادی، میلگرد کامپوزیت جایگزین آن شده است.
میلگرد FRP یا میلگرد کامپوزیتی تقویت شده با الیاف، مشکلات میلگرد فولادی را ندارد. این میلگردها، با دارا بودن ویژگیهایی مانند وزن کمتر جایگزین بسیار مناسبی برای میلگردهای قدیمی است. همچنین میلگرد کامپوزیتی از نظر مغناطیسی عایق است این ویژگی، زمینههای استفاده از این نوع میلگرد را گسترش داده است.
در کنار مزایای قابل توجه و ویژگیهای خاص میلگرد های FRP، مشکلاتی از قبیل شکلپذیری بسیار کم نیز وجود دارد. این مسئله باعث شده میلگرد اف آر پی در کاربردهای حساس به خوردگی، استفاده شود.
حال که فهمیدیم میلگرد frp چیست، باید علت کاربرد بالای آن در صنعت ساخت و ساز را بدانیم. بتن، بهترین ماده و مقاومترین نوع یافت شده تا کنون است که در ساختمان سازی کاربرد بسیاری دارد.
با اینحال، علیرغم مزایایی که دارد، ضعف در مقاومت کششی بتن، دوام و پایداری ساختمان را به ویژه در هنگام زلزله، به خطر میاندازد.
به مرور زمان و با پیشرفت علم، مهندسین دریافتند که با استفاده از مادهای با مقاومت کششی خوب میتوانند این ضعف بتن را برطرف کنند. میلگردهای فولادی، به منظور آمارتوربندی بتن انتخاب شدند. بتنی که با میلگرد تقویت شده باشد، بتن مسلح نامیده میشود.
اما، حتی میلگردهای فولادی نیز محدودیتهایی در استفاده دارند. بتن، محیطی خورنده دارد و به مرور زمان باعث اکسید شدن سطح میلگردها میشود. ازاینرو، بهتر است میلگردهای فولادی با مادهای دیگر جایگزین شوند. البته، میتوان با پوششدهی میلگردهای فولادی عمر آنها را افزایش داد.
استفاده از انواع میلگرد FRG، راه حل دیگریست. خواص و مزایای استفاده از این نوع میلگرد، موجب شده تا به یکی از گزینهها برای رفع این مشکل تبدیل شود.
اگرچه این میلگردها نیز محدودیتهای خاص خود را دارند، با اینحال هنوز موضوعی پربحث برای افزایش استحکام سازهها به شمار میروند. در ادامه، محدودیتها و مزایای این نوع میلگرد بررسی خواهند شد.
اولین کشوری که استفاده از میلگرد کامپوزیتی را آغاز کرد، روسیه بود. این کشور در سال ۱۹۷۵ پلهای بتنی را با استفاده از تاندونهای پیشتنیده تقویت شده با الیاف شیشه (GFRP) تقویت کرد.
چند سال بعد در ژاپن و در سال ۱۹۸۰، زمینههای ترموست با کمک الیاف کربن و آرامید تقویت شدند. سپس در سال ۱۹۹۰، آمریکا، کانادا و اروپا شروع به استفاده از آرماتورهای کامپپوزیتی کردند.
اما، تدوین دستورالعملهای استفاده از میلگردهای کامپوزیتی در بتن مسلح را ژاپنیها در سال ۱۹۹۶ آغاز کردند. امروزه، استفاده از این میلگردها به دلیل داشتن خواصی مطلوب، گسترش یافته و دستورالعملها و استانداردهایی مجزا نیز برای استفاده از آنها تدوین و منتشر شده است.
میلگرد کامپوزیتی از ترکیب دو بخش پلیمری FRP و رزین ساخته شده است. بخش پلیمری در تولید میلگرد کامپوزیتی به عنوان الیافی تقویتکننده استفاده میشود.
در صورتیکه از میلگرد در محیطهای خورنده و مرطوب و همچنین محیطهایی که در آب و هوای آن نمک، سیالات اسیدی یا قلیایی وجود دارد، استفاده شود؛ باید از آن با پوششی پلیمری محافظت کرد.
رفتار نهایی، خواص و ویژگی های میلگرد کامپیوزیت با توجه به خواص پلیمر و رزین مورد استفاده، تعیین شود. رزین میتواند از جنس پلی استر، اپوکسی، وانیل استر یا PVC باشد.
میلگرد اف آر پی متناسب با کاربرد نهایی ممکن است از جنس کربن، الیاف شیشه، بازالت یا آرامید باشد. بر اساس ماده اولیه تولید میلگرد frp، چهار نوع میلگرد کامپوزیتی در بازار موجود است. در ویدئو زیر، روند ساخت میلگرد کامپوزیتی نشان داده شده است:
میلگردهای FRG با توجه به نوع الیاف مورد استفاده در زمینه پلیمری، به چند دسته تقسیم میشوند.
در میان این ۴ نوع، کاربرد GFRP از دیگر انواع بیشتر و قیمت آن نیز کمتر است.
همانطور که اشاره شد انواع میلگرد کامپوزیتی، مقاومت به خوردگی خوبی دارند. از اینرو، در محیطهایی که در معرض مواد اسیدی، قلیایی و یا نمکی قرار گرفتهاند از میلگرد FRP استفاده میشود.
به علت مواد استفاده شده در ساخت این نوع میلگرد، وزن آن ها نسبت به میلگرد فولادی کمتر است. همچنین انواع میلگرد اف آر پی از نظر الکتریکی عایق محسوب میشوند.
شاید سوال بپرسید که چرا با وجود خواص مکانیکی مطلوب میلگرد استیل و مقاومت به خوردگی بالای آن، از میلگرد کامپوزیتی استفاده میشود؟ میلگرد استیل مقاومت بالایی به خوردگی دارد، اما از لحاظ وزن و در برخی موارد قیمتی قابل قیاس با میلگرد کامپوزیت نیست. قیمت میلگرد استیل عامل بسیار مهمی در انتخاب مشتریان است.
مدول فشاری میلگرد FRP در مقایسه با مدول کششی آن، بسیار ضعیف است. رفتار مکانیکی و پائین بودن مدول فشاری میلگرد کامپوزیتی سبب شده که در مناطقی که تحت فشار است، کاربرد نداشته باشد. به همین دلیل، از آن به عنوان مسلحکننده ستونهای تحت فشار استفاده نمیشود.
از طرفی اگر منحنی تنش- کرنش این میلگرد رسم شود، مشاهده میکنیم که ناحیه پلاستیک در این نمودار وجود ندارد. در نتیجه قطعه فقط در ناحیه الاستیک تغییر شکل میدهد.
چگالی میلگرد کامپوزیتی، تقریبا ۸۰ درصد کمتر از انواع فولادی است. به طور کلی چگالی این میلگردها در حدود ۱.۲۵ تا ۲ گرم بر سانتیمتر مربع است. همین موضوع، سبب کاهش هزینههای حمل و نقل بار و همچنین کاهش وزن سازه میشود.
ضریب انبساط حرارتی در میلگرد کامپوزیت FRP در راستای طولی و عرضی محاسبه میشود و به نوع و مقدار الیاف تقویتکننده و رزین وابسته است. در حقیقت ویژگیهای الیاف، ضریب انبساط حرارتی در راستای طولی را تعیین میکند.
با توجه به اینکه در راستای عرضی الیافی وجود ندارد و فقط رزین است، رزین تعیینکننده ضریب انبساط حرارتی عرضی به شمار میرود.
در صورتی که ضریب انبساط حرارتی منفی باشد، انقباض و در غیر این صورت انبساط اتفاق میافتد. هر چه ضریب انبساط حرارتی بیشتر باشد، تغییرات طول میلگرد نسبت به تغییرات دما بیشتر خواهد بود.
از میلگرد کامپوزیتی عموما در سازههای مقاوم به احتراق استفاده نمیشود. اگرچه این میلگرد داخل بتن قرار دارد و به دلیل عدم حضور اکسیژن احتمال سوختن آن وجود ندارد (یا بسیار کم است)؛ اما به دلیل مقاومت حرارتی کم پلیمر در برابر گرما، امکان تغییر شکل و دفرمه شدن میلگردهای اف آر پی وجود دارد. دمای شیشهای شدن، به دمایی اطلاق میشود که بخش پلیمری میلگرد FRP در آن دما نرم و دفرمه شود.
خواص مکانیکی میلگرد کامپوزیتی از جمله خواص کششی، فشاری، خمشی و یا برشی باید تحت بار بررسی شود. هنوز استاندارد دقیقی برای اندازهگیری این خواص در آزمایشگاه وجود ندارد. به عنوان مثال برای اندازهگیری خواص کششی میلگرد، باید شرایطی را فراهم کرد که میله از وسط بشکند که در حال حاضر این امکان وجود ندارد.
به صورت کلی خواص مکانیکی میلگرد های FRP، به عواملی مثل نوع و کسر حجمی الیاف، راستای جهتگیری، قطر، نرخ عملیات پخت، شکل ظاهری و نوع فرآیند تولید بستگی دارد.
در میلگردهای کامپوزیتی، انتقال بار بر عهده بخش تقویت کننده است. بنابراین انتقال بار از رزین به این الیاف اهمیت زیادی دارد. در انواع میلگرد FRP میزان انتقال بار به عواملی چون سطح مشترک بین الیاف و پلیمر وابسته است.
از مزایای این میلگردها، میتوان به مقاومت در برابر اسید و بازها، مقاومت کششی بیشتر از فولاد، مقاومت به زنگزدگی، عایق بودن از نظر الکتریکی و حرارتی، مقاومت مناسب در برابر زلزله اشاره کرد. همچنین پلیمرهای مسلح شده با الیاف مخصوص که به میلگردGFRP معروف است، از بهترین مواد مورد استفاده در ساخت مقاطع بتنی سبک، مقاوم و بادوام به شمار میرود.
اختلاف وزن شدید بین میلگرد کامپوزیتی و میلگرد فولادی قابل چشمپوشی نیست. به طوری که میلگردهای تمام کامپوزیتی هیبرید کربن، تقریبا ۹۰ درصد وزن کمتری نسبت به میلگرد آجدار فولادی دارند. در ادامه، درباره مزایای این میلگردها بیشتر صحبت خواهیم کرد.
به دلیل مقاومت بالای این میلگردها در برابر خوردگی، استفاده از آنها در اغلب ساخت و سازها بسیار کاربرد دارد. از میلگرد کامپوزیتی در حوزههای متنوعی چون کشتی سازی، اسکلهها و به صورت کلی سازههایی که با محیطهای خورنده مانند آب شور در ارتباطند، اشاره کرد.
در حقیقت، مقاومت بالای این میلگردها به شرایط مختلف خوردگی، موجب شده تا بتوان طولانی مدت آنها را در محیطهای خورنده مورد استفاده قرار داد بدون آنکه آسیب ببینند. دوام و مقاومت این میلگردها، کاربرد آنها را گسترش میدهد.
میلگرد های کامپوزیتی، در تصفیه خانههای فاضلاب، کارخانههای تولید کاغذ، کارخانه پتروشیمی، خطوط لوله، مخازن و سایتهای زباله جامد مورد استفاده قرار میگیرند. علت استفاده از این میلگردها، مقاومت بالای آنها در برابر واکنش داده با مواد شیمیایی موجود در این محیطها است.
همانطور که پیش از این بیان شد، از میلگردهای فولادی برای افزایش مقاومت کششی بتن استفاده میشود. با جایگزین شدن فولاد و میلگرد کامپوزیت FRP، نگرانی نداشتن مقاومت کششی لازم برای قرارگیری در بتن به وجود میآید. در حالی که تحقیقات نشان میدهد که این مواد نه تنها مقاومت کششی تا ۲ برابر فولاد دارند، بلکه مقاومت به خستگی آنها نیز بالا است.
وزن میلگرد و سنگینی آن، یکی از مشکلات قدیمی در محل پروژه بوده است. میلگرد کامپوزیتی وزنی یک چهارم برابر میلگردهای فولادی دارد و در عین حال مقاومت خود را حفظ کرده است.
نسبت مقاومت به وزن فاکتور مهمی در ساخت و ساز به شمار میرود. صنایع و ساخت و ساز به سمت کاهش وزن سازهها در عین حفظ کردن مقاومت آنها حرکت میکنند.
در محل پروژههای ساخت و ساز، چندین مشکل ناشی از وزن میلگردها وجود دارد. حمل و نقل میلگرد و بارگیری، خود مشکلی بزرگ است. از طرف دیگر، بسیاری مشکلات و آسیبهای جسمی در ساختمان سازی، حین جا به جایی مصالح و تجهیزاتی چون میلگردها اتفاق میافتند.
مزیت دیگر استفاده از این نوع میلگردها، به کار گیری در خاکهایی است که در باربری ضعیفند. در مناطق حساس به مسائل زیست محیطی و عبور تجهیزات سنگین و در مناطق زلزله خیز نیز این میلگردها گزینهای مناسب به شمار میروند.
در سازههای مجاوز تجهیزات الکتریکی، برقی و الکترومغناطیس از میلگردهای کامپوزیت استفاده میشود. فکر میکنید علت چیست؟ حضور پلیمر و الیاف شیشهای در ساخت متداولترین نوع میلگرد کامپوزیتی یا GFRP، این میلگردها را نارسانا نموده است. چنین خاصیتی، مانع از ایجاد اختلال در کنار دستگاههای الکتریکی یا الکترومغناطیس میشود.
به همین علت، از میلگردهای کامپوزیتی در کارخانههای ذوب آلومینیوم، سازههای نظامی، برجهای انتقال برق و تلفن و در ساختمان نزدیک به تجهیزات MRI استفاده میشود.
اگرچه نمیتوان هزینههای ساخت و استفاده از میلگردهای کامپوزیتی را نادیده گرفت، اما باید گفت که این میلگردها در طول زمان، اقتصادی به شمار میروند.
هزینههای تحمیلی ناشی از تعمیر و نگهداری این میلگرها کمتر است و طول عمر آنها بسیار بالاست. از اینرو، میتوان از هزینههای ناشی از خرید میلگرد کامپوزیت و نصب آنها چشمپوشی کرد.
در ویدئو زیر، ویدئو دیگری در خصوص فرایند تولید میلگرد frp آورده شده است:
با وجود مزایایی که برای میلگرد کامپوزیتی برشمردیم، استفاده از این میلگردها با محدودیتهایی نیز روبرو است. برای اینکه حین استفاده، به مشکلی برخورد نکنیم، باید مزایا و معایب میلگرد های کامپوزیتی را بشناسیم.
به صورت کلی، با توجه به عواملی مانند محیط کاربری و وزن نهایی سازه، کاربرد میلگرد کامپوزیتی تعیین میگردد.
مقاومت به خوردگی در محیطهای قلیایی و اسیدی، کاربردهای خاص و حساسی برای این میلگرد ایجاد میکند. ساخت و ساز در محیطهای دریایی، پلها و ساخت عرشه برای آنها و همینطور سازههایی که احتمال بکارگیری نمک برای یخزدایی در آنها وجود دارد، از جمله حوزههای کاربرد میلگرد کامپوزیتی است. البته میلگرد کامپوزیت کاربردهای گستردهتری دارد و در مصارف معمولتر هم برای افزایش ضریب اطمینان ساخت میتوان از آن بهره برد.
یکی دیگر از کاربردهای میلگرد کامپوزیتی، در رابطهای راهآهن و در قطارهای سریعالسیر و راه آهن زیرزمینی است. همچنین در ساخت پل و بازسازی آن، تختههای عرشه پل و تقویت امکانات دریایی نیز از این دسته از میلگردها استفاده میشود.
برخی انبارهای تجهیزات تصفیه، پوشش چاه فاضلاب، عناصر تاسیسات تولید مواد شیمیایی و مقاومسازی کف بتنی و همچنین امکانات توسعه آب از جمله حوزههای مهندسی صنایع است که از میگردهای کامپوزیتی استفاده میشود.
به طور خلاصه میتوان چندین کاربرد دیگر برای انواع FRP در نظر داشت:
شما چه موارد دیگری از استفاده میلگرد FRP میشناسید؟
به طور کلی در بازار خرید انواع میلگرد، قیمت میلگرد کامپوزیت از قیمت میلگرد آجدار فولادی بیشتر است. در صورتی که میلگرد فولادی دارای روکش اپوکسی باشد، قیمت آن میتواند با قیمت میلگرد FRP رقابت کند.
البته، همانطور که پیشتر بیان شد، چرخه طول عمر میلگرد FRP به طور کلی اقتصادی برآورد میشود. این میلگردها هزینههای ناشی از خوردگی و تعمیر میلگردهای فولادی را به همراه ندارد و طول عمر آنها بالاست.
از اینور در طول زمان، هزینههای اولیهای که صرف خرید آنها کردهاید را جبران میکنند. گفتنیست، انواع میلگرد کامپوزیتی قیمت متفاوتی دارند که بستگی به نوع الیاف و رزین آنها دارد.
از طرف دیگر، حتما در نظر داشته باشید که خوردگی میلگرد فولادی نه تنها کل سازه را به خطر میاندازد بلکه تعمیرات آن با سختی همراه است. در صورتی که میلگرد کامپوزیتی چنین خطراتی به دنبال نخواهد داشت.
کامپوزیتی کردن میلگرد، جز عملیات ثانویه قابل انجام روی این مقطع فولادی پرمصرف است. میلگرد از هر گرید و برندی که مدنظر شما باشد، قابلیت کامپوزیتی شدن دارد.
مجموعه بازرگانی آیرومارت با وجود سابقه درخشان در خدمات فروش و مشاوره، برای جلب رضایت مشتری تمامی خدمات ثانویه روی مقاطع را انجام میدهد.
برای کامپوزیتی کردن میلگردهای مورد نیازتان و خرید و استعلام قیمت روز سایر مقاطع فولادی مانند قیمت ورق، پروفیل، لوله، میلگرد در سایزهای مختلف مانند قیمت میلگرد ۸، ۱۲، ۱۴، ۱۶ و … با ما در ارتباط باشید. شماره همیشه پاسخگو شرکت ما، ۴۵۳۰۶-۰۲۱ است.
منبع: https://gatorbar.com/