FRP rebar هو منتج مركب يحل محل حديد التسليح ويمنع بشكل كبير من تلف تآكل حديد التسليح في البيئات المسببة للتآكل و الحمضية . يتم استخدام قضبان FRP في الأماكن التي لا يجب أن توجد فيها مشاكل في المجالات الكهربائية و المغناطيسية و في هذه الحالة يكون الخيار الأفضل لتسليح الخرسانة . يستخدم هذا المنتج على نطاق واسع بسبب مقاومته الجيدة لهجوم الكبريتات والكلوريدات ، وكذلك مقاومته الجيدة للتآكل و الصدأ . لذلك ، لتقليل تكلفة إصلاح الهياكل البحرية المعرضة لبيئة البحر المسببة للتآكل و بسبب تكسير التدريجي لغطاء الخرساني ، يتم تدمير قضبان الصلب ، كان استخدام حديد التسليح FRP جنبًا إلى جنب مع طرق التكيف الحالية مثل الحماية الكاثودية واستخدام طلاء الإيبوكسي ناجحًا نسبيًا .

يمكن أيضًا استخدام حديد التسليح FRP لتصميم وبناء المباني الجديدة . هذه المواد ، بخصائصها ، تقلل القطر وتزيد مسافة التسليح في العناصر الخرسانية المسلحة مثل الألواح والأنفاق والأساسات وما إلى ذلك . أيضا ، تسليح FRP يزيد من التخميد الناتج في الهيكل ضد الاهتزازات التي تسببها الزلازل أو المعدات الصناعية و سيكون الخيار الأفضل لزيادة مقاومة الهيكل للزلازل أو الاهتزازات و تقويتها باستخدام FRP .

يتم تصنيف هذا التسليح على النحو التالي وفقًا للألياف المستخدمة في البوليمر الخاص بها :

قضبان FRP الزجاجي : (Glass Fiber Reinforced Polymers Rebars)

قضبان FRP الكربوني : (Carbon Fiber Reinforced Polymers Rebars)

قضبان FRP أراميدي :  (Aramid Fiber Reinforced Polymers Rebarss)

تطبيقات قضبان FRP :

حديد التسليح FRP أو حديد التسليح المركب FRP  ،  بديل جيد لحديد التسليح الصلب في بيئات التآكل العالية . يتم إنشاء هذا التسليح من خلال الجمع بين ألياف FRP و طلاء الراتنج . لهذا السبب يطلق عليهم أيضًا حديد التسليح FRP المركب . سعر حديد التسليح المركب FRP منخفض جدًا مقارنة بحديد التسليح الفولاذي والخصائص التي يتلقاها المستخدم منها . لأنه إذا أراد المستخدم الحصول على نفس الخصائص من حديد التسليح ، يجب أن يدفع عدة مرات أكثر من سعر التسليح FRP . تمنع هذه التسليح بشكل كبير عن تلف التآكل لحديد التسليح في البيئات المسببة للتآكل و الحمضية . إن استخدام حديد التسليح FRP في الأماكن التي لا يجب أن تكون مشاكل في المجالات الكهربائية و المغناطيسية هو الخيار الأفضل لتسليح الخرسانة . يمكن أيضًا استخدام حديد التسليح FRP لتصميم وبناء المباني الجديدة.

انواع قضبان FRP

يتكون قضبان تسليح FRP المركب من جز أين ، البوليمر FRP و الراتنج . إن سلوك كل من ألياف البوليمر FRP و الراتنج مؤثر في السلوك النهائي لتسليح مركب FRP . اعتمادًا على نوع الراتنج الذي يمكن أن يكون أحد أنواع البوليستر أو الإيبوكسي أو إستر الفانيليا أو PVC أو نوع ألياف البوليمر FRP التي يمكن أن تكون أحد أنواع الكربون أو الألياف الزجاجية أو الألياف الضوئية أو الأراميد ، هناك ثلاثة أنواع من حديد التسليح المركب FRP متوفرة في السوق .

قضبان الزجاجي أو قضبان مركب  (GFRP (Glass fiber-Reinforced Polymer

قضبان الكربون أو (CFRP (Carbon fiber-Reinforced Polymer

قضبان الأراميدي (AFRP (Aramid Fiber-Reinforced Polymer

من بين قضبان التسليح المذكورة أعلاه ، فإن قضبان الألياف الزجاجية أو حديد التسليح GFRP هي الأرخص .

سلوك قضبان FRP المركب

سلوك قضبان FRP المركبة مرن تمامًا و يستمر هذا السلوك المرن حتى لحظة الانهيار . كما ذكر فإن مقاومة قضبان FRP المركب يكون اكثر من مقاومة الفولاذ و نتيجة لذلك ، يكون انفعال المرن أيضا اعلى من الحديد التسليح هذا يجعل جميع الانفعالات التي تحدث في حديد التسليح المركبة FRP قابلة للانعكاس . معامل مرن لحديد التسليح المركبة FRP يختلف اعتمادًا على نوع البوليمر وراتنجها .

أهم مزايا استخدام التسليح FRP

المعلمات التي يكون فيها حديد التسليح FRP متفوقا على المنتجات الأخرى هي :

المقاومة للتآكل

سبب الرئيسي لإستخدام حديد التسليح FRP بدلاً من حديد التسليح في المناطق البحرية .

مقاومة الشد

نظرا بأن لا يحدث خضوع في FRP ،  فإن مقاومة الشد النهائية هي المعيار في التصميم . على عكس الفولاذ ، قإن مقاومة الشد لتسليح FRP تتأثر بقطره و ذلك بسبب التأخر في قوة القص لديها . بعبارة أخرى ، الألياف القريبة من مركز المقطع العرضي ليس لها نفس الإجهادات و الموحدة مثل الألياف القريبة من السطح الخارجي . على سبيل المثال ، فإن GFRP التي ينتجها مصنع أمريكي مع #9 (7.28 مم) لديه قوة شد 140 ميجاباسكال و حديد التسليح # 3 (قطر 5.9 مم) لديه قوة شد 890 ميجاباسكال . مقاومة الشد قصبان CFRP ، ١١٠٠ الى ٣٠٠٠ ميجاباسكالس ، مقاومة شد حديد التسليح GFRP ٩٠٠ إلى ١١٠٠ ميجاباسكال ، تم الإبلاغ عن قوة الشد لحديد التسليح AFRP لتكون 1350 إلى 1650 ميجاباسكال . المقاومة النهائية للوتر GFRP ١٣٨٠ الى ١٧٢٤ ميجاباسكالس و مقاومة النهائية للوتر CFRP يكون ١٨٦٢ الى ٢٠٧٠ مگاپاسکال . يبلغ معامل مرونة GFRP حوالي 25٪ من معامل مرونة الفولاذ. حديد التسليح FRP في الضغط يكون اضعف منه في الشد . تعتمد قوة الضغط على ما إذا كان حديد التسليح أملسًا أو مضلعًا . مقاومة الضغط التقريبية لـ GFRP تكون في حدود ٣١٧ الى ٤٧٠ في حال أن مقاومة الشد تكون من ٥٥٢ الى ٨٩٦ ميجا باسكال . بشكل عام ، تبلغ مقاومة الضغط لتسليح FRP حوالي 60 ٪ إلى 80 ٪ من قوة الشد وما هو مؤكد مع زيادة مقاومة الشد ، تزداد مقاومة الضغط لحديد التسليح أيضًا يعتمد معامل ضغط FRP المرن على النوع والحجم ومراقبة الجودة ونسبة الطول إلى القطر للحديد . قوة القص لـ FRP منخفضة جدًا بحيث يمكن قطعها بسهولة بمنشار عادي عمودا على المحور الطولي.إذا لزم الأمر للقضاء على هذا النقص ، يجب أن يكون الاتجاه الأقوى لـ FRP على طول القطع (باستخدام الطبيعة غير المتجانسة للمركبات).

وزن النوعي

وزن النوعية لـ FRP حوالي 25٪ من الوزن النوعية للصلب . كلما انخفض وزن النوعي للمادة ، كلما كان نقلها وتخزينها وتشغيلها وتركيبها أسهل.

عازل الكهربائي و المغناطيسي

بسبب قدرة عزل الكهربائي و المغناطيسي لحديد التسليح FRP يستخدم هذا المنتج في أماكن مثل المستشفيات والمطارات ومراكز الرادار ، وما إلى ذلك ، والتي تقع في المجالات الكهربائية والمغناطيسية ، لمنع وقوع أعطال .

زحف

ألياف الكربون والزجاج تتمتع بمقاومة زحف جيدة لكن معظم الراتنجات ، على عكس الألياف ، لا تتمتع بمقاومة زحف جيدة . اتجاه و حجم ألياف التسليح ، يلعب دورًا مهمًا في أداء التسلق المركب . في حالة ألياف GFRP ذات نوعية جيدة ، يتم قياس كمية انفعالات الزحف ، وكانت حوالي 3 ٪ فقط من انفعالات المرنة الأصلية . لذلك ، يمكن القول أن مقاومة زحف حديد التسليح FRP أفضل بكثير من حديد التسليح الصلب و يظهر البحث أنه إذا تعرض الفولاذ لأكثر من 75٪ من ضغطه النهائي ، فسوف ينهار فجأة دون تغيير مقاومته . في حالة FRP ، أظهر بحث أجرته شركة ألمانية على GFRP أن الانفعال الزحف لن يحدث إذا كان الضغط المطبق أقل من 60 ٪ من القوة النهائية .

إجهاد

مقاومة FRP المركبة لدورات التحميل المتقطع ، أو بعبارة أخرى مقاومة الإرهاق ، أدت إلى الاستخدام المتزايد لـ FRP في صناعة الطيران . ألياف الكربون والإيبوكسي مقاومة للتعب أفضل من الفولاذ ، لكن GFRP أقل مقاومة للتعب من الفولاذ . بشكل عام ، تظهر النتائج أنه إذا تعرض FRP لضغوط متساوية أو أقل من 50 ٪ من قوته النهائية ، فإنه يتمتع بمقاومة جيدة للتعب.

الاتصاق

تظهر النتائج الحالية أن FRP لديه التصاق جيد للخرسانة و يتم استخدام تعديل السطح لزيادة الالتصاق بين ألياف التدعيم و مادة الرابطة الراتنجية .