مزایای استفاده از میلگرد FRP در سازه های بتنی

میلگرد FRP یا Fiber Reinforcement Polymer محصولی کامپوزیتی است که جایگزین میلگردهای فولادی می باشد و به طور قابل ملاحظه ای از زیان های ناشی از خوردگی این محصول در محیط های خورنده و اسیدی جلوگیری می‌کند.

آرماتور FRP نوعی میلگرد از جنس فیبرهای پلیمری تقویتی است که الیاف و رزین دو جزء اصلی آن محسوب می شود. این میلگردها مقاومت کششی بسیار بالایی دارند و می توان از آن ها در بخش کشش مقاطع بتنی استفاده نمود.

مهم ترین عامل تخریب سازه های بتن آرمه، خوردگی است که این موضوع با استفاده از میلگردهای FRP قابل حل می باشد. با این مقدمه، در ادامه این نوشته از ساختمانچی با ما همراه باشید تا با ویژگی های این نوع میلگرد آشنا شوید.

کاربرد میلگرد FRP

این میلگرد جایگزینی عالی برای میلگردهای فولادی در محیط های با خوردگی بالا می باشد. میلگرد FRP با ترکیب الیاف FRP و پوششی رزینی ساخته می شود. بنابراین به میلگرد کامپوزیتی FRP نیز معروف است.

انواع آرماتور FRP

بر اساس نوع الیاف پلیمری که در ساخت این میلگردها به کار می رود می توان آن ها را به سه دسته زیر تقسیم بندی نمود.

• میلگرد کربن، Carbon fiber-Reinforced Polymer
• میلگرد شیشه، Glass fiber-Reinforced Polymer
• میلگرد آرامید، Aramid Fiber-Reinforced Polymer

مزایای میلگرد یا آرماتور FRP

مواردی که موجب برتری میلگردهای FRP نسبت به سایر محصولات می باشد عبارت اند از:

مقاومت در برابر جریان الکتریکی

میلگردهای کامپوزیت FRP نارسانا هستند و مانع از هدایت جریان الکتریکی می شوند. به همین دلیل این محصول برای ساخت سازه هایی که احتمال برق گرفتگی در آنها بالاست استفاده می شود.

از جمله موارد استفاده از میلگردهای FRP به منظور جلوگیری از هدایت الکتریکی، ساخت دکل های بتنی انتقال نیرو، ساخت تیرهای برق و پست های پیش ساخته می باشد.

مقاومت در برابر خوردگی، اسیدها و بازها

رزین های اپوکسی که در ساخت میلگردهای کامپوزیت FRP به کار می روند مقاومت بسیار بالایی در برابر مواد شیمیایی مانند اسید، نمک و آب دارند و مانع از خوردگی میلگرد می شوند.

به دلیل مقاومت بالای این محصول، برای ساخت سازه هایی که در معرض نمک های یخ زا قرار دارند استفاده می شود. علاوه بر آن در ساخت سازه های دریایی، عرشه پل ها و اسکله ها نیز از این میلگردها استفاده می شود.

تقویت و مقاوم سازی سازه بتنی

پدیده خوردگی در بتن مسلح شده با میلگرد فولادی بدین صورت است که ابتدا میله های فولادی داخل بتن شروع به زنگ زدگی کرده و اکسید می شوند. سپس این اکسیدها در داخل بتن منتشر می شوند و باعث نابودی بتن می گردند.

بدین ترتیب با خوردگی میلگرد و بتن، سازه بتنی به طور کامل تخریب می شود. استفاده از میلگردهای FRP به دلیل مقاومت بالا و خاصیت ضد خوردگی باعث مقاوم سازی سازه های بتنی می شود.

وزن سبک و عدم ایجاد بار اضافی بر سازه

چگالی میلگردهای FRP پایین است و همین امر باعث می شود تا وزن این میلگردها پایین باشد و از واردآمدن بار اضافی بر سازه جلوگیری کند.

دوام و طول عمر بالا

میلگردهای کامپوزیت FRP دارای خواص و ویژگی هایی می باشند که سالیان سال بدون وارد آوردن هیچ نوع آسیبی عمر سازه را بالا می برند. دوام و طول عمر این نوع میلگردها 15 برابر نوع فولادی آن است.

چسبندگی مناسب

FRP چسبندگی مناسبی با بتن دارد و براي افزايش چسبندگی بين الیاف تقويتی و ماتريس رزين، از اصلاح سطحی نیز استفاده می شود.

خستگی

مقاومت کامپوزیت FRP در برابر سیکل های متناوب بارگذاری و یا به عبارت دیگر مقاومت آن ها در برابر خستگی، منجر به استفاده روزافزون از FRP در صنعت هوا فضا گردیده است. الیاف کربنی و اپوکسی هم از فوولاد مقاومت بهتری در برابر خستگی دارند ولی GFRP مقاومتش کمتر از فولاد می باشد.

مقاومت کششی بالا

در مقایسه با میلگردهای فولادی، میلگردهای FRP مقاومت کششی بیشتری دارند. برخلاف فولاد، آن ها وقتی تحت کشش قرار می گیرند قبل از گسیختگی تسلیم نمی شوند. در نهایت مقاومت کششی آرماتورهای FRP خیلی بیشتر از میلگردهای فولادی مسلح کننده است.

قیمت مناسب

استفاده از آرماتور FRP در نهایت منجر به کاهش هزینه ­ها خواهد شد. همین عامل می­ تواند تمایل سازندگان به استفاده از این کامپوزیت ­ها را افزایش دهد. قیمت میلگردهای FRP در مقایسه با میلگردهای فولادی پایین تر است.

خزش

الیاف شیشه ای و کربنی در برابر خزش مقاومت بالایی دارند، این در حالی است که اغلب رزین ها مقاومت خوبی ندارند. جهت قرارگیری و حجم الیاف تقویتی، نقش بسزایی در عملکرد خزشی کامپوزیت دارد.

معایب میلگرد یا آرماتور  FPR

• استحکام عرضی کم
• کرنش نهایی و مدول الاستیسیته کششی پایین نسبت به نوع فولادی
• احتمال شکست و جدایی کامل لیف و رزین پلیمری در معرض قرار گیری تابش اشعه فرابنفش

کاربردهای میلگرد کامپوزیتی

• پنل ­های پیش ­ساخته نما
• کف پارکینگ و سالن­ های صنعتی
• سازه­ های دریایی نظیر اسکله­ ها
• انواع ستون ­ها و سازه ­های پیش ­ساخته
• تاسیسات فاضلاب
• کانال ­ها و لوله ­های بتنی
• ساخت اتاقک ­های پست برق
• ساخت تیرها و دکل­ های برق
• سازه ­های مراکز MRI
• عرشه پل ­ها

کلام آخر

ما در این نوشته در مورد میلگرد FRP، مزایا، معایب و کاربردهای آن صحبت کردیم. همانطور که گفتیم امروزه میلگرد کامپوزیتی جایگزین میلگردهای فولادی می شود و از خوردگی این محصول در محیط های خورنده و اسیدی جلوگیری می‌کند.

استفاده از این میلگرد باعث تقویت و مقاوم سازی سازه بتنی می شود و در موارد زیادی از جمله سازه های دریایی کاربرد دارد.