فهرست مطالب

میلگرد FRP (میلگرد کامپوزیت) چیست؟

(میلگرد کامپوزیت) از نظر شکل ظاهری مشابه میلگردهای فولادی متداول هستند.

 FRP در حقیقت نوعی ماده ترکیبی حاصل از الیاف با کارایی بالا است که در بستری از رزین پلیمری جایگذاری شده باشد. 

در همین راستا میلگرد FRP یا میلگرد کامپوزیتی تقویت شده با الیاف مشکلات میلگرد فولادی را نداشته و با دارا بودن ویژگی‌هایی مانند وزن کمتر جایگزین بسیار مناسبی برای میلگردهای قدیمی است.

همچنین میلگرد کامپوزیتی از نظر مغناطیسی عایق است که باعث می شود در برخی کاربردهای خاص از آن استفاده شود.

در کنار مزایای قابل توجه و ویژگی های خاص میلگرد FRP، مشکلاتی از قبیل شکل پذیری بسیار کم نیز وجود دارد که باعث شده میلگرد کامپوزیتی در جاهایی که بسیار به خوردگی حساس هستند استفاده شود.

محاسن استفاده از میلگرد FRP

این مواد از نظر الکترومغناطیسی عایق هستند و مشکل خوردگی ندارند.

از این رو بکارگیری چنین موادی در تقویت سازه های بتنی، مشکل خوردگی آن ها را نیز تا حد زیادی برطرف خواهد کرد.

علاوه بر این وجود خصوصیات برتری از قبیل مقاومت کششی بالا در سازه های FRP استفاده از آن ها را به عنوان جزء مسلح کننده سازه های بتنی مناسب می سازد.

رفتار میلگرد های FRP کاملا متفاوت از میلگردهای فولادی است.

بر این اساس فلسفه طراحی ساختمان های بتنی با استفاده از میلگردهای FRP نیز دارای تغییرات زیادی نسبت به میلگردهای فولادی خواهد بود.

رفتار ناهمسانگرد میلگردهای FRP از نقطه نظر مقاومت برشی و همچنین وجود چسبندگی مابین این نوع میلگردها، خواص مکانیکی بتن را تحت تاثیر قرار می دهد.

به علاوه مصالح FRP دارای رفتار الاستیک خطی می باشند و مانند فولاد به مرحله پلاستیک وارد نمی شوند.

مزایا و معایب

برای استفاده بهینه از میلگرد FRP بهتر است از مزایا و معایب آن مطلع شوید و به کمک این اطلاعات بهترین انتخاب را داشته باشید.

مزایا میلگرد کامپوزیت

به دلیل مقاومت بالای این میلگردها در برابر خوردگی، استفاده از آن ها در اغلب ساخت و سازها بسیار کاربرد دارد. از جمله مواردی که استفاده از میلگرد کامپوزیتی رواج دارد می توان به کشتی سازی، اسکله ها و به صورت کلی سازه هایی که با محیط های خورنده مانند آب شور در ارتباط هستند، اشاره کرد.

در ساخت تجهیزاتی که نسبت به محیط های الکترومغناطیس حساس هستند (مانند MRI) نیز می توان از میلگرد FRP استفاده کرد.

از مزایای این میلگردها می توان به مقاومت در برابر اسید و بازها، مقاومت کششی بیشتر از فولاد، مقومت به زنگ زدگی، عایق بودن از نظر الکتریکی و حرارتی، مقاومت مناسب در برابر زلزله اشاره کرد.

همچنین پلیمرهای مسلح شده با الیاف مخصوص (GFRP) از بهترین مواد مورد استفاده در ساخت مقاطع بتنی سبک، مقاوم و بادوام هستند.

اختلاف وزن شدید بین میلگرد کامپوزیتی و میلگرد فولادی قابل چشم پوشی نیست به طوری که میلگردهای تمام کامپوزیتی هیبرید کربن تقریبا 90 درصد سبک تر از میلگرد آجدار فولادی هستند.

معایب میلگرد FRP

به دلیل کم بودن مقاومت فشاری این نوع میلگرد، نباید از آن در ستون هایی که در معرض فشار هستند استفاده کرد.

استحکام عرضی میلگرد کامپوزیتی کم است البته این مقدار به جهت و راستای اعمال نیرو وابسته است. در صورتیکه میلگرد FRP در معرض اشعه فرابنفش(UV)  قرار بگیرد ممکن است رزین و الیاف پلیمری از هم جدا شده و قطعه بشکند.

مقاومت حرارتی کم و افت شدید خواص در زمان آتش سوزی سبب شده استفاده از این میلگرد با احتیاط بیشتری استفاده شود.

به صورت کلی با توجه به عواملی مانند محیط کاربری و وزن نهایی سازه کاربرد میلگرد کامپوزیتی و لزوم استفاده از آن تعیین می شود.

مزایا
———————————–
معایب
———————————–
1- بالا بودن استحکام کششی سازه در راستای طولی
مقدار استحکام این نوع سازه ها بسته به جهت و راستای اعمال نیرو متغیر است
———————————–
1- استحکام عرضی کم
بسته به جهت و راستای اعمال نیرو این استحکام متغیر
است
———————————————
2- مقاوم در برابر خوردگی
بدون وابستگی به نوع ماده پوشش دهنده سازه
———————————–
2- مدول الستیسیته پایین
نسبت به نوع الیاف تقویت کننده متغیر است
———————————–
3- فاقد خواص الکترومغناطیسی

———————————–
3- مستعد شکست و جدایش کامل لیف و رزین پلیمری در معرض قرارگیری تابش اشعه فرا بنفش
———————————–
4- استحکام خستگی بالا
نسبت به نوع الیاف تقویت کننده متغیر است
———————————–
4- دوام کم الیاف شیشه در شرایط محیطی مرطوب

———————————–
5- وزن کم
در حدود یک پنجم تا یک چهارم چگالی فولاد
———————————–
5- دوام کم بعضی ار الیاف های شیشه و آرامید در محیطهای قلیایی
———————————–
6- هدایت گرمایی و الکتریکی پایین
در صورت استفاده از الیاف شیشه یا آرامید
———————————–
6- ضریب انبساط گرمایی بالا در جهت عرضی نسبت به بتن
———————————–
7- مستعد آتش گرفتن
بسته به نوع ماتریس پلیمری و ضخامت لایه پوشش دهنده بتن
جدول مزایا و معایب میلگرد کامپوزیتی

انواع میلگرد کامپوزیتی

میلگرد کامپوزیتی از ترکیب دو بخش پلیمری FRP و رزین تشکیل شده است.

رفتار نهایی، خواص و ویژگی های میلگرد با توجه به خواص دو بخش ذکر شده تعیین می شود.

رزین می تواند از جنس پلی استر، اپوکسی، وانیل استر یا PVC باشد. پلیمر FRP هم بسته به کاربرد نهایی ممکن است از کربن، الیاف شیشه، فیبر نوری یا آرامید باشد.

سه نوع میلگرد کامپوزیتی FRP با توجه به تفاوت در ماده اولیه آن ها در بازار وجود دارد.

  • میلگرد شیشه یا آرماتور کامپوزیتی یا (GFRP (Glass fiber-reinforced polymer
  • میلگرد کربن یا (CFRP (Carbon fiber-reinforced polymer
  • میلگرد آرامید یا (AFRP (Aramid fiber-reinforced polymer

بین سه میلگرد ذکر شده GFRP ارزان ترین نوع مسلح کننده بتن است و بیشترین کاربرد را نیز دارد.