میلگرد کامپوزیتی چیست؟ انواع و کاربردهای میلگرد FRP

میلگرد کامپوزیتی ، که به عنوان میلگرد FRP نیز شناخته می‌شود، یکی از مواد نوین و مهم در صنعت ساخت و ساز است. در تولید میلگرد کامپوزیتی از ترکیب الیاف مقاوم، مانند الیاف شیشه، کربن، آرامید یا بازالت، با مواد رزینی و پلیمری استفاده می شود و به دلیل ویژگی‌های خاص خود، به عنوان یک جایگزین مدرن و کارآمد برای میلگردهای فولادی در پروژه‌های ساختمانی و صنعتی به کار می‌رود.

در این مقاله شما را با انواع میلگرد کامپوزیتی و ویژگی های آنها آشنا خواهیم کرد و به سوالاتی از قبیل کاربرد میلگرد کامپوزیتی چیست؟ ، مزایا و معایب میلگرد کامپوزیتی چیست؟ پاسخ خواهیم داد. همچنین  در انتها به بررسی تفاوت های میلگرد کامپوزیتی با میلگرد فولادی خواهیم  پرداخت.

انواع میلگرد frp

با گسترش کاربرد میلگردهای FRP در صنایع مختلف، تنوع در مواد اولیه و روش‌های ساخت این محصولات نیز افزایش یافته است و این تنوع، منجر به تولید انواع مختلفی از میلگردهای کامپوزیتی با خواص مکانیکی و عملکردی متفاوت شده است.

انواع میلگردهای کامپوزیتی بر اساس نوع الیاف مورد استفاده در ساختارآنها عبارتند از:

• میلگرد کامپوزیتی با الیاف شیشه (GFRP)
• میلگرد کامپوزیتی با الیاف کربن (CFRP)
• میلگرد کامپوزیتی با الیاف بازالت (BFRP)
• میلگرد کامپوزیتی با الیاف آرامید (AFRP)

میلگردهای پلیمری تقویت شده با الیاف شیشه نسبت به وزن خود بسیار مقاوم هستند و استحکام کششی بالایی دارند. مقاومت در برابر خوردگی و رطوبت از دیگر مزایای آنهاست. از طرفی این میلگردها به دلیل قیمت مقرون به صرفه و مقاومت مناسب، کاربرد گسترده‌ای پیدا کرده اند.

میلگردهای CFRP به دلیل استحکام و سختی بسیار بالا، در پروژه‌هایی که نیاز به استحکام بالا دارند، استفاده می‌شوند. اگرچه قیمت بالای آنها استفاده از این محصول را با محدودیت مواجه می سازد.

میلگردهای BFRP نیز زیست ‌سازگار بوده و مقاومت مطلوبی دارند و در حال جایگزین شدن با سایر انواع میلگرد کامپوزیتی هستند.

ویژگی های میلگرد کامپوزیتی

میلگرد FRP دارای ویژگی های منحصر به فردی است که آن را به جایگزینی مناسب برای میلگردهای فولادی در پروژه های مختلف تبدیل می کند.

در ادامه به برخی از مزایا و ویژگی‌های میلگرد کامپوزیتی اشاره می کنیم:

1. وزن سبک

وزن میلگرد کامپوزیتی معمولاً از میلگرد فولادی کمتر است، که باعث کاهش وزن سازه و تسهیل در حمل و نقل و نصب می‌شود.

2. مقاومت بالا در برابر خوردگی

این میلگردها به طور طبیعی در برابر محیط‌های خورنده مقاومند و دچار زنگ‌زدگی نمی‌شوند. این ویژگی باعث افزایش طول عمر سازه و کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری می‌شود.

3. مقاومت مکانیکی بالا

میلگردهای کامپوزیتی دارای استحکام کششی و فشاری بالا هستند. این ویژگی آنها را مناسب برای تقویت بتن و سازه‌های باربر می‌سازد.

4. عایق حرارتی و الکتریکی

میلگرد کامپوزیتی در برابر انتقال حرارت و برق عملکردی عایق دارد. این ویژگی سبب کاربرد این محصول در پروژه‌هایی که به جلوگیری از انتقال الکتریسیته نیاز دارند، شده است.

5. قابلیت ساخت در اشکال و ابعاد متنوع

میلگردFRP قابلیت طراحی و تولید در اشکال و ابعاد متنوع را دارد و این ویژگی سبب می شود تا به وسیله آن، امکان طراحی سازه های خاص فراهم شود.

6. قابلیت تولید از مواد بازیافتی و سازگاری با محیط زیست

برخی از انواع میلگردهای کامپوزیتی می‌توانند از منابع بازیافتی ساخته شوند و در نتیجه نیاز به منابع معدنی و اولیه کمتر شده و تأثیر کمتری بر تخریب محیط زیست خواهند داشت.

محدودیت ها و معایب میلگرد FRP

 میلگرد FRP  با وجود ویژگی های مثبت و مزایایی که دارد، دارای معایبی نیز هست، که عبارتند از:

• قیمت بالا

قیمت میلگرد کامپوزیتی بالاست و این موضوع  ناشی از هزینه بالای  تولید این محصول است.

• مشکلات اتصال و جوشکاری

میلگردهای FRP معمولاً به راحتی به سایر مواد متصل  نمی شوند وبرای اتصال نیاز به روش‌های خاصی دارند که هزینه‌ بر است.

• حساسیت به اشعه UV

میلگردهای کامپوزیتی نسبت به اشعه UV مقاومت بالایی ندارند و آسیب پذیرند. بنابراین باید در محیط‌های با تابش شدید UV محافظت شوند که این شرایط نگهداری خود هزینه هایی در پی  دارد.

کاربرد میلگرد کامپوزیتی

میلگردهای کامپوزیتی به واسطه ویژگی‌های منحصر به فردی که دارند، نقش مهمی در ساخت سازه‌های مقاوم ایفا می‌کنند. همانطور که در قسمت ویژگی ها گفته شد این میلگردها دارای وزن سبک، مقاومت بالا در برابر فشار و کشش، و پایداری عالی در برابر خوردگی هستند، که آنها را به گزینه‌ای ایده‌آل برای تقویت سازه‌های بتنی تبدیل می‌کند.

چند نمونه از کاربردهای میلگرد کامپوزیتی عبارتند از:

• ساخت سازه های بتنی مقاوم مانند پل ها
• ساخت سازه های دریایی مانند سکوهای نفتی و گازی، سدها و اسکله ها، پلهای دریایی
• استفاده در پروژه های عمرانی خاص مانند فرودگاه ها، استادیوم ها و برج ها
• ساخت سازه ها و اتصالات راه آهن
• استفاده در برخی از دستگاه‌های تصویربرداری پزشکی مانند MRI و CT

کاربرد میلگرد کامپوزیتی در ساخت سازه های بتنی مقاوم، به دلیل وزن سبک و مقاومت بالای آنهاست و موجب افزایش دوام و طول عمر سازه می‌شود.

سازه‌های دریایی، در معرض رطوبت بالایی هستند. استفاده از میلگرد کامپوزیتی به دلیل مقاومت بالایی که در برابر خوردگی و زنگ زدگی دارد ،گزینه ای ایده‌آل برای ساخت سازه های دریایی محسوب می شود.

میلگردهای کامپوزیتی همچنین در طراحی و ساخت سازه‌های عمرانی خاص مانند فرودگاه‌ها، استادیوم‌ها و برج‌ها به کار می‌روند. در فرودگاه‌ها، این میلگردها می‌توانند در تقویت باندهای فرود، دیوارهای حائل و سازه‌های خدماتی استفاده شوند تا علاوه بر افزایش عمر مفید، هزینه‌های تعمیر و نگهداری را کاهش دهند. در استادیوم‌ها، میلگردهای کامپوزیتی افزایش استحکام در عین سبکی را فراهم می کنند. همچنین در برج‌ها، این میلگردها به عنوان تقویت‌کننده در سازه‌های بلند و در معرض بارهای متنوع به کار می‌روند و به بهبود ایمنی و پایداری سازه‌ها کمک می‌کند.

میلگردهای کامپوزیتی، به عنوان اتصال‌دهنده و تقویت‌کننده در ساخت پل‌ها، تونل‌ها و سایر سازه‌های راه آهن به کار می‌روند.

کاربرد میلگردهای کامپوزیتی در طراحی و ساخت دستگاه‌های تصویربرداری پزشکی مانند MRI و CT Scan سبب پیشرفت چشمگیری در این حوزه شده است. استفاده از میلگردهای FRP در این دستگاه‌ها باعث کاهش وزن تجهیزات شده و به بهبود عملکرد آن‌ها کمک می‌کند. همچنین، میلگردهای کامپوزیتی به دلیل خواص الکتریکی و مغناطیسی خاصی که دارند در بهبود کیفیت تصاویر دریافتی و افزایش دقت تشخیص تاثیر فراوانی دارند.

تفاوت های میلگرد کامپوزیتی و میلگرد فولادی چیست؟

همانطور که تا این قسمت از مقاله خواندید، میلگردهای کامپوزیتی علاوه بر ویژگی های مثبت دارای محدودیت هایی نیز هستند و ممکن است در برخی از پروژه ها استفاده از میلگردهای فولادی مطلوب تر باشد. برای انتخاب آگاهانه و مطابق با نیازهای پروژه بهتر است با تفاوت های این دو میلگرد بیشتر آشنا شوید.

همانطور که در جدول مشاهده می کنید، میلگرد FRP دارای وزن سبک تر، مقاومت بالاتر نسبت به زنگ زدگی و قابلیت شکل دهی بالاتری نسبت به میلگردهای فلزی است. اما قیمت میلگرد FRP بالاست و کاربرد این محصول را با محدودیت مواجه کرده است. بنابراین برای انتخاب بین خرید میلگرد کامپوزیتی یا میلگرد فولادی باید بودجه پروژه و ویژگی های مورد انتظار را برآورد کرده و مطابق با آن تصمیم گرفت.