ساختمان

کامپوزیت شیشه چیست؟ | مقاوم سازی افزایشی

[ad_1]

انواع کامپوزیت ها و طبقه بندی آنها

کامپوزیت ها در ابتدایی ترین شکل خود، ساختارهایی هستند که از ترکیب حداقل دو عنصر تشکیل شده اند که خواص متفاوتی با اجزای خود دارند. در عمل، اکثر سازه ها از توده ای از مواد به نام ماتریس، همراه با نوعی آرماتور تشکیل شده اند که بخش تقویت کننده اساساً برای افزایش استحکام و صلبیت به ماتریس اضافه می شود. آرماتورهای فوق معمولاً به صورت الیافی استفاده می شوند.

الیاف کامپوزیت الیافی با کشش بالا هستند که در صورت استفاده از رزین های با مقاومت بالا اشباع شده و مواد کامپوزیتی FRP را تشکیل می دهند. از کاربردهای این مصالح می توان به مقاوم سازی سازه ها و افزایش ظرفیت باربری ساختمان ها، پل ها، سیلوها و … اشاره کرد.

طبقه بندی اصلی کامپوزیت ها

1کامپوزیت های پلیمری : (PMC) اینها رایج ترین کامپوزیت ها هستند (که قبلاً فایبرگلاس نامیده می شد). مواد فوق با نام (پلاستیک های تقویت شده با الیاف FRP) نیز شناخته می شوند. در ساخت این سازه ها از رزین پایه به عنوان زیرلایه استفاده می شود و از تقویت کننده های مختلف مانند الیاف شیشه، الیاف کربن و الیاف آرامید استفاده می شود.

۲کامپوزیت ها با بستر فلزی: (MMC) کامپوزیت های مبتنی بر فلز به طور گسترده در صنعت خودرو استفاده می شود. در فرآیند ساخت این قطعات از فلزی مانند آلومینیوم به عنوان بستر استفاده می شود که باید با الیاف سیلیکون کار شود و یا با ذرات سرامیک تقویت شود.

3کامپوزیت ها با تخت سرامیکی: (CMC) این نوع کامپوزیت ها در محیط های با دمای بسیار بالا مورد استفاده قرار می گیرند. این مواد از سرامیک به عنوان بستر استفاده می کنند و با الیاف کوتاه یا رشته های جنسی بسیار کوتاه مانند کاربید سیلیکون یا نیترید بور تقویت می شوند.

کامپوزیت های پیش ساخته

میلگردها و لمینت های کامپوزیت از خانواده کامپوزیت های پیش ساخته هستند که برای تقویت سازه های بتنی و بنایی استفاده می شوند. یکی از کاربردهای میلگردهای کامپوزیت، آرماتوربندی نزدیک به سطح است. از ورقه های کامپوزیت نیز برای تقویت اعضای بتن، بنایی و چوب و افزایش ظرفیت باربری و سختی استفاده می شود. این مواد توسط رزین های اپوکسی با استحکام بالا بر روی سطح عناصر سازه نصب می شوند.

این مطلب را هم بخوانید  منسوجات نسوز | مقاوم سازی افزایشی

بازار جهانی شیشه کامپوزیت (GFRP):

الیاف شیشه یا الیاف شیشه (GFRP) رایج ترین ماده تقویت کننده در کامپوزیت ها در جهان است و بیش از 90 درصد از مواد تقویت کننده پلاستیک های تقویت شده با الیاف را تشکیل می دهد. فایبرگلاس (GFRP) با خواصی مانند وزن سبک، استحکام بالا و مقاومت در برابر ضربه در صنایع مختلفی مانند مقاوم سازی، ساخت و ساز، حمل و نقل و توربین های بادی استفاده می شود.

میلگردهای کامپوزیت

میلگرد کامپوزیت GFRP یکی از مهم ترین اجزای مقاوم سازی ساختمان یا آرماتور سازه ای است. در بین میلگردهای کامپوزیت FRP، میلگرد کامپوزیت GFRP پرمصرف ترین و پرکاربردترین نوع میلگرد است. از کاربردهای میلگردهای GFRP در صنعت ساختمان و به ویژه در سازه های مختلف می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • در تاسیسات فاضلاب مانند تصفیه خانه ها و منهول ها
  • کانال ها و لوله های بتنی فاضلاب، پساب های صنعتی و مواد شیمیایی
  • سازه های بتنی، اسکله ها و سازه های فراساحلی
  • سازه های مجاور دستگاه های MRI در مراکز بهداشتی
  • تقویت لایه های بالایی در عرشه پله در مناطق سردسیر و زیرساخت های بتن مسلح (RCC)
  • (نیو جرسی) بلوک های بتنی پیش ساخته جاده
  • ساختمان های بتنی پیش ساخته برای استفاده موقت
  • دیوارها، ستون ها و پی های پیش ساخته
  • برای دیوارکشی و محوطه سازی
  • ساخت چاه

مزایای اصلی کامپوزیت شیشه ای

  • قیمت پایین نسبت به سایر کامپوزیت ها
  • استحکام کششی بالا
  • مقاومت شیمیایی بالا و خواص ضد خوردگی
  • مقاومت حرارتی مناسب
  • فروش بالای الیاف شیشه انواع مختلفی را در دسترس قرار می دهد.
  • فایبرگلاس عایق الکتریکی خوبی است یا به عبارت دیگر الیاف شیشه رسانا نیستند.
این مطلب را هم بخوانید  مقاوم سازی تیر های T شکل با الیاف کامپوزیتی CFRP

کامپوزیت شیشه چیست؟ | مقاوم سازی افزایشی

معایب شیشه کامپوزیت (GFRP)

  • فیبر شیشه نسبت به فیبر کربن مدول کششی کمتری دارد، به همین دلیل است که مهندسان سازه تمایل بیشتری به استفاده از فیبر کربن به جای الیاف شیشه برای تقویت ساختمان ها با FRP دارند.
  • وزن مخصوص الیاف پلیمری شیشه (الیاف شیشه) در مقایسه با سایر انواع الیاف کربن نسبتاً زیاد است.
  • الیاف شیشه در حین حمل و نقل به سایش حساس هستند.
  • مقاومت خستگی الیاف شیشه نسبتا کم است.
  • الیاف شیشه GFRP نسبتا شکننده و شکننده هستند.
  • سفتی الیاف شیشه زیاد است و در نتیجه باعث سایش قالب ها و کندی ابزار برش در کارهای کامپوزیت می شود.

مشکلات کامپوزیت های شیشه ای

کامپوزیت ها در واقع ترکیبی از الیاف تقویت کننده با رزین پلیمری هستند. یک قطعه کامپوزیت ساخته شده از فایبرگلاس پس از تاریخ انقضا در طبیعت باقی می ماند و مانند مواد آلی نمی تواند توسط باکتری ها تجزیه شود. این مشکل حتی با سوختن یک قطعه کامپوزیت نیز ادامه دارد. زیرا با سوزاندن تنها قسمت پلیمری قطعه به طبیعت باز می گردد و الیاف شیشه در هنگام گرم شدن بدون تغییر باقی می مانند. حتی اگر بخواهیم دوباره از این الیاف استفاده کنیم، خواهیم دید که پس از چند بار بازیافت، الیاف استحکام مکانیکی خود را از دست می دهند و تبدیل به زباله های بی مصرف می شوند.

میلگرد کامپوزیت GFRP

میلگرد کامپوزیت GFRP یکی از عواملی است که در تقویت و بهبود آرماتورها نقش بسزایی دارد.

الیاف شیشه (GFRP) برای تولید مقاطع بتنی سبک، بادوام و بادوام استفاده می شود. به دلایل متعددی جایگزین انواع معمولی فولاد می شود.

1) خوردگی (در حالی که 2 تا 4 برابر گرانتر از GFRP است)

2) بسیار سفت (ساختار بسیار سفت است)

4) هدایت حرارتی و الکتریکی بالا

5) هزینه نگهداری بسیار بالا برای سیاه، فولاد گالوانیزه و زانویی با پوشش اپوکسی

این مطلب را هم بخوانید  بررسی اثرات FRP بر رفتار ستون های بتن مسلح

کامپوزیت شیشه چیست؟ | مقاوم سازی افزایشی

از آنجایی که خوردگی یک مشکل عمده در مناطقی مانند کشورهای مرطوب، ساحلی و سرد است و کیفیت آرماتور ساختمان یا تقویت سازه را کاهش می دهد، میلگرد فایبر گلاس را می توان برای رفع مشکل خوردگی و تمام هزینه های مرتبط با خوردگی و نگهداری استفاده کرد. استفاده از میلگرد GFRP می تواند هزینه های پروژه را تا 5 درصد کاهش دهد.

سازه های ساخته شده از فولاد آهنی معمولاً در کمتر از 5 تا 10 سال نیاز به بازسازی دارند و بعد از 20 سال نیاز به بازسازی اساسی دارند، اما آنچه باید در نظر بگیریم این است که مقاوم سازی سازه با فولاد با کیفیت مورد نیاز در برابر میلگرد کامپوزیت GFRP ندارد.

تخمین های محافظه کارانه نشان می دهد که سازه های بتنی فایبرگلاس بیش از 100 سال قدمت دارند. سقف های بتنی GFRP که تحت بارهای سنگین قرار دارند (مانند راهروها، بلوک های پل) اگر به درستی تقویت شوند کمتر ترک خواهند خورد و تخمین زده می شود که تا 20 برابر طولانی تر از سازه های مشابه ساخته شده از فولاد سیاه معمولی باشند.

دلیل اصلی استفاده از GFRP برای طول عمر بتن است. اگرچه فولاد ارزان است، اما بتن شما را نابود می کند. بسیاری از دولت‌ها، شهرداری‌ها و مشاغل به این نتیجه رسیده‌اند که دیگر نمی‌توانند هزینه‌های کوتاه‌مدت یا بلندمدت مرتبط با فولاد سیاه را تحمل کنند.

میلگرد فایبرگلاس (GFRP) روشی مقرون به صرفه برای موارد زیر است:

  • رفع مشکلات اساسی و پرهزینه ای که صرف تعمیر و تقویت فولاد می شود.
  • طول عمر و مقاومت در برابر خوردگی؛ به عبارت دیگر به مرور زمان معیارهای ظاهر و زیبایی (زنگ یا جراحت) را حفظ کرده و منجر به افزایش ارزش گذاری مجدد ملک می شود.
  • کاهش پوشش بتنی
  • دال های در معرض بارهای چرخه ای را 20 برابر بیشتر از دال های فولادی تقویت می کند.
  • میلگرد GFRP به راحتی ماشینکاری و برش داده می شود.

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

دکمه بازگشت به بالا