همه چیز درباره میلگرد کامپوزیتی FRP

میلگرد کامپوزیت ( Fiber Reinforced Polymer) جزو یکی از مقاطع پرکاربرد در صنعت ساختمان‌سازی و همچنین زیرسازی به‌حساب می‌آید، این میلگرد به دلیل وزن کم و مقاومت بالایی که دارد، انتخاب بسیار ایده‌آل‌تری نسبت به میلگردهای فولادی محسوب می‌شود. میلگرد FRP یک نوع پلیمر است که با الیافی همچون شیشه، بازالت و فیبر کربن تقویت شده و در دو نوع ساده و آجدار به تولید می‌رسد.

میلگرد کامپوزیتی درواقع از دو عنصر فیبر و رزین تشکیل شده و ماتریکس رزین به‌کاررفته در آن نقش نگهداری، محافظت و همچنین جابه‌جایی بار در بین الیاف‌های میلگرد را برعهده دارد. تا انتهای این متن ما را همراهی کنید تا اطلاعات بیشتر و کامل‌تری در رابطه با این میلگرد پرکاربرد در اختیار شما قرار دهیم.

میلگرد کامپوزیت FRP چیست؟

میلگرد کامپوزیتی frp نوعی میلگرد است که از دو عنصر فیبر و رزین ماتریکس به وجود آمده است؛ الیاف‌ها و فیبرهایی که در تشکیل این نوع میلگرد نقش دارند عبارت‌اند از کربن، شیشه، آرامید یا بازالت. ماده‌هایی که به‌عنوان رزین نیز استفاده می‌شوند، ممکن است از جنس پلی‌استر، اپوکسی یا وینیل استر باشد. 

از مهم‌ترین ویژگی‌‌های میلگرد کامپوزیتی می‌توان به مقاومت بالای آن‌ها در محیط‌های اسیدی و عوامل خورنده اشاره کرد؛ بنابراین اگر می‌توانید از این میلگردها به‌جای میلگردهای فولادی استفاده کنید که با مقاومت زیادی که در برابر حمله سولفات‌ها و کلریدها دارند، از طرفی می‌توانند انتخاب بسیار مناسبی برای مسلح‌کردن بتن باشند.

استفاده از این میلگردها تا حد زیادی هزینه‌های تعمیر سازه‌های فراساحلی مانند سکوهای نفتی را کاهش داده و با انتخاب آن‌ها می‌توانید برای همیشه از شر خوردگی میلگردهای فولادی خلاص شوید. در اکثر مواقع برای حل‌کردن مشکل خوردگی میلگردها از روش‌هایی مانند حفاظت کاتدیک یا پوشش اپوکسی استفاده می‌کنند، اما برای کارایی و اثرگذاری بیشتر می‌توانید از میلگردهای FRP استفاده کنید. اگر قصد دارید از آخرین قیمت امروز میلگرد مطلع شوید بر روی قیمت میلگرد کلیک کنید تا وارد صفحه لیست قیمت این محصول شوید.

ویژگی‌ها و خصوصیات میلگرد کامپوزیت

از آنجایی که این میلگرد از ویژگی‌های خاصی برخوردار است، بنابراین از آن برای کارهایی خاص نیز استفاده می‌کنند. اگر بخواهیم درباره چگالی آن صحبت کنیم، باید بگوییم که میزان چگالی آن تقریباً 80 درصد کمتر از انواع میلگردهای فولادی و چیزی حدود 1.25 تا 3.3 گرم بر سانتی‌متر مکعب به شکل متغیر است که این مقدار چگالی از دیگر میلگردهای معمولی موجود در بازار کمتر است.

بیشتر بخوانید: چگالی آهن چند است؟

چگالی پایین میلگرد کامپوزیت یک مزیت عالی به‌حساب می‌آید، چراکه باعث کاهش هزینه‌های حمل‌ونقل و همچنین کاهش وزن سازه می‌شود. میزان مقاومت کششی این نوع میلگرد نیز با دیگر میلگردها متفاوت بوده و چیزی در حدود 78، 55 و 20 درصد مقاومت کششی دارند. این میلگرد یک عایق الکتریکی محسوب شده اگر بخواهیم به تنها ضعف این میلگرد اشاره کنیم، باید بگوییم که عملکرد ضعیفی در برابر تنش برشی دارند.

امروزه دامنه کاربرد و استفاده از این محصول بسیار گسترش پیدا کرده و برای استفاده از آن‌ها دستورالعمل‌ها و استانداردهایی در نظر گرفته شده که باید طبق آن‌ها عمل کنید؛ قیمت میلگرد کامپوزیت فاکتور مهمی در زمان خرید به‌حساب می‌آید که می‌توانید برای اطلاع از آخرین قیمت‌ها به سایت‌های معتبر و مطمئن مراجعه کنید.

انواع میلگرد کامپوزیتی

انواع میلگرد کامپوزیتی را در چند دسته مختلف دسته‌بندی می‌کنند، دلیل دسته‌بندی‌های مختلف این میلگردها، نوع الیافی است که در زمینه پلیمری آن‌ها استفاده شده است؛ در ادامه شما را با انواع میلگرد کامپوزیتی آشنا خواهیم کرد.

میلگرد کامپوزیتی تقویت شده با الیاف شیشه (GFRP)

در بین انواع میلگرد کامپوزیتی این نوع از میلگردها علاوه بر قیمت اقتصادی، بیشترین میزان کاربرد را نیز دارند. الیاف شیشه نیز خود به چهار نوع مختلف تقسیم می‌شود که بیشترین مقاومت را در محیط‌های قلیایی از خود نشان می‌دهند؛ این چهار الیاف شیشه عبارت‌اند از S-Glass، A-Glass، Z-Glass و E-Glass.

میلگرد کامپوزیتی تقویت شده با الیاف بازالت (BFRP)

این نوع میلگردهای کامپوزیتی یا همان میلگرد بازالتی درست مانند میلگردهای تقویت شده با شیشه در برابر مواد قلیایی مقاومت بسیار بالایی دارند، اما تنها تفاوت آن‌ها در قیمت بیشتر تولید این میلگردها نسبت به GFRP است.

میلگرد کامپوزیت تقویت شده با الیاف آرامید (AFRP)

میلگردهای AFRP جزو آن دسته از میلگردهایی هستند که عموماً از آن‌ها استفاده نمی‌شود و کمترین میزان تولید را دارند؛ چراکه علاوه بر هزینه ساخت و تولید بسیار بالا، مقاومت فشاری پایینی هم دارند.

میلگرد کامپوزیت تقویت شده با الیاف کربن (CFRP)

از آنجایی که در ساخت این نوع میلگردها از کربن استفاده می‌شود، بنابراین مقاومت آن‌ها در برابر پارگی خزش و شکست خستگی نیز افزایش پیدا می‌کند؛ شاید هزینه تولید آن‌ها چندان اقتصادی و ارزان نباشد، اما کارایی و کاربرد گسترده آن‌ها هزینه‌ها را جبران خواهد کرد. این میلگردها خود به دو نوع الیاف کربنی PAN و الیاف کربنی مبتنی بر غیر تقسیم شده که مقاومت خوبی در برابر محیط‌های اسیدی و بازی از خود نشان می‌دهند.

روش تولید میلگرد کامپوزیت

برای تولید میلگرد کامپوزیت از فرایندی به نام Pultrusion استفاده می‌شود که در آن الیاف‌ها در یک حمام رزین تنیده و کشیده شده تا به‌خوبی خیس و مرطوب شوند. در مرحله بعد باید قالب‌های فولادی گرم شوند تا رزین اضافی آن‌ها از بین رفته و شکل نهایی کامپوزیت مشخص شود؛ سپس FRPهای جامد را برش می‌دهند.

نکته‌ای که باید به آن توجه داشته باشید این است که اگر در محصولات تولید شده از رزین‌های گرما سخت استفاده شده باشد، نمی‌توان آن‌ها را به‌راحتی خم کرد یا تغییر شکل داد، اما اگر در ساخت آن‌ها از رزین‌های گرما نرم استفاده شده باشد، می‌توان با اعمال کردن فشار شکل جدیدی را روی میلگرد ایجاد کرد.

بهترین زمان برای خم کاری و تغییر شکل در زمان ساخت آن‌ها است، چراکه خم‌کاری بعد از ساخت می‌تواند مقاومت کششی محصول را 40 تا 50 درصد کاهش داده و تنش‌هایی را در بخش خمیده میله ایجاد کند. میلگردهای کامپوزیتی را از دو قسمت پلیمری FRP رزین می‌سازند؛ اگر می‌خواهید این دسته از میلگردها را در محیط‌هایی خورنده، مرطوب، نمکی، اسیدی و قلیایی استفاده کنید، باید با پوشش پلیمری از آن‌ها محافظت کنید.

کاربرد میلگردهای کامپوزیت

اگر قبل از خرید یا اقدام به استفاده این میلگردها اطلاعات کاملی درباره کاربرد میلگردهای کامپوزیت داشته باشید، می‌توانید میلگرد مناسب با کاربرد و مصرف خود را انتخاب کنید؛ به‌طورکلی این متریال در موارد زیر کاربرد دارد:

1. ساخت برج‌های بتنی انتقال‌دهنده نیرو
2.  ساخت تیرها و ستون‌های پیش‌ساخته
3. سیل‌بندهای بتنی
4. ساخت سازه‌های دریایی
5. ساخت عرشه پل‌ها و اسکله‌ها
6. مقاوم کردن سازه‌های بتنی
7. مناسب برای اتصالات و سازه‌های راه‌آهن
8. ساخت موتورهای الکتریکی بزرگ
9. مقاوم کردن سازه‌های فولادی
10. تقویت‌کننده سطوحی مانند عرضه پارکینگ‌ها و پیاده‌روها که بیشتر در معرض آسیب سایشی و مکانیکی قرار دارند.
11. مناسب برای تقویت دیوارهای داخلی تونل‌ها که بیشتر در معرض آسیب‌دیدن با ماشین یا دستگاه‌های حفر تونل هستند.
12. برای ساخت قسمت‌های داخلی بیمارستان‌هایی که به تجهیزات تخصصی ویژه‌ای مانند اسکن‌های پزشکی و تصویربرداری‌های مغناطیسی مجهز هستند، مناسب است.

مزایا و معایب میلگرد کامپوزیت

همان‌طور که می‌دانید از میلگردهای کامپوزیتی برای جلوگیری از خوردگی میلگرد و زنگ‌زدگی در سازه‌های بتنی استفاده شده و مقاومت بالایی در محیط‌های مرطوب و اسیدی از خود نشان می‌دهند؛ اما برای آشنایی بیشتر با این میلگردها بد نیست که با مزایا و معایب آن‌ها نیز آشنا شوید. مزایای میلگرد کامپوزیت عبارت است از

• مقاومت کششی بالا در جهت طولی
• مقاومت بالا در برابر خوردگی
• نداشتن الکترومغناطیس
• وزن کم
• استحکام خستگی بالا
• هدایت گرما و الکتریکی پایین
• عدم نیاز به تعمیر و نگهداری
• مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی
• کاهش هزینه‌های حمل‌ونقل

ازجمله معایب میلگرد کامپوزیت می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• استحکام عرضی کم
• مدول الاستیسیته‌ی کم
• مستعد شکست
• مقاومت کم در بعضی از محیط‌های قلیایی
• استحکام کم الیاف شیشه در محیط‌های مرطوب
• ضریب انبساط گرمایی بالا در جهت عرضی نسبت به بتن
• حساسیت به آسیب‌های مکانیکی
• مقاومت برشی کم
• هزینه تولید بالا در مقایسه با دیگر میلگردهای فولادی

تفاوت میلگرد فولادی با میلگرد FRP

 میلگرد FRP درحقیقت 7 برابر سبک‌تر از میلگرد فولادی است. همچنین از لحاظ فنی مدول الاستیسیته FRP 5 برابر کمتر از فولاد است. از نظر خوردگی مقاومت میلگرد FRP در برابر خوردگی از میلگرد فولادی بیشتر است. از نظر استحکام میلگرد نوع کامپوزیتی استحکام کششی بیشتری نسبت به نوع فولادی دارد. میلگرد کامپوزیتی نسبت به فولادی از نظر حرارتی و الکتریکی نارسانا است.