الیاف شیشه چیست؟ الیاف شیشه تک جهته یکی از پرکاربردترین مواد صنعتی شناخته شده، تا به امروز است. خواص مکانیکی این محصول، با الیاف‌هایی مانند فیبرهای کربن و فیبرهای پلیمری، برابری می‌کند. با توجه به مقاومت بالا و وزن کم الیاف شیشه تک جهته از آنها در بسیاری از محصولات پلیمری به عنوان عامل تقویت کننده استفاده میشود تا محصولی بسیار با دوام و سبک بدست آید. کاربرد دیگر فیبر شیشه در مقاوم سازی ساختمانها و سازههای صنعتی، مانند لوله‌ها و مخازن است. انواع فیبر شیشه تک جهته سازگاری مناسبی با انواع چسب‌ها و رزینهای شیمیایی از جمله رزین اپوکسی FRP، رزین پلی‌استر و رزین وینیل‌استر داشته و به کمک این رزین‌ها و چسب های اپوکسی براحتی روی هر سطحی چسبانده میشوند.
مشخصات الیاف شیشه
الیاف شیشه تک جهته، یکی از محبوب ترین تقویت کننده‌ها در صنایعی مانند صنایع نفت و گاز، دریایی و شیمیایی است. علاوه بر این، در بسیاری از فرآیندهای عایق کاری صنعتی و محصولات نهایی مانند پارچههایی که در دمای بالا کاربرد دارند، استفاده میشود.
از جمله مشخصات فیبر شیشه و پارچههای فایبرگلاس می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
- استحکام کششی بالا: استحکام کششی الیاف شیشه نسبت به یک سیم فولادی با قطری مشابه، بیشتر است و در عین حال وزن کمتری دارد.
- پایداری ابعاد: الیاف شیشه ای به تغییرات دما و رطوبت حساس نیست و ضریب انبساط خطی پایینی دارد.
- مقاومت حرارتی بالا: الیاف فایبرگلاس، از دمای اتاق تا دمای 370 درجه سانتی گراد حدود 50% و تا 480 درجه سانتیگراد حدود 25% استحکام کششی خود را حفظ می‌کند. نقطه نرم شوندگی آن 845 درجه سانتی گراد و نقطه ذوب آن در 1135 درجه سانتی گراد است.
- هدایت حرارتی خوب: الیاف شیشه ای به دلیل نسبت سطح به وزن بالا، عایق حرارتی خوبی است. این ویژگی موجب شده است این محصول به یکی از مصالح مفید در صنعت ساختمان تبدیل شود.
- مقاومت در برابر رطوبت: الیاف شیشه، جاذب رطوبت نیست و در تماس با آب، دچار تغییرات شیمیایی یا فیزیکی نمیشود.
- مقاومت به آتش عالی: از آنجایی که الیاف شیشه یک ماده معدنی است، به طور طبیعی غیر قابل احتراق است. در نتیجه موجب توسعه آتش نشده و به آن دامن نمی زند و زمانی که در معرض شعله قرار بگیرد، دود یا محصولات سمی دیگری تولید نمی‌کند.
- مقاومت شیمیایی خوب: الیاف شیشه نسبت به محیط‌های خورنده شیمیایی، بسیار مقاوم است.
- خواص الکتریکی برجسته: الیاف شیشه دارای مقاومت دی الکتریک بالا و ثابت دی الکتریکی پایین است. این محصول یک عایق الکتریکی عالی، حتی در ضخامت‌های بسیار کم است.
- نفوذپذیری دی الکتریک: این ویژگی الیاف شیشه موجب شده است این محصول یک گزینه عالی برای پنجره‌های الکترومغناطیسی باشد.
- سازگاری با انواع ماتریس های آلی: انواع الیاف شیشه در اندازه‌های متفاوت تولید میشود و می‌توان آن را با اکثر رزینهای مصنوعی و ماتریس‌های معدنی خاص مانند سیمان، ترکیب نمود.
- پایداری و دوام عالی: الیاف شیشه به نور خورشید، قارچ یا انواع باکتری‌ها، حساس نیست.
- عدم پوسیدگی: الیاف شیشه پوسیده نمیشود و توسط جوندگان و حشرات تخریب نمیشود.
- بسیار مقرون به صرفه است: در مقایسه با سایر مواد مشابه، انتخاب الیاف شیشه تک جهته یک انتخاب مقرون به صرفه است.
تقسیم بندی الیاف از لحاظ شکل ظاهری چگونه میباشد؟
الیاف شیشه به شکل پارچه‌ای، نخ (yarn)، رشته‌ای (Roving) ، نواری (UNI)، بافت‌های 3 بعدی، سوزنی و نمدی (CSM) موجود میباشد.
الیاف شیشه به صورت نخ
به دسته ای از فیلامنت های تابیده شده که دور دوک‌های پلاستیکی پیچیده میشوند و در تولید پارچه استفاده میگردد. فیلامنت‌ها خود رشته بسیار باریکی از الیاف می‌باشند که با قرارگیری تعداد زیادی از این الیاف کنار هم محصولات ثانویه تولید میگردد.
الیاف شیشه به صورت رشته‌ای
دسته ای از فیلامنت‌های تابیده نشده و دور دوک نیز پیچیده نشده است گفته میشود. این الیاف رشته مانند به در صنعت به صورت مستقیم کاربرد ندارد.
الیاف شیشه به صورت نواری
الیاف شیشه تک جهته همان الیاف مورد استفاده در صنعت ساختمان میباشد که دارای وزن کم و مقاومت بالا می‌باشند و جهت قرارگیری الیاف در راستای صفر درجه است. استفاده از الیاف تک جهته در صنایع مختلف مانند قطعات خودرو و هواپیما، تجهیزات ورزشی کاربرد دارد ولی بیشترین استفاده و کاربرد آن در صنعت ساختمان جهت مقاومسازی ساختمانها و سازههای صنعتی، مقاومسازی لوله‌ها و مخازن، حفاظت از سازه‌ها در شرایط محیطی خورنده میباشد. فیبر شیشه تک جهته در مقایسه با فیبر کربن تک جهته دارای مقاومت کمتر است. همچنین قیمت خرید الیاف شیشه تک جهته نیز کمتر میباشد که همین عامل باعث فروش بیشتر الیاف شیشه نسبت به الیاف کربن در بازارهای جهانی شده است.
الیاف شیشه به صورت بافت‌های سه بعدی
الیاف شیشه سه بعدی در سه جهت XYZ بافته و به رزین آغشته میگردد که ساختار یکپارچه ایجاد می‌کند.
این نوع ساختار علاوه بر وزن سبک، مقاومت بالا و شکل پذیری آسان دارد. برای تولید پانل‌های ساختمانی، دیواره مخازن و … استفاده میشود.
الیاف شیشه به صورت سوزنی و نمدی
این نوع از محصول شامل الیاف چاپد خرد شده میباشد که به صورت تصادفی بر روی سطح ریخته و با چسب بهم متصل میشوند. در ساخت قایق و لنج ، وان و پنل‌ها استفاده میشود.
الیاف شیشه به صورت پارچه‌ای
الیاف شیشه دو جهته سبک وزن بوده و به راحتی با رزین ترکیب می‌گردند که خواص مکانیکی بی نظیری ایجاد می‌کند. این مصحول برای بهسازی و تقویت دیوار‌های بنایی و بتنی، کامپوزیت FRP و در ساخت قطعات صنایع ورزشی، خودرو و هواپیما کاربرد دارد. با انواع رزین‌ها سازگار میباشد.
در ادامه برای آشنایی بشتر با محصولات ساخته شده از الیاف شیشه مطالعه مقاله “الیاف شیشه چیست؟” را پیشنهاد می دهیم.
الیاف شیشه و پشم شیشه چه تفاوتی با یکدیگر دارند؟
اگرچه هر دو دارای ساختار معدنی تشکیل شده از سیلیکا می باشند ولی الیاف پشم شیشه، قطری غیریکنواخت و طول کوتاه دارند و الیاف شیشه طول بلند و یکنواخت دارند. از پشم شیشه به عنوان عایق حرارتی استفاده میگردد و از الیاف شیشه علاوه بر عایق در جهت افزایش مقاومت کششی قطعات استفاده میشود.
کاربردهای الیاف شیشه
الیاف شیشه و صنعت ساخت و ساز
الیاف شیشه تک جهته در بتن پیش ساخته، به جلوگیری و تاخیر در رشد ترک کمک می‌کند. رشد سریع صنعت ساخت و ساز، پیشرفت‌های روز افزون تکنولوژی در بخش ساخت و ساز و همچنین مزایای استفاده از بتن پیش ساخته مانند کاهش هزینه، زمان و نصب آسان، از جمله دلایل رشد بازار بتن پیش ساخته و در نتیجه کاربرد الیاف شیشه تک جهته هستند. احتمالا مشخصات الیاف شیشه از قبیل مقاومت عالی در برابر ترک، ظرفیت باربری و مقاومت به ضربه، موجب افزایش تقاضای این محصول شده است. در صنعت‌های عمرانی و سایر صنایع ساختمانی زیر ساختی، از GFRC برای مقابله با مشکلات ناشی از خوردگی استفاده میشود. استفاده از الیاف شیشه مقاوم سازی تیرها و ستون های آسیب دیده و همچنین مقاوم سازی پل ها و سایر سازه‌ها کمک می‌کند.
انتظار می‌رود افزایش جمعیت و شهرنشینی و همچنین صنعتی شدن اقتصادهای در حال رشد، دولت‌‌ها را به سوی افزایش ساخت و ساز سوق دهد تا بتواند زیر ساخت مورد نیاز را تامین نماید. در نتیجه پیش بینی میشود تقاضا در زمینه بتن‌‌های تقویت شده و الیاف شیشه ای تک جهته در استفاده در بخش‌‌های مختلف ساختمانی، افزایش یابد.
الیاف شیشه و صنعت خودرو
پلاستیک های تقویت شده با الیاف شیشه تک جهته (GFRP)، به عنوان یک ماده سبک دارای استحکام بالا، در قسمت‌های مختلف خودرو استفاده میشوند. نه تنها ویژگی‌هایی از قبیل پایداری ابعاد و فرآیند ساخت آسان، بلکه مقاومت در برابر ضربه و حرارت الیاف های شیشه کاربری‌ها و قابلیت‌های بیشتری به خودرو می‌بخشد. و قدمی به سوی خودروهای برقی و الکتریکی میباشد بعلاوه خودروهایی که از انواع فایبرگلاس ساخته شده اند، دارای استحکام بالا و وزن کمی هستند، مسافت بیشتری را می‌پیمایند و راندمان سوخت آنها افزایش یافته است.
فرآیند تولید الیاف شیشه تک جهته
در حالت کلی، الیاف شیشه تک جهته توسط فرآیند ریسندگی مذاب تولید میشود. این تکنیک شامل ذوب ترکیبات شیشه درون یک مخزن و نازل پلاتینی است. این مخزن یک سوراخ کوچک برای جریان یافتن مذاب شیشه دارد. در تولید الیاف پیوسته، مذاب به طور پیوسته از نازل بیرون کشیده میشود و بر روی دوک پیچیده میشود. در حالی که در تولید الیاف کوتاه، مذاب شیشه توسط نیروی گریز از مرکز حاصل از چرخش مخزن از نازل خارج شده و توسط ابزارهای مکانیکی و یا جت هوا با ابعاد و طول های مشخص، بریده میشود.
انواع الیاف شیشه
به طور کلی می‌توان الیاف شیشه را بر اساس فاکتورهای مختلف دسته بندی نمود و هر دسته کاربردهای خاصی دارد. اما بر اساس کاربرد الیاف شیشه تک جهته در مقاوم سازی سازه، می‌توان این محصول را به صورت زیر تقسیم بندی نمود:
- E-glass (الکتریکی) – رایج ترین نوع الیاف تقویت کننده مورد استفاده در کامپوزیتهای زمینه پلیمری که نسبت به از A-glass (قلیایی)، مقدار عناصر قلیایی کمتر و استحکام بیشتر دارد. این محصول دارای خواص: استحکام کششی و فشاری و سختی خوب، خواص الکتریکی خوب و هزینه نسبتا کم، اما در مقابل مقاومت به ضربه نسبتا ضعیف است. بسته به نوع آن، قیمت هر کیلوگرم از این محصول بین 50 تا 100 هزار ریال متغیر خواهد بود.
- C-glass (شیمیایی) – بهترین مقاومت به حملات شیمیایی دارد. عمدتا به شکل یک پوشش پارچه ای درون لایه خارجی لمینت بکار رفته در تانک‌‌ها و لوله‌‌های مواد شیمیایی و آب، استفاده میشود.
- A-glass – که به شیشه قلیایی نیز معروف است. الیاف A-glass در برابر مواد شیمیایی مقاوم است و به شیشه پنجره شباهت دارد.
- AR-glass – شیشه ضد آلکالی یا مقاوم در برابر مواد قلیایی، به طور خاص برای استفاده در بتن تولید میشود. فرمولاسیون ترکیب آن به واسطه وجود زیرکونیوم، بهینه شده است و در واقع، افزودن زیرکونیوم عاملی است که موجب میشود این نوع فایبرگلاس برای استفاده در بتن مناسب باشد.
- R, S or T-glass – هر سه R-Glass، S-Glass و T-glass نام‌‌های تجاری یکی از انواع الیاف شیشه فایبرگلاس هستند که در مقایسه با فایبرگلاس E-glass، استحکام و مدول کششی بالاتری دارند. خواص ترشوندگی و مقاومت اسیدی این نوع فایبر گلاس نیز بالاتر است. که این خواص با کاهش قطر الیاف‌‌ها و رشته‌‌های شیشه، حاصل شده است. این نوع فایبر گلاس، مخصوص صنایع دفاعی و هوافضا تولید میشود. علاوه بر این، در ساخت جلیقه ضد گلوله بالستیک نیز استفاده میشود. از آنجایی که قیمت تمام شده این نوع الیاف نسبتا بالاست، حجم تولید کمتری دارد.
بازار و قیمت فروش الیاف شیشه
با توجه به تقاضای روز افزون صنایع مختلف از جمله خودروسازی و ساخت و ساز و مصرف کننده‌‌های نهایی، بازار و قیمت الیاف شیشه در حال رشد و افزایش است. عمده دلیل افزایش تقاضا در بخش‌‌های مختلف صنعت، از همه کاره بودن و انطباق پذیری الیاف شیشه ناشی میشود.
همچنین با در نظر گرفتن خواص استثنایی الیاف شیشه و این تقاضای بی سابقه در بخش‌‌های مختلف، فرصت‌‌های قابل توجه رشد در بازار الیاف شیشه، امری دور از انتظار نیست و پیش بینی میشود در طی سال‌‌های 2019 تا 2027 شاهد رشد چشمگیر و بی نظیر فروش فیبر شیشه باشیم.
CAGR پیش بینی شده برای بازار جهانی خرید الیاف شیشه در طی سال‌‌های 2019 تا 2027 چیزی در حدود 7.9 درصد خواهد بود. در سال 2018، حجم بازار جهانی الیاف شیشه چیزی در حدود 11.35 میلیارد دلار بود و پیش بینی میشود تا پایان سال 2027، این مقدار به رقم 22.32 میلیارد دلار برسد.
صنایع ساختمانی و ساخت و ساز، قابل توجه ترین محرک رشد بازار و فروش الیاف شیشه هستند. چشم انداز افزایش شهرنشینی و ظهور شهرهای هوشمند و افزایش جمعیت، نوید دهنده رشد سودآوری برای بازار الیاف شیشه است. احتمالا سرمایه گذاری‌‌ها و فعالیت‌‌های تحقیقاتی آتی، به سوی بازار الیاف شیشه هدایت خواهند شد. اگر قصد خرید الیاف شیشه را دارید، شرکت مقاوم سازی افزیر با مشاوره در زمینۀ مقاوم سازی و فروش الیاف شیشه و قیمت خرید الیاف FRP در خدمت شما خواهد بود. برای استعلام قیمت الیاف شیشه فایبرگلاس و انواع دیگر الایف شیشه با کارشناسان ما در افزیر تماس بگیرید
ویژگی‌ها
- مقاومت کششی بالا (کمتر از الیاف کربن)
- قیمت فیبر شیشه نسبت الیاف کربن کمتر است
- ضریب انبساط حرارتی بسیار کم
- عایق الکتریکی
- وزن مخصوص پایین
- مقاومت پایین در برابر محیط‌های خورنده
کاربردها
- مقاوم سازی و بهسازی لرزه ای ساختمانها
- مقاوم سازی سازههای صنعتی
- مقاوم سازی انواع لوله ها و مخازن
- ساخت قطعات کامپوزیت GRP
- استفاده در صنعت برق به عنوان مقاومت الکتریکی
- استفاده به عنوان پوشش در صنایع هوایی و هوافضا
- پایدارسازی دیوار ساختمان با نوین وال پست FRP
بسته‌بندی
- وزنهای 200 الی 1000 گرم بر مترمربع و عرضهای 20 الی 130 میلیمتر
رنگ محصول
- سفید
مشخصات فنی و اجرایی
| مشخصات | الیاف شیشه تک جهته |
| وزن واحد سطح | 200-1000gr/m² |
| رنگ | سفید |
| بافت الیاف | تک جهته |
| راستای بافت الیاف | طولی (صفر درجه) |
| عرض الیاف | 200-1300mm |
| ضخامت الیاف | 0.08-0.34mm |
| مقایسه خصوصیات الیاف شیشه تک جهته با فولاد رایج ساختمانی | ||
| مشخصات | الیاف شیشه تک جهته | فولاد رایج ساختمانی |
| مقاومت کششی | 2200MPa | 360MPa |
| مدول کششی | 70GPa | 200GPa |
| جرم واحد حجم | 2550Kg/m³ | 7850Kg/m³ |
| مقاومت در برابر خوردگی | دارد | ندارد |
| مقاومت در برابر محیط های اسیدی | دارد | ندارد |
الیاف شیشه تک جهته. یکی از پرکاربردترین مواد صنعتی شناخته شده، تا به امروز است. خواص مکانیکی این محصول، با الیاف هایی مانند فیبرهای کربن و پلیمرها، قابل مقایسه است. حال به بررسی عواملی که کارفرمایان را ملزم به انجام مقاوم سازی در ساختمان ها و سازه های مختلف می کند میپردازیم.
به طور کلی مقاوم سازی به معنای بالا بردن تحمل و مقاومت اعضای مختلف ساختمان در مقابل شرایطی است که می تواند برای ساختمان خطر آفرین باشد مثل زلزله، آتش سوزی و… البته لازم به ذکر است که مقاوم سازی همیشه به جهت مقابله با آثار مخربی مثل زلزله انجام نمیشود و گاها به جهت نیاز به انجام تغییراتی مثل تغییر در کاربری ساختمان و یا افت کیفیت مصالح به کار رفته در ساختمان انجام میگیرد.
موارد نیاز به مقاوم سازی در ساختمان:
در زیر به مواردی اشاره کرده ایم که در صورت اتفاق افتادن هرکدام از آن ها نیاز به مقاوم سازی در ساختمان پیدا می کنیم:
خرابی های موجود در ساختمان های قدیمی:
یکی از موارد شایع در ساختمان ها بروز خرابی و اشکال در طول مدت استفاده از ساختمان است. این خرابی به اشکال مختلف در ساختمان ها میتواند رویت شود.کرمو شدن بتن، ایجاد ترک های غیر عادی و خوردگی میلگرد های موجود در تیرها، ستون ها و سقف ها اشاره کرد که البته تشخیص بسیاری از این موارد نیاز به انجام روش های مختلف تست بتن شامل کرگیری و.. میباشد.
اشتباهات و خطاهای اجرایی:
یکی از مهم ترین مواردی که حتما لازم است تا ساختمان توسط کارشناسان مقاوم سازی مورد بررسی قرار گیرد وقوع اشتباهاتی است که در مرحله‌ی اجرای سازه پیش می آید. این اشتباهات در ساختمان های مختلف به شکل های بسیار گوناگونی امکان اتفاق افتادن دارد که می توان به ضعف در نمونه های آزمایش بتن، عدم همخوانی مقاومت طراحی بتن با مقاومت موجود، شکم دادن تیر و ستون، کرمو شدگی بتن و… اشاره کرد.
تغییر کاربری ساختمان:
تغییر در کاربری ساختمان ها امروزه امری متداول بوده و از جمله مواردی است که در آن باید قبل از انجام این کار ساختمان به طور کامل مورد بررسی قرار گیرد. تغییر در کاربری ساختمان باعث به وجود آمدن نیروهای جدیدی در اعضای ساختمان می شود که ساختمان برای آن ها طراحی نشده و به وجود آمدن آن ها ممکن است اعضای باربر مثل تیر، ستون و … را دچار گسیختگی و خرابی های شدیدی بکند. در این موارد لازم است تا مهندس مشاور مجرب به طور کامل ارزیابی از سازه موجود به عمل آورده و امکان سنجی تغییر کاربری را انجام دهد تا در نهایت طرحی با دقت بالا و جزئیات کامل ارائه گردد.
تشخیص به موقع ایرادات و انتخاب راه حل درست باعث صرفه جویی زیادی درهزینه های ساختمان خواهد شد. از آن جایی که انتخاب غلط یک شیوه نامناسب مقاومسازی ساختمان و تعمیر یا تقویت یک سازه، حتی میتواند شرایط را بدتر هم بکند لازم است از افراد با تجربه و خبره در این زمینه کمک گرفته شود.
کارفرمایان گزینه های مختلفی برای انجام مقاوم سازی ساختمان دارند که باید از بین همگی این روش ها یک گزینه را جهت اجرا در پروژه های خود انتخاب کنند. مقاوم سازی با استفاده از الیاف شیشه تک جهته روشی است که روز به روز استفاده از آن گسترده تر می شود. اما مهم ترین علل فراگیر شدن این روش چیست؟
مقاومت بالا
وزن کم
عدم رسانایی جریان الکتریسیته
کاهش هزینه ها
و…
هم چنین مشکلاتی که سایر روش های مقاوم سازی مثل ژاکت فولادی و بتنی برای ساختمان ایجاد می کنند مثل افزایش وزن ساختمان، تغییر در معماری و کوچک کردن زیر بنای مفید ساختمان، اخلال در کاربری ساختمان به مدت طولانی، افزایش هزینه ها و هم چنین امکان تکرار مشکلات پیش آمده مثل خوردگی و زنگ زدگی همه و همه به فواید مقاوم سازی با استفاده از الیاف شیشه تک جهته می افزاید.
بطور کلی مقاوم سازی سازه ها به منظور افزایش ظرفیت باربری ساختمان، بهبود نارسایی های ناشی از خوردگی و فرسایش، افزایش شکل پذیری سازه، نیاز به تغییر در کاربری سازه و جبران خطاهای طراحی و اجرایی صورت می گیرد.
الیاف تک جهته شیشه یا فیبر شیشه سبک، مقاوم در برابر خوردگی و دارای مقاومت کششی بالا می باشند و وزن کم آن که یکی از اهداف مقاوم سازی است باعث افزایش روزافزون استفاده از آن ها در پروژه های مقاوم سازی و بهسازی لرزه ای شده است.
برای انجام و طراحی سیستم مقاوم سازی در پروژه ها لازم است تا وضعیت موجود سازه از قبیل ظرفیت باربری فعلی المان ها، نقص ها و اشکالات پیش آمده، فایل های محاسباتی سازه و مدارک و نقشه های موجود سازه به طور کامل مورد بررسی قرار گیرد.
اصول کلی طراحی سیستم مقاوم سازی با الیاف شیشه تک جهته
اصول کلی و روش کلی طراحی بر پایه حالت حدی می باشد تا سطح عملکردی و ایمنی قابل قبولی ارائه شود و به دلیل شناخت کمتری که از کامپوزیت های GFRP نسبت سایر مصالح موجود مانند بتن وجود دارد لازم است تا ضرایب کاهش مقاومت به گونه ای اعمال شوند تا ضریب اطمینان طراحی بیش از 3.5 باشد. هم چنین لازم است تا خواص مصالح موجود مانند مقاومت فشاری، مدول الاستیسیته و … به وسیله ی آزمایشاتی مثل انجام کرگیری و تست مقاومت فشاری و انجام تست التراسونیک اندازه گیری شود.
انواع رفتار الیاف شیشه تک جهته:
رفتار کششی:
در بارگذاری کشش مستقیم، الیاف شیشه قبل از گسیختگی هیچ رفتار خمیری ندارند. رفتار کششی مصالح توسط یک رابطه تنش – کرنش خطی الاستیک تا هنگام شکست که بطور ناگهانی اتفاق می افتد، مشخص می شود. مقاومت کششی و سختی مصالح به عوامل متعددی بستگی دارد. از آنجا که در کامپوزیت GFRP الیاف نقش اساسی در باربری دارند، نوع الیاف، جهت قرارگیری و همچنین مقدار آنها مهمترین نقش را در خواص کششی ایفا می کنند.
رفتار فشاری:
کامپوزیت های GFRP که به صورت پوشش بیرونی عمل می کنند ، نباید به عنوان تقویت کننده فشاری مورد استفاده قرار بگیرند. البته در ستون ها به دلیل رفتار محصور کنندگی الیاف مقاومت فشاری و ظرفیت ستون به صورت غیر مستقیم افزایش می یابد.
ارزیابی و پذیرش
برای ارزیابی سیستم FRP باید راستای قرارگیری الیاف، وجود جدایش لایه ای و چسبندگی به سطح، جهت قرارگیری لایه ها و …. و هم چنین تطابق یا عدم تطابق با نقشه های طراحی توسط دستگاه نظارت بررسی شود که در ادامه به پاره ای از موارد و وظایف دستگاه نظارتی اشاره می کنیم.
برای استفاده ازفیبر شیشه در پروژه ها، این مواد باید بر اساس اطلاعات آزمایشگاهی مربوط به این مصالح کنترل شود. اطلاعات آزمایشگاهی به وسیله ی شرکت تامین کننده فراهم می شود.
پس از نصب و کسب مقاومت کامپوزیت های GFRP آزمایش کشش چسب (تست Pull Off) بر روی نمونه های مغزه گیری شده انجام می شود و مقاومت چسب باید بیش از 1.4MPa باشد تا پدیده جدا شدن و گسیختگی در بتن مشاهده شود. در صورتی که میزان مقاومت کمتر از مقدار تعیین شده باشد یا جدایش سیستم FRP از بتن اتفاق بیوفتد نشان دهنده وجود اشکال در سیستم است و الیاف شیشه نمی تواند عملکرد مورد انتظار را فراهم کند.
برای ارزیابی و تایید الیاف نصب شده باید موارد دیگری نیز در نظر گرفته شود که به پاره ای از آن ها اشاره می کنیم:
وقوع پدیده جداشدگی
جهت قرارگیری لایه ها که امری بسیار مهم بوده و وجود انجراف حتی به اندازه 5 درجه از راستای تعیین شده میتواند تاثیر زیادی در کاهش مقاومت داشته باشد.
ضخامت بعد از عمل آوری با رزین
طول وصله الیاف
و…
جزئیات اجرای سیستم FRP و الیاف تک جهته شیشه به هندسه سازه، صافی سطوح زیرکار و… بستگی دارد و لازم است پیمانکار مصالح FRP را مطابق با مشخصات توصیف شده توسط مهندس مشاور مثل نوع الیاف، نوع رزین، تعداد لایه ها، نحوه ی اجرا و… در اجرای عملیات مقاوم سازی استفاده نماید.
مراحل اجرای الیاف شیشه تک جهته:
اجرای سیستم های مقاوم سازی با فیبر شیشه باید مطابق مراحل زیر و به دقت انجام شود تا کیفیت مطلوب به دست آید.
ترمیم بتن و آماده سازی زیرکار:
لازم است تمام اشکالات موجود در بتن اصلی و بتن زیرکار که ممکن است یکپارچگی کامپوزیت GFRP را دچار مشکل کند، قبل از اجرای الیاف از بین برده شود و هم چنین در مواردی که احتمال خوردگی و زنگ زدگی میلگردهای موجود در بتن می رود باید ابتدا اثرات خوردگی و رسوبات پاکسازی شده و خرابی ها ترمیم شوند.
اختلاط رزین ها:
اختلاط رزین ها باید مطابق رویه توصیه شده توسط سازنده مطابق با مشخصات فنی پروژه انجام شود. تمامی اجزای رزین باید در شرایط دمایی مناسب و به مقدار کافی مخلوط شوند تا زمانی که مواد به حالت یکنواخت برسد.
انواع روش های نصب الیاف شیشه تک جهته:
پس از آماده سازی سطح زیرکار نوبت به نصب الیاف FRP می رسد که دارای روش های مختلفی است و روش نصب باید توسط مشاور مشخص شود. در ادامه به انواع روش های نصب الیاف FRP می پردازیم:
سیستم چسباندن تر الیاف شیشه تک جهته:
در این روش نصب، سیستم الیاف به صورت رزین نخورده یا خشک با دست نصب می شوند. الیاف می توانند در یک فرآیند جداگانه به کمک دستگاه آغشته ساز با مواد رزین بارور و اشباع شده و بعد از آن روی سطح بتن نصب شوند.
سیستم پیش آغشته الیاف شیشه تک جهته:
سیستم های پیش آغشته تک جهته ابتدا در کارخانه با رزین آغشته می شوند، ولی رزین عمل آوری نمی شود. این الیاف به سطوح با یا بدون رزین اضافی چسیانده می شوند و در محل عمل آوری می شوند.
عدم رعایت هر یک از موارد فوق و سایر مواردی که توسط مشاور و سازنده بیان می شود باعث ایجاد ضعف در باربری سیستم و در مواردی جدا شدن الیاف از سطح می شود.در ادامه به پاره ای از مواردی که رعایت آن ها از وقوع جدا شدگی الیاف جلوگیری خواهد کرد اشاره می شود:
حتی المقدور از چسباندن فیبر شیشه در سطح داخلی گوشه ها پرهیز شود طول مهاری کافی رعایت شود.
همپوشانی (Overlap) لازم در محل های وصله اجرا گردد.
پس از اجرای سیستم FRP لازم است تمهیدات و برنامه های تضمین و کنترل کیفیت توسط واحد کنترل کیفی (QC) به کار گرفته شود. کنترل کیفیت از طریق یک سری بازرسی ها و آزمایش های مورد نیاز انجام گردد.
بازرسان کنترل کیفی باید با کامپوزیت FRP و نحوه ی اجرا و نصب آن به طور کامل آشنایی داشته باشد و در جریان نصب سیستم الیاف شیشه بازرسی هایی را به صورت روزانه انجام دهد که این بازرسی ها باید شامل موارد زیر باشد:
دمای محیط، رطوبت نسبی و شرایط آب و هوایی
میزان خشک بودن سطوح
روش های آماده سازی سطوح
مشاهده فرآیند گیرش رزین ها
موقعیت و اندازه هر نوع جدایش لایه ای یا وجود حباب های هوا
و…
هم چنین واحد کنترل کیفی باید به صورت دوره ای کامپوزیت GFRP اجرا شده را مورد بازرسی و ارزیابی قرار دهد. برای آشنایی بیشتر با مقاوم سازی ساختمان با الیاف شیشه (GFRP) چگونه می باشد مطالعه مقاله “چگونه ساختمان خود را با الیاف FRP مقاوم سازی کنیم؟” را پیشنهاد می کنیم.
انواع روش های ارزیابی سیستم FRP:
بازرسی های کلی:
با بازرسی های چشمی و کلی هر نوع تغییرات در رنگ، جدا شدن الیاف، ترک خوردگی و… مورد بررسی قرار می گیرد که وجود هریک از این عوامل نشان دهنده ی ضعف در سیستم و اجرای نادرست می باشد. طبیعت مصالح مرکب FRP به گونه ای است که باید در حین بهره برداری، تاحد امکان هرگز و یا خیلی به ندرت مورد تعمیر قرار گیرند لذا لازم است سطوح پوشانده شده با مصالح FRP به صورت کلی مورد پایش و بازرسی قرار گیرند.
یکی از خرابی های رایج در سیستم های FRP جدا شدن مصالح مرکب از بتن است که خرابی بسیار خطرناکی است که در صورت رخداد آن عملا سیستم FRP کارایی ندارد. لذا جدا شدن مصالح مرکب از بتن باید مورد ارزیابی قرار گیرد. بهترین راه تشخیص این حالت انجام آزمایش کشش Pull-off می باشد که طبق آیین نامه در فواصل زمانی معین باید انجام گیرد و در صورت جدایی الیاف از سطح بتن لازم است که سازه مورد بررسی توسط مشاور مورد تحلیل مجدد قرار گرفته تا نوع عملیات اصلاحی برای آن تعیین شود . چنانچه آسیب های جزیی مصالح مرکب شناسایی شدند ، می توان با روش هایی نظیر تزریق رزین با رعایت احتیاط در اینکه مصالح آسیب بیشترنبیند تعمیر شوند. چنانچه آسیب های کلی و با اهمیت بیشتر نظیر پوسته شدن یا جداشدن لایه ها از یکدیگر در مقیاس وسیع رخ دهد، ممکن است لازم باشد تا چسب و مواد مرکب از محل برداشته شوند . مواد معیوب در یک سطح وسیع و به حد کافی از سطح بتن کنده شده و قسمت پاک شده مجددا با مواد جدید پوشش داده می شود.
پایش و بازرسی دراز مدت:
مطابق نظام پایش و بازرسی لازم است همانند تمامی اعضای سازه ای، سیستم مقاوم سازی با الیاف شیشه نیز مورد پایش و بازرسی قرار گیرد. چنین اقداماتی برای پل ها معمولا سالیانه یک بار به صورت کلی و هر شش سال یکبار به صورت تفصیلی به اجرا در می آید، اما در ساختمان ها بازرسی های منظم به ندرت انجام می گردد. لازم است مهندسین کنترل کیفی ساختمان نسبت به پایش و بازرسی منظم اعضای مقاوم سازی شده توجیه باشند و ساختمان های مقاوم سازی شده با کامپوزیت GFRP مورد پایش و بازرسی منظم برای اعضای تقویت شده قرار گیرند.
مدارک مرتبط
گالری تصاویر
مقالات مرتبط
19 روش مقاوم سازی ساختمان + فیلم اجرای مقاوم سازی ساختمان
مقاوم سازی ساختمان چیست؟ نیاز گسترده و روز افزون جامعه به ساختمان و مسکن، ضرورت استفاده از روش‌ها و مصالح…
اطلاعات بیشتر
مقاوم سازی چیست؟
با گذشت زمان و افزایش جمعیت دنیا همواره نیاز به ساخت‌وساز و همچنین نگهداری و مقاوم سازی سازههای موجود به…
اطلاعات بیشتر
کامپوزیت شیشه چیست؟
انواع کامپوزیت‌ها و طبقه‌بندی آنها کامپوزیت‌ها در ابتدایی‌ترین شکل خود، سازه‌هایی هستند که از به هم پیوستن حداقل دو عنصر…
اطلاعات بیشتر
الیاف شیشه چیست؟
الیاف شیشه در سال 1938 توسط شرکت اونزکورنینگ به شکل انبوه تولید شده و معروف‌ترین تقویت‌کننده مورداستفاده در صنعت کامپوزیت…
اطلاعات بیشترسوالات متداول
الیاف شیشه تک جهته چه مزیتی نسبت به الیاف کربن دارند؟
پارچههای الیاف شیشه تک جهته به مراتب از مشخصات مکانیکی کمتری نسبت به الیاف کربن تک جهته، بهرهمند هستند. اما یکی از پررنگترین مزیتهای آن این است که قیمت الیاف فایبر گلاس نسبت به الیاف کربن تکجهته مناسبتر است. بدین منظور، پارچههای الیاف شیشه تکجهته، بازار فروش بیشتری را به خود اختصاص دادهاند. یکی دیگر از مزایا فیبر شیشه، انعطاف پذیری بیشتر نسبت به فیبر کربن تکجهته است.
رزینهای مناسب برای چسباندن الیاف شیشه تک جهته روی سطوح کدام‌اند؟
الیاف شیشه تک جهته سازگاری مناسبی با انواع چسب ها و رزین های شیمیایی از جمله رزین اپوکسی FRP، رزین پلی استر و رزین وینیل استر داشته و با استفاده از آنها ، می‌توان الیاف شیشه تک جهته را روی انواع سطوح مختلف نصب نمود.
کاربردهای فیبر شیشه تک جهته چیست ؟
الیاف شیشه تک جهته به طور گستردهی در صنایع مختلف نظیر مقاومسازی و بهسازی لرزهای ساختمانها، مقاومسازی سازههای صنعتی، مقاومسازی لوله و مخازن، تولید قطعات کامپوزیتی، صنایع برقی، صنایع هوا و فضا و... کاربرد دارد.
الیاف شیشه تک جهته در چه ابعادی در بازار عرضه می شوند؟
علاوه براین، پارچههای الیاف شیشه تک جهته در عرضهای استاندارد 1270 الی 2540 میلیمتر در بازار عرضه میشوند.
فیبر شیشه یا فیبرکربن، کدام یک بهتر است؟
فیبر کربن از مقاومت بالاتری نسبت به فیبر شیشه برخوردار است. به طوری که در مواردی میتواند به جای فولاد استفاده شود. با اینکه الیاف شیشه نسبت به الیاف کربن از مقاومت کششی و یا مشخصات مکانیکی کمتری برخوردار است، اما از مدول کششی بسیار پایینی بهرهمند است. مدول کششی کم الیاف شیشه، سبب شده تا بتواند به راحتی خم و فشار بالاتری را بدون شکستگی تحمل کند.
الیاف شیشه تکجهته با چه روشی بر روی سطوح نصب میشود؟
برای نصب الیاف شیشه تک جهته بر روی سطوح ابتدا باید سطح، از هرگونه هرگونه آلودگی نظیر روغن، رنگ، گردو غبار و... پاکسازی گردد. سپس رزین مربوطه با توجه به دستورالعمل سازنده ترکیب و با استفاده از قلمو به سطح موردنظر اعمال گردد. در نهایت پارچه الیافی در قطعات دلخواه برش خورده و بر روی سطح مورد نظر قرار گرفته و با غلتک و یا قلمو به رزین آغشته شود. این روند برای هر تعداد لایه الیاف باید طی شود. در نهایت باید اجازه دهید تا عملیات پخت به طور کامل انجام شود.
قطعات کامپوزیتی الیاف شیشه (GFRP)، با چه روشی ساخته میشوند؟
قطعات کامپوزیتی فایبرگلاس از ترکیب پارچههای الیافشیشه با رزینهای سازگار ساخته میشوند. آنها با استفاده از روشهایی چون لایهگذاری دستی، پالتروژن، لایهگذاری توسط ماشین، قالب انتقال رزین، قالبگیری تحت فشار و... ساخته میشوند.
الیاف شیشه تک جهته چیست ؟
به طور کلی، الیاف شیشه تک جهته، پارچههایی بافته شده از از نخهای الیاف شیشه هستند که در آن نخهای الیاف شیشه با استفاده از نخهای نازک پلیاستری به صورت تک جهته و در یک راستا، درکنارهم قرار گرفتهاند. ترکیب این مواد الیافی با رزینهای مناسب، ماده و یا مصالحی کارآمد با مشخصات مکانیکی بالا ارائه میدهد.
الیاف کربن تک جهته با چه وزنهایی در بازار عرضه میشود ؟
الیاف شیشه تکجهته در وزنهای 200 الی 1000 گرم بر متر مربع موجود هستند.
قیمت الیاف شیشه تک جهته چقدر است ؟
قیمت الیاف شیشه تکجهته، بر اساس وزن و ابعاد محصول تعیین میگردد. به دلیل نوسانات بازار، قیمت محصولات مقاومسازی نیز متغیر است. بدین منظور، جهت استعلام قیمت پارچه الیاف شیشه تکجهته با کارشناسان ما در افزیر تماس حاصل فرمایید.
مجتبی کرم رضایی –
با سلام خسته نباشید، معمولا چه نوع رزینی با الیاف شیشه به کار می‌روند؟
اشکان محمدی –
با عرض سلام و درود؛ اکثر الیاف شیشه با استفاده از رزین های پلی استر ساخته می شوند، این پرکاربردترین نوع رزین در صنعت الیاف شیشه است. رزین های پلی استر برای گیرش کامل به یک کاتالیزور نیاز دارند که معمولاً متیل اتیل کتون پراکسید (MEKP) است. در صورتی که باز هم سوالی در رابطه با رزین ها و الیاف شیشه داشتید به دیتاشیت مربوط به الیاف شیشه مراجعه نمایید.
کردبچه –
آیا استفاده از الیاف شیشه در صنعت مضراتی هم دارد با تشکر کرد بچه هستم.
اشکان محمدی –
با عرض سلام و درود؛ الیاف شیشه از انواع الیاف مصنوعی هستند که از ذرات ریز شیشه ساخته شده است که ممکن است به چشم، پوست و ریه‌ها آسیب برساند و کارگران ممکن است از قرار گرفتن در معرض الیاف شیشه آسیب ببینند.
رضا نظامی –
درود، آیا الیاف شیشه از الیاف کربن ارزان تر است؟
اشکان محمدی –
با سلام، الیاف شیشه نه تنها با فیبر کربن قابل قیاس است. همچنین قیمت فیبر شیشه نیز به طور چشمگیری ارزانتر از فیبر کربن است.
رضا حق وردی –
چه نوع فایبرگلاسی برای بدنه خودرو به کار می رود با تشکر رضا حق وردی
اشکان محمدی –
بیشتر نخ های فایبرگلاس شیشه که تحت عنوان E-glass نامیده می شود در ابتدا در صنایع قایق سازی و ابزارسازی استفاده میشد و کم کم برای تمام قسمت های ساخت خودرو نیز مورد استفاده قرار گرفت. این محصول اگرچه از دهه ۱۹۴۰ در دسترس بوده است، اما همچنان بیشترین استفاده را در مقرون به صرفه ترین آرماتورهای کامپوزیت همه منظوره دارد.
غلامی –
سلام، چه نوع الیاف شیشه‌ای در بدنه خودروها و در کل در صنعت خودرو به کار می روند؟
اشکان محمدی –
با سلام و درود، در حالی که آلومینیوم و فولاد همچنان انتخاب اصلی مواد برای صنعت خودرو هستند، محصولات فایبرگلاس در حال حاضر به طور معمول در ساخت بدنه خودرو استفاده می شود.