میلگرد FRP

میلگرد کامپوزیتی
سطح ظاهری میلگرد پلیمریسطح ظاهری میلگرد پلیمریسطح ظاهری آرماتور پلیمریسایزهای مختلف میلگرد کامپوزیتیکاربرد میلگرد کامپوزیتیخاموت میلگرد کامپوزیتی FRP

میلگرد FRP

میلگرد کامپوزیتیFRP محصولاتی هستند که جایگزین میلگردهای فولادی شده و به طور قابل ملاحظه ای از زیانهای ناشی از خوردگی میل گرد در محیط های خورنده و اسیدی جلوگیری می‌کنند. استفاده از میلگرد اف آر پی FRP ، در مکانهایی که نیاز به عدم وجود مشکلات مجاورت با میدانهای الکتریکی و مغناطیسی وجود دارد، بهترین گزینه برای مسلح کردن بتن می­باشد.
از میلگردهای FRP می­توان برای طراحی و ساخت ساختمانهای جدید نیز استفاده کرد. این مصالح با خواصی که دارند باعث کاهش قطر و افزایش فاصله میلگردها در اعضای بتنی مسلح نظیر دال ها ، تونل ها ، فونداسیون و … می­شوند. همچنین آرماتور FRP باعث افزایش میرایی ایجاد شده در سازه در برابر ارتعاشات ناشی از زلزله و یا تجهیزات صنعتی شده و بهترین گزینه جهت افزایش مقاومت سازه در برابر زلزله یا ارتعاشات و مقاوم سازی با FRP خواهند بود.
این میلگردها با توجه به الیاف به کار رفته در پلیمر آنها به قرار زیر دسته بندی می‌شوند:
میلگردهای FRP شیشه: (Glass Fiber Reinforced Polymers Rebars)
میلگردهای FRP کربن: (Carbon Fiber Reinforced Polymers Rebars)
میلگردهای FRP آرامید: (Aramid Fiber Reinforced Polymers Rebars)

توضیحات محصول

میلگرد FRP یا میلگرد کامپوزیتی FRP جایگزینی مناسب برای میلگردهای فولادی در محیط های با خوردگی بالا هستند. این میلگردها با ترکیب الیاف FRP و یک پوشش رزینی به وجود می آیند. به همین دلیل به آنها میلگرد کامپوزیتی FRP نیز می گویند. قیمت میلگردهای کامپوزیتی FRP نسبت به میلگردهای فولادی و خواصی که کاربر از آنها دریافت می کند، بسیار پایین است. زیرا در صورتی که کاربر بخواهد همان خواص را از میلگرد فولادی دریافت کند، باید چندین برابر بیشتر از قیمت میلگرد FRP هزینه نماید. این میلگردها به طور قابل ملاحظه ای از زیانهای ناشی از خوردگی میل گرد فولادی در محیط های خورنده و اسیدی جلوگیری می‌کنند. استفاده از میلگرد اف آر پی FRP ، در مکانهایی که نیاز به عدم وجود مشکلات مجاورت با میدانهای الکتریکی و مغناطیسی وجود دارد، بهترین گزینه برای مسلح کردن بتن می­باشد. از میلگردهای FRP می­توان برای طراحی و ساخت ساختمانهای جدید نیز استفاده کرد. این مصالح با خواصی که دارند باعث کاهش قطر و افزایش فاصله میلگردها در اعضای بتنی مسلح نظیر دال ها ، تونل ها ، فونداسیون و … می­شوند. همچنین آرماتور FRP باعث افزایش میرایی ایجاد شده در سازه در برابر ارتعاشات ناشی از زلزله و یا تجهیزات صنعتی شده و بهترین گزینه جهت افزایش مقاومت سازه در برابر زلزله یا ارتعاشات و مقاوم سازی با FRP خواهند بود.

انواع آرماتور کامپوزیتی FRP

میلگردهای کامپوزیتی FRP متشکل از دو بخش پلیمری FRP و رزین هستند. رفتار هر دو ماده الیاف پلیمری FRP و رزین در رفتار نهایی آرماتور کامپوزیتی FRP موثر است. بر اساس نوع رزین که می تواند یکی از انواع پلی استر، اپوکسی، وانیل استر یا PVC باشد یا نوع الیاف پلیمری FRP که می تواند یک از انواع کربن، الیاف شیشه یا فیبر نوری و یا آرامید باشد، سه نوع میلگرد کامپوزیتی FRP در بازار موجود است.

  • میلگرد شیشه یا آرماتور کامپوزیتی GFRP (Glass fiber-Reinforced Polymer)
  • میلگرد کربن یا CFRP (Carbon fiber-Reinforced Polymer)
  • میلگرد آرامید AFRP (Aramid Fiber-Reinforced Polymer)

از میان میلگردهای فوق، میلگرد فایبرگلاس یا GFRP ارزان ترین آرماتور است.

سطح میلگرد پلیمری FRP

شکل ظاهری سطح میلگرد پلیمری FRP به سه حالت در بازار موجود است. در شکل های زیر ۳ نوع سطح ظاهری مشاهده می گردد.

 

رفتار میلگردهای کامپوزیتی FRP

رفتار میلگردهای کامپوزیتی FRP، کاملا الاستیک می باشد. این رفتار الاستیک تا لحظه گسیخته شدن ادامه می یابد. همانطور که ذکر شد، مقاومت آرماتورهای کامپوزیتی FRP از فولاد بسیار بیشتر است. با توجه به این، کرنش الاستیک آنها هم از فولاد بسیار بیشتر است. این باعث می شود تمام تغییر شکل رخ داده در میلگردهای کامپوزیتی FRP، برگشت پذیر باشد. مدول الاستیسیته یا مدول کشسانی میلگردهای کامپوزیتی FRP، بسته به نوع پلیمر و رزین آن متفاوت است.

رفتار میلگرد کامپوزیتی

شکل ۱ منحنی تنش کرنش میلگردهای کامپوزیتی FRP

اندازه میلگردهای پلیمری FRP

در جدول ۱ اندازه میلگردهای پلیمری FRP مشاهده می شود.

سایزهای مختلف میلگرد کامپوزیتی

جدول ۱ اندازه میلگردهای پلیمری FRP

اندازه میلگردقطر واقعی (mm)سطح مقطع میلگرد (mm2)
۶۴/۶۶/۳۱
۱۰۵/۹۷۱
۱۳۷/۱۲۱۲۹
۱۶۹/۱۵۱۹۹
۱۹۱/۱۹۲۸۴
۲۲۲/۲۲۳۸۷
۲۵۴/۲۵۵۱۰
۲۹۷/۲۸۶۴۵
۳۲۳/۳۲۸۱۹
۳۶۸/۳۵۱۰۰۶

 

 

اطلاعات بیشتر

دلیل استفاده از میلگرد پلیمری FRP

دلیل عمدة استفادة از میلگردهای FRP در داخل بتن، جلوگیری از پدیدة خوردگی و افزایش میرایی ایجاد شده در سازه ها در برابر ارتعاش می باشد. هر چند كه استفاده از میل گردهای FRP در بتن، به دلیل چگالی پایین مصالح FRP، به جای آرماتورهای فولادی سبب كاهش وزن سازه نیز خواهد شد، اما در استفاده از این میلگردهای اف آر پی، مساله كاهش وزن اهمیت ناچیزی نسبت به دو مورد بیان شده دارد. دلیل بالا بودن ضریب میرایی كامپوزیتهای FRP، خواص غیركشسان آنهاست كه انرژی جذب شده را میرا می‌كنند. در حالی كه مواد فلزی حالت كشسان داشته و انرژی جذب شده را میرا نمی نمایند. بنابراین مواد كامپوزیتی FRP در برابر ارتعاشات زلزله عملكرد بهتری خواهند داشت و بهترین گزینه جهت تقویت سازه و مقاوم سازی با FRP در برابر زلزله خواهند بود.
کاربرد میلگردهای FRP به جای آرماتور فلزی، به طور قابل ملاحظه ای از زیانهای ناشی از خوردگی میلگرد در محیط های خورنده و اسیدی جلوگیری می كند. ظهور تخریب ناشی از پدیدة خوردگی در بتن مسلح شده با میلگرد فولادی بدین گونه است كه نخست میله های فلزی داخل بتن دچار زنگ زدگی شده و اكسید می شوند. سپس این اكسیدها به سمت سطح بیرونی بتن شروع به پیشروی كرده و با انتشار در داخل بتن باعث از بین رفتن آن می شوند. این پدیده در محیط های اسیدی نیز به وضوح دیده می شود.
بدین ترتیب با خورده شدن دو جزء فولادی و بتنی سازه، زمینة تخریب كامل سازة بتنی فراهم می گردد. روشهای سنتی گذشته مانند چسباندن ورق فلزی بر روی سازه یا اضافه كردن ضخامت بتن جهت مقابله با پدیدة خوردگی ضمن آنكه مشكل خوردگی فلز را مرتفع نخواهد نمود، سبب افزایش وزن سازه و آسیب پذیرتر شدن آن در برابر زلزله نیز خواهد شد. جهت جلوگیری از این امر می توان با تقویت سطح خارجی سازة بتنی توسط مواد مركب و استفاده از میلگردهای FRP در داخل بتن، هم مشكل خوردگی فلز داخل سازه را حل نمود و هم جلوی مختل شدن كارایی سازه در صورت خورده شدن بتن را گرفت كه این بهترین روش مقابله با پدیدة خوردگی در یك سازه بتنی در محیط های خورنده و اسیدی (با استفاده از ارماتور FRP با خصوصیات مناسب) می باشد.

مزایا استفاده از میلگرد پلیمری FRP

• ضریب انتقال حرارتی کم: ضریب انتقال حرارتی میلگرهای پلیمری FRP بین 6*10-6 تا 10*10-6 بر درجه سانتیگراد است. این مقدار در میلگردهای فولادی 11.7*10-6 بر درجه سانتیگراد است.
• مقاومت کششی بالا: مقاومت کششی این میلگردها بین 483 تا 1600 مگاپاسکال است. این مقدار برای میلگردهای فولادی بین 483 تا 790 مگاپاسکال است.
• کرنش گسیختگی کم: این میلگردها دارای کرنش گسیختگی 2/1 تا 1/3 درصد است. این مقدار برای میلگردهای فولادی بین 6 تا 12 درصد است.
• این میلگردها هرگز زنگ نمی زنند.
• استفاده از میلگردهای FRP باعث افزایش میرایی سازه و فونداسیون ساخته شده با آن می گردد. بنابراین بهترین گزینه برای سازه های در معرض زلزله، بار ارتعاشات و سازه هایی مانند پی ماشین آلات است.

معایب استفاده از میلگرد پلیمری FRP

• گسیختگی خزشی یا گسیختگی تحت خستگی استاتیکی، در این میلگردها وجود دارد. این در حالی است که میلگردهای فولادی چنین رفتاری ندارند. هرچه نسبت بار ثابت به مقاومت نهایی میلگرد افزایش پیدا می کند، زمان این گسیختگی کمتر می شود. همچنین در شرایط بد محیط مانند محیط های اسیدی یا نمکی، این زمان کاهش پیدا می کند.
• مقاومت در برابر گرما: در سازه هایی که قرار است در آتش سوزی و گرمای زیاد دوام داشته باشند، استفاده از این میلگردها زیاد مناسب نیست. این میلگردها در بتن مدفون می شوند و درون بتن به علت نبود اکسیژن آتش سوزی اتفاق نمی افتد. اما به علت گرمای زیاد، شل شدگی در این میلگردها مشاهده می شود. به دمایی که در آن شل شدگی اتفاق می افتد، دمای تبدیل شیشه ای (Glass Transition Temperature) گویند.
• ترد شکنی: به دلیل اینکه رفتار این میلگردها تا لحظه گسیختگی، الاستیک است و سپس ناگهان دچار گسیختگی می شود، شکست آنها ترد است.

آیین نامه ها

آیین نامه های مختلفی برای طراحی میلگردهای شیشه یا GFRP و همچنین طراحی و ساخت سازه های بتنی با آنها تالیف شده است. برخی از مهم ترین آنها عبارتند از:
• ACI 440.1R-06: در این آیین نامه که با عنوان «راهنمای طراحی و ساخت سازه های بتنی مسلح با میلگردهای FRP» شناخته می شود، به طراحی سازه های بتنی مسلح شده با میلگردهای پلیمری FRP می پردازد.
• ACI 440.6-08: در این آیین نامه که با عنوان «مشخصه های میلگردهای FRP کربن و شیشه در سازه های بتنی مسلح» شناخته می شود، روی محدودیت ها و حداقل های عملکردی و همچنین مصالح مجاز بحث می کند.
• ACI 440.5-08: در این آیین نامه که با عنوان «مشخصه های ساخت میلگردهای FRP» شناخته می شود، به بررسی آماده سازی، جانمایی، تعمیر و برش آرماتور FRP می پردازد.
• AASHTO Design Guide: در این آیین نامه که با عنوان «راهنمای طراحی LRFD عرشه بتنی پل های راه آهن و جاده ای با میلگردهای GFRP» شناخته می شود، به بررسی پل های جاده ای و راه آهن بتنی مسلح شده با میلگرد پلیمری FRP می پردازد.
• ACI 440.3R-04: در این آیین نامه که با عنوان «راهنمای انجام آزمایشات میلگردهای FRPبرای مسلح سازی و مقاوم سازی سازه های بتنی» شناخته می شود، به بررسی آزمایشات مورد نیاز میلگردهای FRP و همچنین سازه های بتنی که از این میلگردها استفاده نموده اند، می پردازد.
• ASTM D30 و ASTM D30.10: استانداردهایی در مورد آزمایشات مصالح پلیمری FRP است.
• CAN/CSA-S6-06: در این آیین نامه که با عنوان «آیین نامه طراحی پل های بزرگ راه های کانادا» شناخته می شود، استاندارد کانادایی در مورد طراحی بزرگراه ها و پل های مسلح شده با میلگردهای پلیمری FRP است.
• CAN/CSA-S807-09: در این آیین نامه که با عنوان «مشخصه های میلگرد های FRP» شناخته می شود، به کلیاتی در مورد FRP ها می پردازد.
• استاندارد انگلیسی: در این آیین نامه که با عنوان «راهنمای طراحی سازه های بتنی مسلح با استفاده از میلگردهای کامپوزیتی FRP» شناخته می شود، استاندارد انگلیسی طراحی سازه های بتنی با آرماتور FRP است.
• استاندارد ژاپنی: در این آیین نامه که با عنوان «توصیه های طراحی و ساخت سازه های بتنی مسلح با استفاده از مصالح کامپوزیتی FRP» شناخته می شود، استاندارد ژاپنی طراحی سازه های بتنی با میلگرد FRP است.
• NS3473: آیین نامه ملی نروژ برای طراحی سازه های بتنی با میلگرد پلیمری FRP است «راهنمای طراحی FRP».

ممنوعیت استفاده از میلگرد FRP در ساختمان های مسکونی

با توجه به اینکه ایران در منطقه لرزه خیزی قرار گرفته است، طراحی ساختمان ها باید با جاری شدن فولاد موجود در آن اتفاق افتد. این جاری شدن فولاد (تفاوتی ندارد فولاد موجود در بتن باشد یا فولاد اسکلت سازه) در آیین نامه های ایران الزامی است. بنابراین با توجه به اینکه رفتار میلگردهای کامپوزیتی FRP تا لحظه شکست کاملا خطی است و شکست آنها ترد است، استفاده از میلگردهای کامپوزیتی FRP در ساختمان های مسکونی با محدودیت همراه است. به همین دلیل توصیه می شود از میلگردهای پلیمری FRP فقط در دال ها و سازه های در معرض خوردگی و الکترومغناطیس استفاده شود.

طراحی میلگردهای کامپوزیتی FRP

مطابق آیین نامه های مختلف، روش های طراحی متفاوتی برای میلگردهای کامپوزیتی FRP و یا آرماتور پلیمری FRP وجود دارد. اصول کار این روش ها با طراحی سازه های بتنی تفاوت زیادی ندارد و دیدگاه طراحی در هر دو نوع آرماتور یکی است. با کلیک در اینجا فایل اکسل طراحی یک نمونه دال بتنی یک طرفه با میلگرد شیشه یا آرماتور کامپوزیت GFRP را دانلود نمایید. سلول هایی که با آبی کم رنگ در فایل مشخص شده اند باید توسط کاربر پر شوند و بقیه محاسبات به صورت اتوماتیک انجام خواهد شد.
همچنین می توان برای مطالعه بیشتر به مرجع زیر مراجعه نمود:
Nanni, Antonio., de Luca, Antonio., Jawaheri Zadeh, Hany., (2014), “Reinforced Concrete with FRP Bars: Mechanics and Design.” CRC Press, ISBN: 9780415778824, Available on: http://gen.lib.rus.ec/book/index.php?md5=5C4B142371CF3AD07567C8C228CA7178
برای دانلود این کتاب می توانید در اینجا کلیک نمایید. در آیین نامه های ذکر شده در بخش قبل نیز، اطلاعات خوبی در مورد روش طراحی سازه های بتنی با استفاده از آرماتور پلیمری FRP یافت می شود.

جزییات اجرایی میلگردهای FRP

خاموت در سازه های بتنی یکی از الزامات ساخت این سازه ها است. از طرفی خم کردن و شکل دادن میلگردهای FRP که از مشکلات این نوع میلگردها است، خاموت گذاری در این سازه ها را با محدودیت مواجه می کند. میلگردهای فولادی را می توان در همه اشکال در آورد. اما میلگردهای FRP باید به همان شکل مورد نظر ساخته شده باشند.
آرماتور کامپوزیتی FRP به شکل U موجود است. اما به صورت مربعی موجود نیست. به جای خاموت های مربعی می توان از خاموت گذاری مارپیچ پیوسته استفاده نمود. اما معمولا جفت کردن دو عدد میلگرد U برای تشکیل مربع از مارپیچ پیوسته بهینه تر و اقتصادی تر است. این میلگردها به صورت Zشکل هم موجود هستند؛ اما به هیچ وجه اقتصادی نمی باشند.

فروش میلگرد کامپوزیتی FRP

برای خرید و اطلاع از جزییات اجرایی و قیمت میلگرد کامپوزیتی FRP و نحوه فروش میلگرد FRP با کارشناسان شرکت مقاوم سازی افزیر تماس حاصل فرمایید. شرکت های زیادی در ایران به تولید میلگردهای کامپوزیتی FRP می پردازند. برای اطلاع از نحوه خرید میلگرد FRP با شرکت افزیر تماس حاصل فرمایید.

نقد و بررسی ها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “میلگرد FRP”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *