الیاف شیشه چیست؟

الیاف شیشه در سال 1938 توسط شرکت اونزکورنینگ به شکل انبوه تولید شده و معروف‌ترین تقویت‌کننده مورداستفاده در صنعت کامپوزیت FRP می‌باشد. انواع مختلفی از الیاف شیشه موجود می‌باشند که برخی از آن‌ها به اختصار در زیر آمده‌اند. ترکیبات شیمیایی این الیاف‌ها با هم متفاوت است و هر کدام برای کاربرد خاصی مناسب است.

E-Glass : الیاف از نوع عایق الکتریکی که گرفته شده از کلمه Electrical می‌باشد.

C-Glass : الیاف با مقاومت شیمیایی خوب که گرفته شده از کلمه Chemical می‌باشد.

S-glass : الیاف با مقاومت مکانیکی بالا که گرفته شده از کلمه Strengthمی‌باشد.

M-Glass : الیاف با مدول بالا که گرفته شده از کلمه Modulus می‌باشد.

D-Glass : الیاف با ثابت دی الکتریک بالا که گرفته شده از کلمه Dielectric می‌باشد.

ECR: الیاف با مقاومت خوردگی بالا که گرفته شده از عبارت  Extra corrosion Resistance می‌باشد.

انواع اشکال موجود الیاف شیشه:

• بصورت نخ (yarn)
• بصورت رشته‌ای  (Roving)
• بصورت پارچه‌ای در انواع بافت‌ها (ساده ، ساتینی و …… )
• بصورت سوزنی و نمدی  (CSM)
• بصورت نواری
• بصورت سه بعدی (ترکیبی از سوزنی ، پارچه‌ای زاویه‌‌دار و رشته‌ای)

برای  آشنایی بیشتر با فیبر شیشه و مزایای آن مطالعه مقاله “الیاف شیشه GFRP” را پیشنهاد می کنیم.

روش تولید الیاف شیشه:

آماده‌سازی مواد خام:

بیش از نیمی از مواد اولیه مورد استفاده در ساخت الیاف شیشه، ماسه سیلیس است که قسمت اصلی هر نوع الیاف شیشه را تشکیل می‌دهد. سایر اجزاء شامل مقادیر ناچیز ترکیبات شیمیایی دیگر می‌باشند.

بخش اختلاط:

در اینجا مواد با هم مخلوط شده برای قسمت کوره آماده می‌شوند. اصطلاحاً به این توده مخلوط، Batch  گفته می‌شود.

کوره:

دمای کوره به اندازه کافی زیاد است تا ماسه و سایر اجزاء را ذوب کند و بصورت شیشه مذاب در آورد. سطح داخلی کوره با آجرهای مخصوصی ساخته شده است که در دوره‌های زمانی مشخص تعویض می‌شوند.

بخش Bushing :

شیشه مذاب روی سینی‌های پلاتینی مقاوم حرارتی متعدد، جریان پیدا می‌کند. در این سینی‌ها هزاران روزنه وجود دارد که بوشینگ نامیده می‌شوند.

تشکیل الیاف:

جریان شیشه مذاب از درون بوشینگ‌ها بیرون کشیده می‌شود و تا قطر معین نازک می‌شوند، سپس توسط آب یا هوا خنک می‌شوند تا الیاف‌ها تشکیل شوند.

آهار زنی:

الیاف مو مانند، با یک مخلوط شیمیایی مایع که Sizing نامیده می‌شود، پوشش داده می‌شوند. آهار زنی به دو علت اصلی انجام می‌شود:

• برای محفوظ ماندن الیاف از سایش به یکدیگر در طی فرآیند ساخت و کار
• به منظور حصول اطمینان از چسبندگی الیاف به رزین

خصوصیات الیاف شیشه:

• مقاومت شیمیایی: این الیاف در مقابل مواد شیمیایی مقاوم بوده و باکتری، قارچ‌ها و دیگر جانوران بر الیاف تأثیری نمی‌گذارند.
• مقاومت در برابر رطوبت: این الیاف رطوبت را جذب نمی‌کند.
• خواص الکتریکی: الیاف شیشه به دلیل عایق بودن در برابر جریان برق، مناسب برای استفاده در ساخت اجزا و قطعات الکتریکی می‌باشد.
• خواص فیزیکی : مدول الاستیسیته و استحکام کششی بالا، انعطاف پذیری مناسب

کاربرد الیاف شیشه:

• افزایش مقاومت کششی و سطحی مصالح ساختمانی
• استفاده به‌عنوان مقاوم خوردگی در صنایع شیمیایی
• افزایش مقاومت بتن و سایر چسباننده‌های سازه‌ای
• تعمیر سطحی بتن و ترک‌های آن
• کمک به افزایش مقاومت ساختمان در برابر زلزله
• استفاده به‌عنوان عایق حرارتی، رطوبتی و صوتی
• بکارگیری در صنایعی مانند ساخت تجهیزات لوازم خانگی، تجهیزات ورزشی، ساخت اعضاء مصنوعی بدن، وسایل خودرو و …

مزایای الیاف شیشه:

• قیمت نسبتاً پایین
• استحکام کششی بالا
• مقاومت شیمیایی بالا و خواص عایق مناسب
• سازگاری با انواع چسب و رزین‌ FRP

معایب الیاف شیشه:

• شکنندگی
• مقاومت خستگی نسبتاً پایین
• مدول نسبتاً پایین در مقایسه با دیگر الیاف
• حساسیت به سایش و سختی بالا

بتن با الیاف شیشه:

الیاف شیشه بتن از گسترده‌ترین نوع از انواع الیاف بتن می‌باشد که طی طرح اختلاط بتن الیافی جهت استفاده برای مقاوم‌سازی بتن مورد استفاده قرار می‌گیرد. ساخت بتن مقاوم با این الیاف جزو اقتصادی‌ترین نوع بتن الیافی می‌باشد .

بتن مسلح با الیاف ترکیبی از سیمان پرتلند و سنگدانه است که به وسیله الیاف شیشه مقاوم در برابر قلیاها مسلح شده‌اند.

مواد تشکیل دهنده این بتن، شبیه به بتن معمولی است ، با این تفاوت که به جای فولاد، از الیاف شیشه برای بهبود مقاومت کششی بتن استفاده می‏شود. با توجه به اینکه مواد تقویت‌کننده بتن، الیاف شیشه است درنتیجه GRC  سبک‌تر از بتن معمولی خواهد شد و علاوه بر سبکی وزن، استفاده از الیاف این اجازه را نیز می‌دهد که GRC در ضخامت کمتری ساخته شود. به‌طوری که ضخامت یک قطعه بتنی را می‌توان به حدود 8 میلی‌متر کاهش داد.

نحوه استفاده الیاف شیشه در بتن :

در زمان مصرف  جهت جلوگیری از عدم پخش شدن و گره خوردن بهتر است الیاف در فواصل زمانی به میکسر اضافه شود تا حداکثر کیفیت را به قطعه بتنی بدهد. بنابراین بهتر است اختلاط الیاف طبق مراحــــل زیر صورت گیرد :

آب ، سیمان ، الیاف ، ماسه و سپس شن به میکسر اضافه گردد. توجه شود که زمان میکس لازم برای الیاف حدود 5 دقیقه می‌باشد.

اضافه کردن الیاف چاپد شیشه به بتن به شدت بر کاهش کارایی بتن تازه تأثیر می‌گذارد. بنابراین باید از روان‌سازهای مناسب را تجربه کرد و شیوه‌ی مناسب اختلاط را نیز بکار برد.

همچنین انواع الیاف شیشه‌ای به شدت تمایل دارند که در بتن تازه به یکدیگر چسبیده و گلوله شوند که به این پدیده گلوله شدن الیاف می‌گویند. واضح است که در هنگام بروز این پدیده ، توزیع الیاف دیگر یکنواخت نبود که برای برطرف نمودن آن باید از مواد جداکننده استفاده نمود.

مزیت بتن با الیاف شیشه :

• دوام بیشتر بتن
• افزایش مقاومت خمشی و کششی
• افزایش مقاومت در برابر نفوذ آب
• کاهش انقباض
• تقلیل ترک‌های سطحی و موئی
• افزایش مقاومت سایش
• افزایش مقاومت بتن در برابر لرزش و تنش
• نیاز به نسبت آب به سیمان کمتر

معایب بتن با الیاف شیشه :

مهم‌ترین مشکل کار کردن با بتن مسلح به الیاف شیشه پایین آمدن کارایی بتن است که برای فایق آمدن بر این معضل راه‌های زیر پیشنهاد می‌شود:

• استفاده از مخلوط ریزدانه‌تر
• استفاده از فوق روان کننده‌ها

کاربردهای بتن با الیاف شیشه :

• نماسازی
• پنل های دکوراتیو
• ساخت گنبد
• طراحی داخلی
• لند اسکیپ

محصولات ساخته شده از الیاف شیشه:

1) مت (MAT) پارچه‌ای از الیاف بافته‌شده

مت‌های تولیدشده از الیاف ریز ( مورداستفاده در بدنه قایق‌ها و کشتی‌ها و بدنه وسایل نقلیه و مخازن )

مت‌های تولید شده از رشته‌های پیوسته (برای قالب‌گیری فشاری) ، تیشوی یکنواخت ، مت روکش‌دار

که این مت ها می تواند به صورت مت های تک جهته یا به صورت دو جهته بافته شوند.

2) تیشو (ROOFING MAT)

این محصول که در اروپا تیشو نامیده می‌شود از رشته‌های ریز ریز شده الیاف شیشه و رزینی بنام اوره فرم آلید و رزین‌های دیگر تهیه می‌شود . تیشو را به همراه تیر برای ایجاد یک پوشش مناسب برای پشت‌بام منازل یا به همراه P.V.C  برای تولیدFLOORING FOAMED  جهت کف ساختمان‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

3) روینگ (ROVING)

روینگ‌ها از قرار گرفتن رشته‌های الیاف شیشه به صورت موازی و کنار هم و بدون تاب ساخته می‌شوند. روینگ را با توجه به مصارف نهایی آن‌ها تغییر می‌دهند. از عوامل قابل تغییر در رشته الیاف می‌توان ظرافت رشته‌ها، تعداد رشته‌ها، ابعاد و وزن بسته‌ها را نام برد .

مصارف روینگ :

1. در قالب‌گیری باز
2. قابل بافته شدن و تولید پارچه
3. برای تولید مواد کامپوزیتی که شکل محدب دارند مانند سیلندرها، قطعات مخروطی
4. تولید لوله
5. به‌صورت قطعه‌قطعه درآمده و در قالب‌گیری فشاری استفاده شود.

4) مت‌های ترکیبی (COMBINATION MATS)

کاربرد در انواع ساختمان کشتی و کرجی

5) نخ‌های شیشه‌ای (YARN)

این نخ‌ها به‌صورت دوک‌هایی بسته‌بندی‌شده، برای تولید :

1. طناب و ریسمان سنگین جهت آب‌بندی صنعتی و موتور اتومبیل .
2. لاستیک وسایل نقلیه
3. پارچه‌های کامپوزیت با کیفیت بالا برای بدنه هواپیما – پارچه‌های ضد آتش و …..

6) رشته‌های ریز شده (CHOPPED STRANDS)

1. برای تقویت مواد پلاستیکی ترموپلاست
2. در تهیه خمیر قالب‌گیری
3. بجای الیاف آسیاب شده

7) الیاف آسیاب شده (MILLED FINER)

1. برای مصارف الکتریکی
2. جهت تقویت در قالب‌گیری فشاری.

با توجه به تقاضای روز افزون در صنایع مختلف از جمله خودروسازی و ساخت و ساز، بازار و فروش الیاف شیشه در حال رشد و افزایش است. از دلایل این افزایش تقاضا می‌توان به از همه کاره بودن و انطباق پذیری آن اشاره نمود.
با در نظر گرفتن خواص استثنایی فیبر و الیاف شیشه و تقاضای بی سابقه در بخش‌‌های مختلف صنعت، فرصت‌‌های قابل رشد در بازار در آینده با توجه به چشم انداز افزایش جمعیت و شهرنشینی، امری دور از انتظار نیست و پیش بینی ‌می‌شود در طی سال‌‌های آتی شاهد رشد چشمگیر و بی نظیر فروش فیبر شیشه باشیم.
اگر قصد خرید الیاف شیشه را دارید، شرکت مقاوم سازی افزیر با مشاوره در زمینۀ مقاوم سازی و فروش الیاف شیشه تک جهته و قیمت خرید پارچه شیشه دو جهته در خدمت شما خواهد بود. برای استعلام قیمت الیاف FRP با کارشناسان ما در افزیر تماس بگیرید.

سوالات متداول

استفاده از الیاف شیشه چه مزیت هایی دارد؟

قیمت نسبتاً پایین نسبت به الیاف کربن و آرامید، وزن بسیار اندک، مقاومت شیمیایی بالا ب در محیط های اسیدی و نمکی و خواص عایق مناسب و سازگاری با انواع چسب و رزین‌ها را می¬توان نام برد.

انواع مختلف الیاف شیشه چیست؟

E-Glass الیاف از نوع عایق الکتریکی که گرفته شده از کلمه Electrical می‌باشد. C-Glassالیاف با مقاومت شیمیایی خوب که گرفته شده از کلمه Chemical می‌باشد. S-glassالیاف با مقاومت مکانیکی بالا که گرفته شده از کلمه Strengthمی‌باشد. M-Glassالیاف با مدول بالا که گرفته شده از کلمه Modulus می‌باشد. D-Glass الیاف با ثابت دی الکتریک بالا که گرفته شده از کلمه Dielectric می‌باشد. ECR الیاف با مقاومت خوردگی بالا که گرفته شده از عبارت Extra corrosion Resistance می‌باشد.

تفاوت بتن مسلح شده با فولاد و بتن مسلح شده با شیشه در چیست؟

مواد تشکیل دهنده این بتن، شبیه به بتن معمولی است ، با این تفاوت که به جای فولاد، از الیاف شیشه برای بهبود مقاومت کششی بتن استفاده می‏شود. با توجه به اینکه مواد تقویت‌کننده بتن، فیبر شیشه است درنتیجه GRC سبک‌تر از بتن معمولی خواهد شد و علاوه بر سبکی وزن، استفاده از الیاف این اجازه را نیز می‌دهد که GRC در ضخامت کمتری ساخته شود. به‌طوری که ضخامت یک قطعه بتنی را می‌توان به حدود 8 میلی‌متر کاهش داد.