میلگرد کامپوزیتی یا میلگرد frp

میلگرد کامپوزیتی یا میلگرد frp یکی از انواع میلگردهای کاربردی و پرطرفدار در ساختمان سازی است. FRP مخفف Fiber Reinforced Polymer است. میلگرد FRP از دو عنصر تشکیل می‌شود. عنصر اولی یک فیبر است (معمولاً کربن، شیشه، آرامید یا بازالت)؛ عنصر دومی یک نوع رزین است (معمولا: پلی استر، اپوکسی یا وینیل استر). نقش ماتریکس رزین نگه داشتن، محافظت و انتقال بار بین الیاف در این نوع میلگرد است. در این مقاله ما قصد داریم مهم‌ترین سوالات مربوط به میلگردهای کامپوزیتی را بررسی کرده و جواب آن‌ها را استخراج کنیم. در این مطلب به جواب سوالات زیر خواهید رسید. میلگرد کامپوزیت چه فرقی با میلگرد آجدار دارد؟ قیمت میلگرد آجدار با قیمت میلگرد کامپوزیتی یکسان است؟ و ….

معرفی میلگرد کامپوزیت و موارد استفاده در صنعت

میلگرد سال‌های طولانی است که برای تسلیح اعضای یک سازه بتنی مورد استفاده قرار می‌گیرد. میلگردهای فولادی به طور کلی دارای ویژگی‌های منحصر به فردی هستند. هر میلگرد زمانی که در شرایط محیطی خاص (از جمله شرایط محیطی می‌توان به رطوبت بالا، هوای گرم، سرمای زیاد، شرایط محیطی اسیدی، شرایط محیطی قلیایی،‌ وجود نمک در هوا و …. هستند.) قرار بگیرد، دستخوش تغییراتی در ساختار خواهد شد. این تغییرات محیطی امکان خوردگی و آسیب را فراهم می‌کنند. استفاده از میلگردهای فولادی بدون توجه به این شرایط محیطی باعث آسیب به سازه و ساخت و ساز خواهد شد.

این آسیب‌های سازه‌ای در میلگرد ، اتلاف هزینه‌ها را سبب می‌شود. از آنجایی که قیمت میلگرد کارخانجات مختلف مانند قیمت روز میلگرد بناب، میانه، ذوب آهن و … روزانه دستخوش تغییر است. استفاده از میلگرد مناسب با آب و هوا تاثیر زیادی روی کاهش هزینه ها دارد. برای رویارویی با مشکلات این چنینی تلاش های گسترده ای در راستای طراحی و ساخت میلگردهای جدید با خواص مطلوب تر انجام گرفته است. در نهایت به پیدایش میلگرد های FRP (میله های کامپوزیتی پلیمری تقویت شده با الیاف) انجام شده است. ویژگی های منحصر به فرد از قبیل امکان استفاده از الیاف با کارایی بالا به عنوان جزء تقویت کننده ساختاری می باشد . که متناسب با حوزه کاربری نهایی مورد نظر و همچنین کاهش وزن نهایی سازه در عین استحکام بسیار بالا، سبب گسترش حوزه های کاربردی این نوع میله های کامپوزیتی شده است.

مشکل خوردگی میلگرد در سازه های بتنی

سازه های بتنی سنتی، به طور معمول با فولاد پیش تنیده و یا فولاد غیر تنیده مسلح می شوند. پدیده خوردگی نسبتا کم در جزء فولادی یک سازه بتنی به واسطه وجود اثر قلیایی بتن، دوام عملکرد سازه را تحت تاثیر قرار می دهد. سازه‌های بتنی که در محیط های مهاجم بنا شده‌اند. از جمله این سازه ها می توان به پل‌های احداث شده روی آب و دریا، پارکینگ های احداث شده در محیط‌هایب حاوی نمک و شرجی و …. مورد بررسی قرار گرفتند. این سازه ها با توجه به سه عامل رطوبت، دما و محیط کلریدی، باعث از بین رفتن اثر قلیایی بتن می‌شود. از بین رفتن اثر قلیایی باعث خوردگی فولاد و میلگردهای مصرفی در سازه می شود. فرایند خوردگی، در نهایت نیز تخریب کل سازه بتنی را موجب می گردد و قابلیت خدمت پذیری عضو را به شدت کاهش می دهد.

برای حل مشکل خوردگی در این دسته از سازه ها، متخصصان به سمت استفاده از میلگردهایی با پوشش اپوکسی به عنوان جایگزینی مناسب برای میلگرد های معمولی روی آوردند. حال آن که در برخی از موارد کاربردی، اثر بخشی استفاده از میلگردهای پوشش دار در ترمیم استحکام سازه های بتنی، به طوری که مشکل خوردگی فولاد را به طور کامل حل کند همچنان مورد بحث است. برای اینکه مقاومت و استحکام مکانیکی سازه بتنی شما افزایش پیدا کند، مهندسان عمران به استفاده از مصالح FRP روی آوردند. از جمله مهم‌ترین مصالح FRP می‌توان میلگرد کامپوزیتی را نام برد.

مواد تشکیل دهنده میلگرد FRP

یک FRP ماده‌ای ترکیبی از الیاف طبیعی با کاربرد بالا است. در بستری از رزین پلیمری قرار گرفته است. frp ماده ای است که از نظر الکترومغناطیسی خاصیت عایق دارد. این موضوع کمک می‌کند مشکل خوردگی در این مواد بوجود نیاید. به لطف این ویژگی ساختمان هایی که با استفاده از مواد frp ساخته می‌شوند، با مشکلی مانند خوردگی دست و پنجه نرم نخواهند کرد. به کمک وجود خصوصیات برتر مانند مقاومت کششی بالا در این نوع سازه، استفاده از آن ها در بتن مسلح نیز پیشنهاد می‌شود.

میلگردهای frp رفتاری کاملا متفاوت با انواع میلگرد آجدار دارند. با توجه به این موضوع می‌توان گفت که ساخت ساختمان با استفاده از این نوع میلگردها تغییرات زیادی نسبت به میلگردهای فولادی دارد. رفتار میلگردهای frp از نظر مقاومت برشی و وجود چسبندگی بین این نوع میلگردها باعث اثرگذاری روی خواص مکانیکی بتن می‌ شود. از طرف دیگر تمام مصالح FRP رفتار الاستیک خطی داشته و همانند فولاد به مرحله پلاستیک وارد نخواهند شد.مجموعه این عوامل، منجر می شود تا طراحی مصالح FRP متناسب با نوع کاربردی نهایی، از نقطه نظر شکل ظاهری و عملکرد فنی قابل قبول، با مشکلاتی مواجه گردد.

اهداف کاربردی تقویت کننده های کامپوزیتی

قبل از اینکه سازه بتنی خود را با استفاده از انواع میلگردهای FRP مسلح کنید، باید ویژگی های جزء تقویت کننده را به طور دقیق بررسی و ارزیابی کنید. این کار کمک می‌کند با توجه به نظر طراح، بهترین قابلیت‌ ها و کاربردها را برای مورد مصرف فراهم کرد. ویژگی مقاومت طبیعی موجود در مقاطع FRP‌ یکی از بزرگترین فواید این قطعات است. به همین دلیل در مکان‌هایی که سازه در معرض خوردگی قرار دارد، از جمله سازه‌های دریایی، پل ها، ساختمان ها و سازه هایی که در محیط های نمک دار ساخته می‌شوند و …. استفاده از این مصالح بهترین انتخاب است. در ساخت وسایل پزشکی مانند MRI و دیگر تجهیزاتی که در میدان مغناطیسی قرار می‌گیرند نیز، از مقاطع FRP استفاده می‌شود.

توجه به این نکته الزامی است که استفاده از میلگرد FRP، به علت امکان تغییر در نحوه بارگذاری و جابجایی لنگر خمشی حین بارگذاری، می توانند عملکرد قابل قبولی را به ویژه در برابر نیروهای فشاری ارائه دهند. اگرچه از مقاومت فشاری میلگرد FRP باید صرف نظر نمود ولی همچنان تحقیقات بیشتری در این زمینه لازم به نظر می رسد.

میلگرد FRP موجود در بازار

امروزه عمده میلگردهای FRP موجود در بازار، حاصل از الیاف ممتد با کارایی بالا نظیر شیشه، کربن و آرامید هستند که به واسطه روش های مختلف تولید کامپوزیت درون یک بستر پلیمری جایگذاری می شوند. تقویت کننده های FRP عموما در اشکال مختلفی به صورت شبکه ها، میلگردها، منسوج ها و یا کابل ها مورد استفاده قرار می گیرند. میلگردهای FRP دارای سطح مقطع های مختلفی به شکل مربع یا دایره هستند که در دو نوع توپر و توخالی موجود می باشند. سطح ظاهری یک میلگرد FRP نیز می تواند در اشکال مختلفی تولید گردد.

تاریخچه استفاده از میلگرد کامپوزیتی

همان گونه که پیش تر اشاره گردید استفاده از میله ها و میلگردهای FRP در تقویت سازه های بتنی تقریبا از دهه 1980 گسترش یافت. تا اواسط دهه 1990، شرکت های ژاپنی بیشترین مورد مصرف این نوع سازه ها را به خود اختصاص داده اند. به طوری که بیش از 100 پروژه اجرایی و بازرگانی در رابطه با استفاده از میلگردهای FRP در رزومه کاری آن ها به چشم می خورد.مصالح FRP در کشورهای اروپایی و آلمان با ساخت پل بزرگراهی در سال 1986 شروع شد. پس از کسب موفقیت در ساخت این پل، برنامه‌هایی خاص جهت تحقیق و توسعه برای ساخت و ساز با این سازه‌ها انجام گرفت.

در کشور کانادا نیز مهندسان عمران و ساخت و ساز برای پروژه های ساخت بزرگراه و پل به استفاده از میلگردهای FRP روی آوردند.به عنوان مثال جهت طراحی و ساخت پل هدینگلی واقع در مانیتوبا، که نمونه ای از پروژه های عمرانی اروپایی در رابطه با قطعات FRP است، از دو نوع میلگرد CFRP و GFRP استفاده شد. در کشورهای آسیایی نظیر بانکوک و دهلی نو نیز، علاوه بر تقویت عرشه پل ها و دیواره های ساختمانی، از میلگردهای تقویت کننده نوع FRP به طور خاص در استحکام بخشی دیواره های تونل ها استفاده می شود.

گروه صنعتی فولاد کاران از سال ۱۳۷۰فعالیت خود را در زمینه‌ی تولید و تامین مقاطع مختلف فولادی و آهن, از قبیل میلگردهای فولادی و آلیاژی , میلگردهای ساختمانی, انواع مقاطع ترانسمیسیون , ورق‌های آلیاژی , ورق‌های روغنی و سیاه و گالوانیزه‌ی هفت الماس ,آغاز نموده است . تلاش مجموعه فولادکاران در این مدت در جهت رضایتمندی و تامین دقیق سفارشات معطوف بوده است.
ما را در شبکه‌های اجتماعی دنبال کنید:
اینستاگرام : https://www.instagram.com/folad_karan_tehran
فیسبوک: https://www.facebook.com/jamal.fazli.948
لینکدین: https://www.linkedin.com/in/jamal-fazli-65890a1b6
پینترست: https://nl.pinterest.com/fuladk
آپارات: https://www.aparat.com/FuladKaran