بررسی مزایا و معایب میلگرد GFRP نسبت به میلگرد فولادی

استفاده از میلگردهای GFRP در دنیا در حال گسترش است و با توجه به روند گسترش استفاده از میلگرد GFRP و جایگزینی آن در دنیا با میلگرد فولادی قصد بررسی تمامی مزایا و معایب این نوع میلگرد را به میلگرد فولادی بپردازیم.

امروزه کشورهای زیادی در جهان رو به استفاده از میلگردهای GFRP آورده اند، از جمله آمریکا، کانادا، آلمان، انگلیس، فرانسه، ایتالیا، روسیه، چین، هند، ژاپن، استرالیا، کره جنوبی، برزیل، امارات و … .

طبق آماری که سایت Global Market Insight منتشر کرده است، پیش‌بینی می شود تا سال 2024 سالانه در حدود 20 درصد بر میزان تقاضای میلگردهای GFRP افزوده شود.

با توجه به مزایا و معایب میلگرد GFRP نسبت به میلگرد فولادی پیش بینی افزایش میزان مصرف میلگرد های GFRP و تمرکز بازار مصرف بر کشورهای صنعتی و پیشرفته نشان می دهد که این محصول پتانسیل بالایی در صنعت ساخت و ساز خواهد داشت.

علی رغم مصرف زیاد میلگردهای GFRP در سراسر جهان و به خصوص کشورهای پیشرفته و صنعتی، متاسفانه در ایران به دلیل شناخت ناکافی از میلگردهای GFRP و خصوصا مزایا و امتیازهای استفاده از آن، لختی و تاخیر در برابر تغییرات فناورانه، وجود برخی تحریم‌های بین المللی، ریسک پذیری پایین شرکت های مهندسی و فقدان دانش فراگیر طراحی سازه ها با میلگردهای GFRP در ایران، هنوز رواج پیدا نکرده است.

مزایا میلگرد GFRP نسبت به میلگرد فولادی

هزینه تامین میلگرد کمتر مزایا میلگرد GFRP

به علت بالا رفتن قیمت میلگرد فولادی، استفاده از میلگرد های GFRP فوق العاده به صرفه و اقتصادی است.

به طوری که در بسیاری از پروژه ها حداقل 25% هزینه را نسبت به میلگرد های فولادی کاهش می دهد.

علل کاهش هزینه در صورت استفاده از میلگرد GFRP به جای فولادی بدین شرح است:

• کاهش چگالی: چگالی میلگردهای فولادی، 4 برابر میلگردهای GFRP است.
• کاهش قطر معادل: مقاومت کششی میلگردهای GFRP به اندازه 3 برابر میلگردهای فولادی است. بنابراین در پروژه ها می توان از میلگرد های GFRP در قطرهای پایین تری نسبت به فولادی استفاده نمود.

هزینه اجرای کمتر نسبت میلگرد فولادی

• کاهش دستمزد اجرا: با توجه به کاهش حدود 8 برابری وزن میلگردها در طراحی کل سازه، دستمزد اجرا کاهش چشمگیری پیدا می کند.
• کارکردن آسان: برش این نوع میلگردها بسیار آسان تر از میلگرد های فولادی است.
• سرعت بالای کار: اجرای میلگردهای GFRP بسیار آسان تر و سریع تر است.

کاهش هزینه های حمل و نقل

• به دلیل کم بودن وزن مخصوص میلگردهای GFRP نسبت به فولادی (به اندازه 1/4) و نیز معادل-سازی سطح مقطع کوچک تر به علت تاب کششی سه برابری، مقدار میلگرد بیشتری با یک بار جابه جایی منتقل
  می شود.
• به دلیل جاگیر نبودن بسته های میلگرد GFRP می توان آنها را با وسایل نقلیه مختلف جابه جا کرد.

مزیت انبارش آسان

به دلیل انعطاف نسبی میلگردهای GFRP در قطرهای کوچک، می توان آنها را به صورت حلقوی جمع-آوری نمود و در فضای محدود انبار نمود.

مزایا با مقاومت کششی

مزایا و معایب میلگرد GFRP نسبت به میلگرد فولادی مقاومت کششی میلگرد GFRP در حدود 3 برابر بالاتر از میلگرد های فولادی است.

نسبت مقاومت به وزن

نسبت مقاومت به وزن میلگردهای GFRP در مقایسه با فولاد بسیار بالاتر است، بنابراین کاهش بار مرده ساختمان را سبب می شود.

حسن GFRP چسبندگی به بتن

چسبندگی بسیار مناسب به بتن نسبت به فولاد که منجر به کوتاه شدن طول وصله و مهاری خواهد شد.

مقاومت در برابر خوردگی

به علت مقاومت بالای میلگردهای GFRP در برابر خوردگی، استفاده از آن در سازه هایی که در معرض خوردگی قرار دارند مانند سازه های دریایی، اسکله ها، عرشه پل ها، سازه‌هایی که در معرض نمک های یخ زدا قرار دارند بسیار مناسب می باشد.

خاصیت عایق بودن در بررسی مزایا و معایب میلگرد GFRP

مزایا و معایب میلگرد GFRP نسبت به میلگرد فولادی میلگرد های GFRP عایق الکتریکی و حرارتی هستند.

عدم تاثیرپذیری مغناطیسی

به علت ماهیت غیر فلزی میلگرد های GFRP، استفاده از آن ها در مکان هایی که از لحاظ میدان مغناطیسی حساسیت وجود دارد (مانند اتاق های MRI) به شدت پیشنهاد می شود.

کاهش پوشش بتنی به علت مقاوم بودن در برابر خوردگی

الف: امکان کاهش ضخامت سقف ها
ب: امکان استفاده در قطعات با ضخامت کم
ج: کاهش حجم بتن مصرفی

معایب میلگرد GFRP نسبت به میلگرد فولادی و راهکارهای حل مشکل

با توجه به بررسی مزایا و معایب میلگرد GFRP نسبت به میلگرد فولادی در ادامه می خواهیم به معایب آن بپردازیم

1- ایجاد خم در میلگرد GFRP با ملاحظاتی همراه بوده و به سادگی فولاد نمی باشد.

راهکار رفع نقص:

سفارش دهی بر اساس لیستوفر و دریافت میلگرد خم شده و خاموت آماده بر اساس نقشه. (این موضوع حتی باعث افزایش سرعت ناشی از حذف عملیات خم کاری در کارگاه می شود.)

2- استفاده از میلگرد های GFRP در ستون و برخی تیرها و بطور کلی اجزایی که نیرو کنترل نیستند، توصیه نمی شود.

راهکار رفع نقص:

طراحی یا بازطراحی نقشه های سازه با ترکیب آرماتورهای فولادی و GFRP در یک سازه کاملاً امکان پذیر
می باشد.

3- برای نواحی پلاستیک در طراحی مناسب نیستند؛ زیرا رفتار تردشکن دارند.

4- میلگردهای GFRP در برابر شعله مستقیم آتش، مقاوم نیستند.

راهکار رفع نقص:

با توجه به اینکه از میلگردها در سازه های بتنی استفاده می شود، پوشش بتنی سازه، این ضعف را پوشش می دهد. همانطور که حتی از میلگردهای فولادی نیز در برابر ذوب شدگی، حفاظت می کند. در این موضوع تفاوتی بین میلگرد فولادی و GFRP نیست.

مطالعه مقاله میلگرد FRP (میلگرد کامپوزیت) چیست؟ به شما پیشنهاد میشود.