مزایای استفاده از میلگرد GFRP

میلگرد پلیمری تقویت شده با فیبر شیشه یکی از محصولات جدید موجود در بازار است که می تواند مزایای بسیاری برای صنایع مختلف داشته باشد. از آن جا که GFRP وزن کمی دارد و دچار خوردگی نمی شود. گزینه بسیار مناسبی برای ساخت و سازهای متفاوت است, که قصد داریم در این مقاله شما را با کاربردها و مزایای استفاده از میلگرد GFRP آشنا کنیم.

GFRP چیست؟

کلمه GFRP مخفف عبارت (Glass Fiber Reinforced Polymer) است و به معنای پلیمر تقویت شده  فایبرگلاس می‌باشد. GFRP در واقع جز مواد FRP به حساب می آید. بنابراین قبل از ادامه بحث بهتر در مورد GFRP, بهتر است ابتدا توضیح مختصری در مورد FRP داده شود.

FRP چیست؟

کلمه FRP مخفف عبارت (Fiber-reinforced Plastic) است. البته به جای کلمه‌ی Plastic از Polymer هم استفاده می شود. این ماده‌ی کامپوزیتی از یک ماتریس پلیمری با فیبر تقویت شده ساخته می‌شود و فیبرها عموما از جنس شیشه یا فایبرگلاس، کربن، آرامید یا بازالت هستند.

ممکن است گاهی اوقات از فیبرهای چوب، کاغذ یا آزبست در ساخت آن‌ها استفاده شود که البته چندان مرسوم نیست. جنس پلمیر استفاده شده در این میلگرد معمولا از اپوکسی، وینیل استر یا پلاستیک ترموست پلی استر است.

از کاربردهای FRP می‌توان برای استفاده در پروژه‌های هوایی, زیر دریایی, اتومبیل سازی و صنعت ساخت و ساز اشاره کرد. در طی تحقیقات انجام شده در انگلستان در دهه‌ی 30 میلادی سبب شد, توسعه پلاستیک‌های تقویت شده با فیبر برای کاربردهای تجاری آغاز گردد.

میلگرد GFRP چیست؟

این نوع میلگرد یکی از انواع میلگرد های FRP است و از نظر شکل ظاهری شبیه به میلگردهای موجود در بازار می‌باشد. در ساخت این مدل میلگرد, به جای فولاد از الیاف‌هایی که مقاومت بالایی دارند استفاده شده است. این مدل الیاف با یک نوع رزین پلیمری ترکیب می‌شوند و علت مقاومت بالای آن‌ها این امر می‌باشد. این میلگرد جایگزین مناسبی یرای میلگردهای فولادی هستند و از آن‌ها در ساختمان سازی به عنوان یکی از جدیدترین متریال‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

از میلگرد GFRP برای مکان‌هایی که لازم است سازه در مقابل حوادثی مانند زلزله مقاوم باشد, استفاده می‌کنند. استفاده از این نوع میلگرد مزایای زیادی دارد, در ادامه مقاله مزیت‌های آن را مورد بررسی قرار خواهیم داد.

مزایای استفاده از میلگرد GFRP

تعدادی از مزایای استفاده از میلگرد GFRP را به صورت مختصر مطالعه کنید:

• مواد تشکیل دهنده GFRP شامل رزین وینیل استر می‌باشد که مقاوت بالایی در برابر خوردگی دارند و عمر سازه بتنی را افزایش می‌دهند.
• به دلیل اینکه این نوع میلگرد رسانای برق و گرما نیست, بهترین انتخاب یرای ساخت نیروگاه‌های تولید برق و تاسیسات علمی می‌باشد.
• میلگرد GFRP در مقایسه با قیمت فولاد ضدزنگ با در نظر گرفتن شرایط طولانی مدت, مقرون به صرفه تر می‌باشد.
• این میلگرد یک چهارم وزن میلگردهای فولادی را دارا می‌باشد, ولی مقاوت کششی آن دوبرابر میلگر فولادی می‌باشد.
• این میلگرد در برابر یون‌های کلرید و دیگر عناصر شیمیایی مقاومت بالایی دارد و می‌توان آن را از طول خم کرده و به شکل دلخواه تولید کرد.
• نصب میلگردهای GFRP بسیار آسان می‌باشد و برش دادن آن کار راحتی است.
• این میلگردها نسبت به میدان مغناطیسی و فرکانس‌های رادیویی مقاوم می‌باشند.
• در پروژه‌های ساخته شده با این نوع میلگرد از هزینه‌های بازسازی جلوگیری می‌شود, به دلیل اینکه بدون نیاز به تعمیر هستند.

معایب استفاده از میلگرد GFRP

استفاده از میلگردهای تقویت شده با الیاف شیشه (GFRP) به عنوان جایگزینی بالقوه برای میلگردهای فولادی باعث ایجاد اختلاف نظر در بین متخصصان و مهندسین مشغول صنعت ساخت و ساز شده است.

تحقیقات تجربی و مهندسی بسیاری انجام شده است تا رفتار استاتیک و خستگی پرتوهای بتنی تقویت شده با میلگردهای GFRP بررسی شود.

در این تحقیقات, بتن تقویت شده با میلگرد GFRP با ابعاد 100 میلی‌متر × 200 میلی‌متر × 1500 میلی‌متر در معرض یارگذاری یکنواخت استاتیک برای بررسی رفتار خمشی با میلگردهای TMT با ابعاد مشابه مورد مقایسه قرار گرفتند. نتیجه آن به صورت خلاصه بیان می‌شود.

• در مقایسه این دو میلگرد مشخص شد, میلگردهای GFRP با انحراف غیر قابل قیولی مواجه شدند.
• عملکرد میلگردهای GFRP در مورد بارهای با وزن مختلف جندان راضی کننده نبود.
• میلگرد GFRP در مقابل خوردگی مزایای زیادی دارد, اما استفاده از آن به دلایل فنی زیادی مورد سوال واقع شده است.

مزایای میلگرد GFRP نسبت به میلگرد فولادی

1. هزینه کمتر میلگرد GFRP نسبت به میلگرد فولادی

به دلیل بالا بودن قیمت میلگردهای فولادی, استفاده از این نوع میلگرد 25% هزینه‌های پروژه را کاهش می‌دهد.

دلیل هزینه های کمتر نسبت به میلگرد فولادی به شرح زیر است.

کاهش چگالی

چگالی میلگردهای فولادی 4 برابر میلگردهای GFRP است.

کاهش قطر معادل

مقاومت کششی میلگردهای GFRP به اندازه 3 برابر بیشتر از میلگردهای فولادی می‌باشد و در پروژه‌ها می‌توان از این میلگرد در قطرهای پایین‌تری نسبت به میلگرد فولادی استفاده کرد.

2. هزینه اجرای کمتر نسبت به میلگرد فولادی

کاهش دستمزد برای اجرا

وزن این میلگردهای GFRP در طراحی کلی حدود 8 برابر کمتر از میلگردهای فولادی می‌باشد. به همین دلیل, دستمزد اجرا کاهش بسیاری خواهد داشت.

کارکردن آسان

برش  میلگردهای GFRP بسیار آسان‌تر از میلگردهای فولادی است و به راحتی انجام می‌گیرد.

سرعت بالای کار

کارگذاشتن میلگردهای GFRP بسیار آسان تر و سریع تر از میلگردهای فولادی می‌باشد.

3. کاهش هزینه های حمل و نقل

• به علت کم بودن وزن مخصوص میلگردهای GFRP نسبت به میلگردهای فولادی و سطح مقطع کوچک‌تر, با یک بار جابجایی می‌توان مقدار میلگرد بیشتری منقل کرد.
• به دلیل جاگیر نبودن بسته های میلگرد GFRP به راحتی می توان آنها را با وسایل نقلیه مختلف جابه جا کرد.

4. مزیت راحت تر انبار کردن

به دلیل اینکه میلگردهای GFRP از انعطاف‌پذیری بالایی برخوردار می‌باشند, می‌توان آن‌ها را به صورت حلقوی جمع‌آوری کرد و در فضاهای محدود انبار قرار داد.

5. مقاومت کششی بالاتر

مقاومت کششی میلگرد GFRP در حدود 3 برابر بیشتر از میلگردهای فولادی ‌می‌باشد.

6. نسبت مقاومت به وزن

نسبت مقاومت به وزن میلگردهای GFRP در مقایسه با میلگردهای فولادی بسیار بالاتر است. به همین دلیل, کاهش بار مرده ساختمان را سبب می شود.

7. چسبندگی به بتن

میلگردهای GFRP چسبندگی بسیار مناسبی به بتن دارند و نسبت به میلگردهای فولادی بیشتر می‌باشد. و این امر, منجر به کوتاه شدن طول وصله و مهاری خواهد شد.

8. مقاومت در برابر خوردگی

به دلیل مقاومت بالای میلگردهای GFRP در برابر خوردگی، استفاده از آن در سازه هایی که در معرض خوردگی قرار دارند, بسیار مناسب می‌باشند. مانند:

سازه های دریایی، اسکله ها، عرشه پل ها، سازه‌هایی که در معرض نمک های یخ زدا قرار دارند.

9. خاصیت عایق بودن

یکی از مزیت‌های میلگردهای GFRP نسبت به میلگردهای فولادی این است که, عایق الکتریکی و حرارتی می‌باشند.

10. عدم تاثیرپذیری مغناطیسی

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

11. کاهش پوشش بتنی

• امکان کاهش ضخامت سقف ها
• امکان استفاده در قطعات با ضخامت کم
• کاهش حجم بتن مصرفی

معایب میلگرد GFRP نسبت به میلگرد فولادی

به تعدادی از معایب میلگردهای GFRP نسبت به میلگرد فولادی خواهیم پرداخت:

• خم کردن میلگردهای GFRP نیاز به ملاحظاتی دارد و راحتی میلگردهای فولادی انجام نمی‌شود.
• استفاده از میلگردهای GFRP در ستون های اصلی و برخی تیرها و بطور کلی قسمت‌هایی که نیروی زیادی به آن بخش وارد می‌شود, مناسب نیستند.
• استفاده از این میلگرد برای نواحی پلاستیک در طراحی مناسب نیستند, زیرا رفتار ترد شکن دارند.
• میلگرد GFRP در مقابل شعله مستقیم آتش مقاوم نسیت و این امر, یکی از معایب آن محسوب می‌شود.

کاربردهای میلگرد GFRP

از کاربردهای اصلی و مهم میلگرد GFRP می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• از این میلگرد در ساخت کانال‌ها و لوله‌های بتنی, برای هدایت مواد شیمیایی و فاضلاب استفاده می‌شود.
• برای ساخت سازه‌های بتنی که قرار است در دریا احداث شوند, بسیار مناسب است.
• ساخت دیواره‌های موقت بتنی در داخل تونل مترو.
• در سازه‌هایی که در مجاورت اتاق‌های ام آر آی قرار بسیار مناسب می‌باشد.
• اتاقک‌های پست برق هستند.
• ساخت کف سالن‌های صنعتی و کف پارکینگ
• تیر برق و تیرهایی که به عنوان چایگزین دکل‌های انتقال نیرو هستند.
• روسازی یزرگراه‌ها و جاده‌ها

قیمت میلگرد GFRP

برای استفاده از میلگرد GFRP کاملا طبیعی است که ابتدا قیمت آن را با میلگردهای فولادی متداول مقایسه کنید.

در مقایسه‌ی اولیه هزینه‌ی میلگردهای GFRP در مقایسه با میلگردهای فولادی بالاتر است. تولید میلگردهای فولادی در جهان پشتوانه چند صد ساله دارد. و فرایندهای تولید فولاد تا حد زیادی بهینه شده است.

از طرف دیگر, حجم بالای تولید میلگردهای فولادی قیمت تمام شده‌ی آن را بسیار کاهش داده است. در مقابل, تکنولوژی ساخت فیبرهای کامپوزیتی بسیار جدید است و با وجود مزایایی که دارد تقاضا برای آن چندان بالا نیست.

با وجود هزینه اولیه‌ی بالا دلایل بسیاری زیادی وجود دارد که نشان می‌دهد استفاده از فیبرهای فایبرگلاس در طولانی مدت مقرون به صرفه تر از استفاده از میلگردهای فولادی است.

برای آگاهی از بروزترین قیمت‌ میلگرد و خرید مطمعن مقاطع فولادی به سایت آهنک مراجعه کنید.