قضبان GFRP

الوصف

هذا النوع من القضبان، المعروف بأسماء مثل GFRP (قضبان مصنوعة من البوليمر المدعم بألياف الزجاج)، حديد التسليح الزجاجي FRP، قضبان الألياف الزجاجية FRP، أو حتى حديد التسليح البوليمري، يُستخدم بشكل واسع بسبب متانته العالية في البيئات المعرضة للتآكل والملوحة، وكذلك في البيئات الكبريتية أو التي تحتوي على طاقة مغناطيسية عالية. تركيب الألياف الزجاجية FRP مع راتنج الفينيل استر (PVC) يؤدي إلى تصنيع هذا القضيب. أكثر التطبيقات شيوعًا لحديد التسليح الزجاجي FRP أو قضبان الألياف الزجاجية FRP هو في بناء الألواح الخرسانية. من أهم ميزات قضبان GFRP أو حديد التسليح المركب، هي المقاومة العالية، المقاومة للحرارة والحرارة، الانحناء القليل عند لحظة الانكسار، والوزن الخفيف. من بين أنواع قضبان FRP، يُعتبر حديد التسليح من الألياف الزجاجية FRP هو الأرخص. في هذه الصفحة، سيتم السعي للإجابة على سؤال “ما هو قضيب GFRP؟”للحصول على معلومات حول كيفية بيع وأسعار قضبان الألياف الزجاجية، يُرجى الاتصال بشركة مقاومة أفزير.
بسبب المقاومة العالية جدًا لمواد FRP ضد التآكل، تم تصنيع هذه المادة على شكل قضبان FRP أيضًا. حاليًا، توجد العديد من المصانع التي تُنتج قضبان الألياف الزجاجية FRP، والتي يمكن الحصول عليها في إيران من خلال شركة مقاومة أفزير تحت اسم المنتج GRRTM.
منذ أول استخدام لقضبان التسليح في الخرسانة عام 1893 ميلادي، كانت واحدة من القضايا التي تؤثر على متانة الخرسانة والهياكل هي تآكل الخرسانة والقضبان. على سبيل المثال، في عام 2006 في مونتريال بكندا، انهار جسر العبور في لافال (Laval) نتيجة للتآكل وقدمه المفرط، وكان أحد الخيارات المقترحة لمنع حدوث مثل هذه الانهيارات هو استخدام قضبان GFRP المركبة. مع تقدم التكنولوجيا في مجال المواد المركبة، تم تطوير قضبان جديدة تُعرف باسم قضبان الألياف الزجاجية FRP أو قضبان GFRP المركبة، والتي تتمتع بمقاومة جيدة ضد التآكل. هذا المنتج، بالإضافة إلى كونه مناسبًا جدًا للهياكل الجديدة، يمكن أيضًا استخدامه في تعزيز الهياكل القديمة.

عدم التجانس لقضبان الألياف الزجاجية FRP أو المركبة GFRP

قضبان المركب GFRP أو الألياف الزجاجية FRP هي مادة غير متجانسة. لكن ما هو حقًا قضيب GFRP؟تركيب هذا الحديد يتكون من FRP وغطاء. عدم التجانس في القضبان ناشئ من سلوك FRP غير المتجانس. ألياف الزجاج FRP محصورة بين مصفوفة من البوليمر، الإيبوكسي، الفينيل استر (PVC)، أو الأورثان. في قضبان GFRP المركبة، عادةً ما يتم استخدام الفينيل استر كراتنج أو غطاء. إذا تم تطبيق الشد في الاتجاه العمودي على الألياف، فإن القضيب يظهر مقاومة جيدة. في الاتجاه الأفقي، تكون هذه المقاومة ضئيلة جدًا. في قضبان الألياف الزجاجية FRP أو المركبة GFRP، وبشكل عام في حديد التسليح البوليمري، يلعب كل من مواد FRP والمصفوفة المحيطة بها دورًا مهمًا. بالطبع، هذا السلوك غير المتجانس قد يسبب مشاكل في بعض الأحيان. في الحالات التي يحدث فيها قوة قصية على القضيب، تصبح أداؤه موضع تساؤل.

تصرف قضبان الزجاج FRP أو المركب GFRP

تصرف حديد التسليح الزجاجي FRP أو المركب GFRP لا يشبه تصرف حديد التسليح الفولاذي. هذه المواد تتمتع بسلوك خطي مرن من لحظة التحميل حتى نقطة الفشل. هذا يعد من مزايا قضبان الألياف الزجاجية FRP أو المركب GFRP، حيث إن أي تغيير في الشكل قابل للعودة.
معامل المرونة لقضبان المركب GFRP يتراوح حوالي 35 إلى 51 ميغاباسكال.
كما أن هذه المواد لا تمتلك قابلية المطّ. بإمكانك مشاهدة فيلم اختبار الشد الذي تم إجراؤه على قضبان GFRP من خلال النقر هنا. كما هو موضح في هذا الفيديو، فإن حديد التسليح الزجاجي FRP لا يظهر سلوكًا بلاستيكيًا أو ظاهرة تقييدية مثل حديد التسليح الفولاذي. كما أن حديد التسليح الزجاجي FRP أو المركب GFRP يتمتع بسلوك مرن تمامًا، وعند الوصول إلى مقاومته النهائية، يحدث الفشل. عند لحظة الفشل، تنفصل ألياف FRP والراتنج معًا.

أثر درجة الحرارة على قضبان المركب GFRP

درجة حرارة الفشل للألياف الزجاجية FRP لقضبان الزجاج FRP أو المركب GFRP تبلغ حوالي 120 درجة مئوية. عند هذه الدرجة، تفقد الراتنج مقاومتها القصوى، الضغط، والشد. كما أن هذه الدرجة تقل مع امتصاص الماء.

مزايا استخدام حديد التسليح الزجاجي FRP أو المركب GFRP

مقاومة عالية: هذه القضبان تتمتع بمقاومة عالية جدًا مقارنة بوزنها.
وزن خفيف: كثافة هذه القضبان تتراوح بين 1.25 إلى 1.5 جرام لكل سنتيمتر مربع (بينما كثافة الفولاذ تبلغ 7.9 جرام لكل سنتيمتر مربع).
مقاومة ضد المياه المالحة، المواد الكيميائية، والبيئات الخطرة: تتمتع قضبان الزجاج FRP أو المركب GFRP بمقاومة عالية تجاه الأمطار الحمضية، والمواد الكيميائية، والأملاح.

• دوام عالي
• عازل كهربائي
• عازل حراري

عيوب استخدام حديد التسليح المصنوع من الألياف الزجاجية FRP أو المركب GFRP

ربما في بعض النقاط، يرغب مصمم الهيكل في الاستفادة من خاصية البلاستيك لحديد التسليح الفولاذي. في هذه الحالة، نظرًا لأن حديد التسليح المصنوع من الألياف الزجاجية FRP أو قضبان الزجاج FRP لا تعطي تشوهات كبيرة قبل الفشل، فإن استخدامها قد لا يكون مناسبًا، أو يجب على المصمم تعديل تصميم الهيكل الخاص به.
كما أن من المشاكل الأخرى لقضبان الألياف الزجاجية FRP أو المركب، ضعفها في مواجهة الحرارة. في هذه الحالة، تنفصل الراتنج المحيطة بقضبان الألياف الزجاجية FRP، مما يؤدي إلى فقدان مقاومتها نتيجة الحرارة.
تمتلك قضبان GFRP سلوكًا غير متجانس، مما يسبب بعض المشاكل في تطبيقاتها.

مشاكل تتعلق بثني قضبان الألياف الزجاجية FRP

تاريخ استخدام قضبان الزجاج FRP

تم استخدام GFRP في صناعة البناء لأول مرة في منتصف الثلاثينيات من القرن العشرين. في ذلك الوقت، كان يُستخدم بشكل أساسي للجماليات والخصائص المعمارية. لكن في عام 1967، تم اكتشاف خواصه الاستثنائية في صناعة البناء بشكل غير متوقع خلال هدم مبنى “منزل المستقبل” في ديزني لاند. بين عامي 1956 و 1957، تم بناء “منزل المستقبل” باستخدام قضبان المركب GFRP. ومع ذلك، تم اتخاذ قرار بهدمه لاحقًا بسبب عدم الحاجة إلى هذا الهيكل. في النهاية، بدأت عملية الهدم في عام 1967. وخلال هذه العملية التي كانت تتم باستخدام كرة الهدم، حدثت حادثة مثيرة للاهتمام. عند اصطدام الكرة بقضبان الزجاج FRP أو المركب GFRP، كانت ترتد وتغير مسار حركتها. بينما كانت الكرة تدمر بسهولة الهياكل المصنوعة من حديد التسليح الفولاذي، بعد هذا الحدث، بدأت خصائص قضبان الزجاج FRP أو المركب GFRP بالظهور تدريجيًا. حتى أنه في عام 1994، تم استخدام حوالي 600 مليون جنيه من المواد المركبة في صناعة البناء.

قضبان الزجاجي

استخدام حديد التسليح الزجاجي FRP أو المركب GFRP
نظرًا لخصائص قضبان الزجاج FRP أو المركب GFRP، يُستخدم اليوم بشكل متزايد في صناعة البناء. من بين الاستخدامات الشائعة لهذه النوعية من القضبان، يمكن الإشارة إلى النقاط التالية:
الخرسانات المعرضة للكلوريدات
واحدة من المخاطر التي تجعل الخرسانة عرضة للتآكل في بيئات مختلفة هي التآكل. ولذلك، يمكن استخدام هذا النوع من حديد التسليح لضمان دوام الخرسانة:

• أرصفة الجسور
•  معدات تخزين الملح
•  أنظمة تصريف المياه
•  القنوات
•  الجدران الساحلية والأرصفة والموانئ
•  الإنشاءات الساحلية المعرضة للملح
•  معدات إزالة الملح

الخرسانات المعرضة لجهد عالٍ وحقول كهرومغناطيسية

• البيئات الطبية المحيطة بأجهزة MRI
•  محطات الطاقة ذات الجهد العالي ومحطات الكهرباء
•  مصانع الألمنيوم والفولاذ
•  محطات الراديو

الخرسانات المعرضة للتآكل

•  معدات الصرف الصحي
•  التغطيات غير الكافية للخرسانة
•  العناصر الخرسانية المعمارية
•  الحفاظ على الآثار التاريخية
•  النيوجيرسي بسبب خفته وسهولة التعامل معه

تشييد الأنفاق والتعدين

•  الأنفاق المحفورة بواسطة آلات TBM
•  الأنفاق المحفورة بطريقة NATM والحفر اليدوي
•  الجدران الاستنادية وتدعيم التربة
•  تثبيت الصخور

الحفاظ على الآثار التاريخية وترميم الآثار القديمة

• ترميم وتقوية الهياكل الخرسانية والآثار القديمة الطينية
•  الحفاظ على الآثار القديمة ذات العناصر الحجرية

بالإضافة إلى ما سبق، يمكن استخدام هذه النوعية من القضبان كبديل مناسب لقضبان الحديد المغلفة بالإيبوكسي، والمجلفنة، والفولاذ المقاوم للصدأ.
في الحالات التي تكون فيها مسألة نقل الحرارة مهمة، يمكن استخدام هذه النوعية من القضبان.
أحد أبرز التقنيات القابلة للاستخدام باستخدام هذه القضبان هو حفر الأنفاق يدويًا. في الطريقة الابتكارية التي قدمها الأستاذ أورستي (Oreste)، تساعد قضبان الألياف الزجاجية FRP في زيادة سرعة الحفر وأمان العمل عدة مرات مقارنةً بطريقة NATM.
تصميم حديد التسليح الزجاجي FRP أو GFRP
وفقًا للمعايير المختلفة، هناك طرق تصميم متنوعة لقضبان المركب أو حديد التسليح البوليمري. وتختلف مبادئ العمل لهذه الطرق بشكل كبير عن تصميم الهياكل الخرسانية، حيث إن رؤية التصميم في كلا النوعين من حديد التسليح واحدة. بإمكانك تنزيل ملف إكسل لتصميم نموذج لوح خرساني أحادي الجانب باستخدام حديد التسليح الزجاجي FRP أو المركب GFRP من خلال النقر هنا. الخلايا المحددة باللون الأزرق الفاتح في الملف يجب أن يتم تعبئتها من قبل المستخدم، بينما ستتم العمليات الحسابية الأخرى بشكل تلقائي.

مواصفات

• وزن خفيف
•  مقاومة شد عالية
•  مقاوم ضد التآكل
•  إمكانية تثبيت فعالة بواسطة العناصر المجاورة
•  معزز مناسب للانحناء والقص في العناصر الخرسانية
•  متوافق مع أنواع الراتنجات المختلفة مثل: راتنج الإيبوكسي، والبولستر، والفينوليك، والبوليمر، والفينيلستر

الإستخدامات

•  لتسليح الخرسانة في البيئات القاسية والمواقع الكيميائية
•  لتقوية وتعزيز الأسطح التي تفتقر إلى تغطية كافية من الخرسانة
•  التقوية الزلزالية
•  تقوية الجدران القصية الخرسانية والمبنية
•  تصحيح فقدان المقاومة بسبب التآكل
•  عدم كفاية قضبان التسليح للانحناء والقص
•  عدم كفاية حجم القضبان
•  عدم كفاية طول تداخل القضبان
•  تغيير في النظام الهيكلي
•  إعادة توزيع الأحمال بسبب إزالة الجدران، والعوارض، والأعمدة
•  تقوية الألواح لفتحات جديدة

الإنتاجیة

• بقطر 20-4 مم

لون المنتج

• إصفر

مواصفات المکانیکیة

يجب أن تكون التصاميم المنجزة لتقوية الهياكل باستخدام حديد التسليح الزجاجي GFRP متوافقة تمامًا مع الكود ACI 440.1R، استنادًا إلى القسم المخصص لـ GFRP، مع إجراء تحليلات دقيقة. يجب أن تستند التصاميم المنجزة إلى خصائص تصميم حديد التسليح GFRP، واستخدام القوانين المعروفة في التصميم، مثل القوة المعادلة وتوافق الانفعال. للاستخدام في طريقة (NSM)، يجب أن يكون الحد الأدنى لعمق الشق الذي يتم إنشاؤه لا يقل عن 1.5 مرة من قطر قضيب FRP. ولهذا الغرض، تقدم شركة أفزير عوامل تصميم مناسبة ومتوافقة مع المشروع لقضبان الألياف الزجاجية.

مراحل التنفیذ

• يجب فحص جميع سطح الخرسانة قبل من تثبيت قضبان الزجاج. يجب أخذ تآكل قضبان الحديد الداخلية في الاعتبار قبل تثبيت نظام التعزيز
•  يجب أن تحتوي الشقوق المُنشأة على حد أدنى من العرض والعمق يبلغ 1.5 مرة من قطر القضيب على سطح العارضة أو اللوح أو العمود
•  يجب أن تكون السطح الداخلي للشقوق خشنًا باستخدام طرق ميكانيكية لضمان الالتصاق المناسب
•  يجب أن تكون الأسطح الخرسانية جافة وخالية من الغبار، والزيوت، ومواد المعالجة، والمواد الضارة
•  يجب ملء نصف كل شق باللاصق الخاص
•  يتم تثبيت قضيب FRP في وسط الشق، ومع قليل من الضغط، يحيط اللاصق حول الشق. بعد تطبيق اللاصق، يتم إجراء فحص بصري للتأكد من ملء الشقوق باللاصق الإيبوكسي ذو اللزوجة العالية والتدفق النسيجي.