کامپوزیت FRP
با پیشرفت علم، انسان تلاش کرد تا موادی را پدید آورد که ضمن وزن سبک مقاومت بالایی داشته باشد. کامپوزیت FRP این ویژگیها را دارد از این جهت در حوزهی ارتقاء مقاومت سازهها مورد توجه مهندسین زیادی قرار گرفت.
کامپوزیت از ترکیب دو فاز (چندسازه یا ماده مرکب) ماتریس و تقویتکننده تشکیل شده است. به ترکیب الیاف تقویتکننده و ماتریس کمتر از ۵ درصد، کامپوزیت گفته میشود.
کامپوزیت اف ار پی یکی دیگر از انواع کامپوزیتها است. به Fiber Reinforced Polymer در اصطلاح Frp (اف آر پی) میگویند که دارای دوجزء ماتریس (رزین frp) و فیبر (الیاف frp) است.
بیشترین نقش تحمل بر دوش الیاف میباشد و نقش ماتریس هم کم از الیاف ندارد و به ماتریس کمک میکند که این الیاف کنار یکدیگر قرار بگیرند. کامپوزیت چند لایه، از چندین نوع الیاف ساخته شده است که کامپوزیت frp مخلوط یا Hybrid نامیده میشود، ولی باید از یک نوع ماتریس استفاده کرد تا بین لایهها چسبندگی خوبی ایجاد شود.
الیاف frp جزء زیادی از کامپوزیت frp (اف آر پی) را در بر میگیرند که نقش آن تحمل فشار و بار وارد شده به کامپوزیت است. البته مقدار، آرایش قرار گرفتن الیاف و همچنین نوع الیاف نقش زیادی را در این مورد به عهده دارد.
برای دریافت اطلاعات بیشتر در مورد کارهای اجرایی تیک سازه مانند مقاوم سازی با frp، روش اجرای frp ، مقاومسازی ستون با frp، آشنایی با مجریان frp در استانهای مختلف، مقاوم سازی مخازن فولادی با FRP، کنترل کیفیت پروژههای frp، مقاوم سازی مخازن بتنی با FRP، طراحی سیستم اف آر پی FRP، تقویت سازه با FRP، مقاوم سازی سازههای دریایی با FRP، معایب مقاوم سازی با FRP، مقاوم سازی دیوار بتنی با FRP، آیین نامه مقاوم سازی با FRP، مقاوم سازی پل و زیرساختهای حمل و نقل با FRP، مقاومسازی تیر بتنی با FRP، نرمافزار طراحی FRP، قیمت اجرای اف ار پی FRP و تست FRP با کارشناسان فنی ما در تیک سازه تماس بگیرید. برای خرید انواع frp مانند انواع الیاف Frp که شامل الیاف frp کربن، الیاف frp شیشه، الیاف frp آرامید، الیاف frp بازالت، لمینت frp، مخازن frp، الیاف پلی پروپیلن، میلگرد frp و چسب frp با کارشناسان فروش ما تماس بگیرید.
کارشناس فروش 1: 09202752100 | کارشناس فروش 2: 09204405400
عملکرد الیاف تقویتی تحت تاثیر عوامل زیر میباشد:
- جهت قرارگیری
- طول الیاف
- شکل الیاف
- ترکیب رزین و چسبندگی بین آنها
کاربرد کامپوزیت FRP
کامپوزیت frp نقش به سزایی در مقامتسازی، ترمیم، تقویت و … دارد. این نوع الیاف (frp) با قرار گرفتن بر روی فونداسیونهای بتنی سازهها، تیرهای بتنی، پلها و ساختمانها، دیوارهای بتنی و… مقاومت و استحکام بتن را چند برابر افزایش میدهد.
Frp را میتوان در ساختمانهای تجاری، مسکونی، اداری و….. اعم از سازههای آبی مانند دیوارههای سدها، تیرهای بتنی پلهای آبی به کار گرفت. از کاربردهای کامپوزیت frp میتوان تکیهگاههای ماشینآلات، دستگاهها و … را نام برد.
خواص مکانیکی کامپوزیت FRP
از عوامل تاثیرگذار برخواص کامپوزیت FRP پس از نصب میتوان موارد زیر را نام برد :
- مدت بارگذاری
- تاریخچه بارگذاری
- درجه حرارت
- رطوبت
رطوبت باعث میشود که رزین تحریک شود و خواص آن تغییر کند که این مورد باعث باد کردن کامپوزیت میشود به همین دلیل باید به شرایط استفاده از کامپوزیت و نوع آن توجه داشت تا از این تغییر جلوگیری کند.
مزایای استفاده از کامپوزیت FRP
- ضخامت کم الیاف باعث نازک بودن ورقهای کامپوزیت FRP شده و فضای اضافی را اشغال نمیکند.
- قیمت مناسب کامپوزیت frp نسبت به تقویت و اضافه نمودن ستون و دیواره
- کامپوزیت FRP با وزن کمی که دارد چگالی مصالح ورق حاصل را میکاهد.
- مقاومت بالا در برابر خوردگی به دلیل مقاومت کششی بالا
- استفاده روزافزون کامپوزیت FRP در محیط های اسیدی و شیمیایی به دلیل مقاومت ضد اسیدی بودن اف آر پیها
- مقاومت بسیار بالای frp در برابر ضربه
- مناسب برای محیط های حساس به میدان مغناطیسی به دلیل نفوذ ناپذیری مغناطیسی بالا کامپوزیت اف آر پی
- اتصال خوب اف آر پی به سطوح آهن و بتن
- وزن پایین الیاف اف ار پی که باعث حمل و نقل آسان و به دنبال آن افزایش سرعت کار و اجرای آسان آن را به دنبال دارد.
- قیمت بسیار مناسب برای ترمیم و تقویت و مقاومسازی پلها، برجها و پروژههای سنگین
مواد تشکیل دهنده ی کامپوزیت FRP
همانطور که گفته شد از ترکیب فیبرها (الیاف) و ماتریس(رزین پلیمری) کامپوزیت frp به وجود می آید.
کامپوزیت اف آر پی دارای پارچههایی با ضخامت کمتر از یک میلیمتر است که در ترکیب با ماتریس، ورقهایی تولید میکند که به ورقهای کم ضخامت معروف است.
انواع FRP بر اساس انواع فیبرهای تشکیل دهنده به چند گروه تقسیمبندی شدهاند که از این گروهها چهار گروهی که بیشتر موردتوجه کاربران قرارگرفتهاند، عبارتاند از:
- الیاف GFRP پلیمرهای کامپوزیت FRP مسلح شده با الیاف شیشه (Glass Fiber Reinforced poymers) تولید میشوند.
- الیاف CFRP که کامپوزیتهای FRP مسلح شده با الیاف کربن (Carbon Fiber Reinforce polymerce) تولید میشوند.
- الیاف AFRP آرامیده (Aramid Fiber Reinforced Polymers)
- الیاف BFRP بازالت (Basalt Fiber Reinforced Polymers)
اشکال کامپوزیت FRP
مواد اف آر پی، در مقایسه با فولاد مزایای بیشتری دارد. از جمله این مزایا میتوان به چگالی بسیار پایین آن نسبت به فولاد اشاره کرد همچنین کاربرد بالا در محیطهای شیمیایی خشن و بدون خوردگی در برابر اختلالات الکتریکی و مغناطیسی و استحکام کششی بالاتر نسبت به فولاد، از مزایای کامپوزیت frp نسبت به فولاد است.
مصالح کامپوزیت اف آر پی به سه دسته تقسیم میشود:
- صفحه يا شیت (sheet)
- نواری (Strip & Laminate)
- میلگرد و پروفیل
در شیتها، الیافها یک جهته یا دوجهته میباشند در صورتی که الیافهای frp همگی در یک جهت واحد قرار دارند.
انواع محصولات کامپوزیت FRP :
1) میلگرد کامپوزیت FRP
در دهههای اخیر به دلیل مقاوم بودن در برابر خوردگی، ویژگیهای خاص و سودمند و واکنش کششی در روابط تنش-کنش و…. کامپوزیت FRP محبوبیت و کاربرد گستردهای در سازههای بتنی پیدا کرده بود.
مهمترین نقش در باربری را الیاف در یک میلگرد frp بر دوش میکشد و به همین دلیل نسبت حجم الیاف به حجم کلی اف آر پی، بهطور چشمگیری بر خواص کششی میلگرد frp تاثیر میگذارد.
در دنیا کارخانههای بسیاری حاضرشدهاند که به دلیل استحکام بالا و مقاومت بسیار زیاد در برابر خوردگی میلگرد frp تولید کنند و در ایران هم شرکتهای واردکننده و نیز وجود دارد.
عملکرد پیوسته میلگرد FRP به طراحی، فرآیند تولید، خواص مکانیکی میلگرد و شرایط محیطی بستگی دارد.
مشخصات | فولاد | CFRP | GFRP | AFRP |
---|---|---|---|---|
تنشجاریشدناسمی-MPA | 517 to 276 | N/A | N/A | N/A |
مقاومت کششی – MPA | 483 to 690 | 600 to 3690 | 483 to 1600 | 1720 to 2540 |
مدول الاستیک - GPA | 200 | 120.0 to 580 | 35.0 to 51.0 | 41 to 125 |
کرنش جاری شدن ٪ | 0.14 to 0.25 | N/A | N/A | N/A |
کرنش شکست ٪ | 6.0 to 12.0 | 0.5 to 1.7 | 1.2 to 3.1 | 1.9 to 4.4 |
2)پوشش کامپوزیت FRP
پوششهای الیاف frp معمولا برای مقاومسازی و تقویت و ترمیم سازهها و پوششهای محافظتی به کار میروند. این پوششها بر روی سطح خارجی سازهها نصب میگردد.
کامپوزیت FRP، الیاف و مصالح (موادپلیمری) به روش دستی و به صورت جداگانه، بروی سطح موردنظر قرار میگیرند و بعد از ایجاد فرم مناسب، عملآوری روی آن صورت میگیرد.
3) شبکه کامپوزیت FRP
از برخورد میلههای FRP در دو جهت و یا در سه جهت شبکه ی کامپوزیتی FRP ایجاد میشوند. برای مسلح کردن بتن از الیاف کربن، شیشه (یا آرامیده) و رزین اپوکسی و یا وینل استر استفاده میشود.
4) پروفیل ساختمانی کامپوزیت FRP
پروفیلهای کامپوزیت FRP میتوانند گزینه ی بسیار مناسبی برا قطعات و سازههای آهنی و فولادی که در مجاورت آب قرار دارند باشد. این محصول (پروفیل ساختمانی FRP) به روش پالتروژن به صورتI شکل، Tشکل، نبشی، قوطی و ناودانی در قالب پروفیل ساختمانی تولید میشود.
5) کابل، طناب و تاندن پیش تنیدگی FRP
کاربرد محصولات پیشتنیده در سازههای کابلی و بتن پیشتنیده، محیطهای دریایی، محیطهای خورنده، و محصولاتی که در مجاورت آب قرار دارند کاربرد به سزایی دارد. مصالح پیشتنیده FRP محصولاتی هستند مانند میلههای FRP و البته با انعطافپذیری بالا که مقاومسازی یک عضو با الیاف پیشتنیده FRP باعث استحکام و افزایش سختی و مقاومت عضو میشود.
کامپوزیت پیشتنیده FRP که به کامپوزیت پس کششی FRP نیز معروف است میتواند انتخاب خوبی برای مقاومسازی برشی نیز باشد.
6) میله FRP (دست ساز)
از میله frp دست ساز میتوان در تقویت خمشی و برشی تیرها و ستونهای بتنی استفاده کرد. این نوع میله ها با پیچاندن الیاف و ورقه های کامپوزیت اف آر پی به دور یک هسته منشوری به صورت دستساز تولید میگردد.
گفتنی است که کیفیت این میلههای اف آر پی نسبت به میلههای تولیدی کارخانه کیفیت کمتری دارد و در عین حال قیمت تمام شدهی ساخت آنها نیز نسبت به میلههای کارخانه پایینتر است.
7) کامپوزیت مختلط FRP
کامپوزیت مختلط با مخلوط کردن الیاف کربن، آرامیده یا کربن و شیشه به دست میآيد، که برای شکلپذیر کردن کامپوزیت اف ار پی استفاده میشود.
برای خرید انواع الیاف frp از فروشگاه تیک سازه با قیمت وارداتی بر روی دکمه های زیر کلیک کنید:
برای خرید الیاف FRP کربن کلیک کنید.برای خرید الیاف شیشه کلیک کنید.
مشخصات فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت FRP
1) مقاومت و استحکام کامپوزیت FRP درمقابل خوردگی
وقتی بخواهیم یکی از ویژگی های بارز و مهم سیستمهای کامپوزیت اف ار پی در حوزه ی مقاوم سازی را نام ببریم باید بگوییم که مقاومت در برابر خوردگی و خصوصیات مکانیکی بسیار عالی الیاف و صفحات FRP از خصوصیات این محصول است.
از ویژگی های کامپوزیت اف ار پی که توانسته جایگزین اجزای فولادی و میلگردهای فولادی بشود و کم کم جای آنها را ازآن خود کند، استفاده در سازههای دریایی، بندری و سازههای مرتبط با صنعت نفت، پتروشیمی و پالایشگاهها است.
همچنین سازگاری در مناطقی با آبوهوای شرجی این ویژگی بالای مقاومت در برابر خوردگی composite frp را ثابت میکند.
2) مقاومت کششی FRP
کامپوزیت frp به دلیل مقاومت کششی بسیار بالایی که نسبت به مقاومت کششی فولاد دارد، محبوبیت خاصی در سازههای بتنی، مخصوصاً سازههای پیشتنیده بتنی و مقاومسازی سازهها پیدا کرده است.
اندازه مقاومت کششی مصالح FRP به نسبت حجم، اندازه و سطح مقطع فایبرهای بکار رفته در frp دارد.
میزان اندازه مقاومت محصولات اف آر پی به شرح زیر است؟
- برای شیتها و ورقهای ساخته شده با الیاف کربن MPA 1100 تا MPA 4900
- برای میله با الیاف شیشه تا 2300 MPA
- برای میله با الیاف آرامیده تا 1650 MPA
این چنین است که می توان اهمیت بالای مقاومت frp و کامپوزیت اف آر پی را مشخص کرد و به همین خاطر اعتماد اکثر مهندسین در حوزه ساخت و ساز را به خود جلب کرده است.
3) مدول الاستیسیته FRP
مدول الاستیسیته کامپوزیت اف ار پی ساخته شده در محدوده و رابطهی خوبی قرار دارند.
مدول الاستیسته FRP به شرح زیر است:
- کامپوزیت اف آر پی ساخته شده از الیاف کربن 230 GPA تا 200 GPA
- کامپوزیت اف آر پی ساخته شده از الیاف شیشه 70 GPA
- آرامیده 60 GPA گزارش شده است.
4) وزن کامپوزیت FRP
وزن الیاف و کامپوزیت FRP مشخصاً کمتر از وزن مخصوص فولاد است، این یکی از خصوصیات و مزایای معروف FRP، نسبت بالای مقاومت در مقابل وزن کم الیاف اف آر پی به حساب میآید، و کاربرد عمدهای در تقویت، ترمیم و مسلح کننده بتن دارد. برای مثال وزن مخصوص کامپوزیت CFRP (کامپوزیت اف ار پی مسلح شده با کربن) یک سوم وزن فولاد است. با استفاده از کامپوزیت FRP میتوان وزن سازه را تا حد زیادی کاهش و مقاومت سازه را افزایش داد.
5) عایق بودن کامپوزیت FRP
از ویژگیهای ممتاز که میتوان برای آن برشماریم، عایق بودن کامپوزیت اف ار پی است. کامپوزیت اف ار پی از نظر مغناطیسی و الکتریکی خنثی بوده و به همین دلیل عایق بسیار عالی به حساب میآید. این خصلت FRP باعث شده استفاده از بتن مسلح به میلگرد FRP به جای میلگرد فولادی رواج پیدا کند. از کاربرد این ویژگی می توان موارد زیر را نام برد:
- درقسمتهایی از بیمارستانها و دیگر فضاهایی که نسبت به امواج مغناطیسی حساساند.
- در قسمت مسیرهای هدایتی قطارهای شناور مغناطیس
- در باند فرودگاه و مراکز رادار کاربرد این محصول به چشم میخورد.
6) مقاومت خستگی کامپوزیت اف ار پی
مقاومت مصالح FRP در برابر فولاد، در پدیدهی خستگی غیرقابل مقایسه است. برای مثال در تنشهای کمتر از یک دوم مقاومت نهایی، کامپوزیت اف آر پی در اثر خستگی شکست نمیخورند و گسیخته نمیشوند و مناسب برای مقاوم سازی FRP در بتن است.
اثر خستگی کامپوزیت اف ارپی ، خاصیتی است که میتوان در همه مصالح ساختمانی دید و میتوان شکست غیره منتظره، خصوصا در اجزایی که در معرض سطحهای بالایی از بارها و تنشهای تناوبی قرار دارند را مشاهده کرد.
7) خزش مصالح کامپوزیت FRP
گستیختگی ناشی از خزش در اکثر مصالح ساختمانی وجود دارد، ولی رفتارخزشی کامپوزیت اف ار پی و مصالح، خوب است؛ یعنی به عبارت دیگر میتوان گفت اکثر کامپوزیتهای frp دچار پدیده گسیختگی نمیشوند چون در آنها خزش دیده نميشوند.
8) چسبندگی FRP به سطح بتن جهت مقاوم سازی
بحث چسبندگی مصالح به بتن یا مسلح کننده بتن برای همه مصالح، بحث مهم و با اهمیت تلقی میشود، که در مورد کامپوزیت اف ار پی مقاومت، چسبندگی عالی و رضایت بخشی در مقاوم سازی بتن داشته است.
9) خم شدن FRP
خم شدگی کامپوزیت FRP تقریبا غیرممکن است و عملیات خمکاری را نمیتوان در محل پروژه انجام داد ولی میتوان برای خمکاری میلگرد کامپوزیت frp به کارخانه سفارش داد اگر خواستید کامپوزیت frp را در سازههای بتنی استفاده کنید به جهت مهار آرماتورهای طولی و عرضی و تنگها نیاز است انتهای آنها خم شود و خم کردن میلگردهای FRP درمقایسه با میلگردهای فولادی بسیار دشوارتر است.
10) شکل پذیری کامپوزیت اف ار پی
برای مقاوم سازی با FRP و شکل پذیری بهتر اعضا، باید از کامپوزیت شیشه استفاده شود، زیرا شکل پذیری آن کاملا برعکس کامپوزیت کربنی است و شکل پذیری را افزایش میدهد.
استفاده از مصالح FRP برای تقویت و مقاوم سازی با FRP خمشی اعضا، سبب کاهش شکل پذیری میشود این کاهش شکل پذیری در برخی موارد به چشم دیده میشود.
مقاومت حرارتی کامپوزیت FRP
یکی از ویژگیهای بارز و معروف مصالح FRP مقاومت کششی بالا، عمربالا و مقاوم در برابر ضربه و خوردگی است، ولی این شرایط تا وقتی پایدار است که اثری از گرما و حرارت نباشد، زیرا حرارت مقاومت کششی الیاف شیشه را به سرعت پایین میآورد.
برای حل این مشکل آئیننامه مقاومت مصالح FRP را محدود میکند تا این سیستم FRP در مقابل حرارت و در همان حالت باقی بماند و میتوان با اضافه کردن ماتریس(رزین) و چسبها این سیستم را به Tg محدود کنیم. برای مثال Tg برای سیستم FRP که با الیاف شیشه و یا چسب و رزین ساخته شده باشند حداقل 60 درجه سانتیگراد و حداکثر 80 درجه سانتیگراد میباشد.
الیاف کربن نسبت به سایر الیاف های FRP رابطهی خوبی با حرارت دارد، برای مثال الیاف کربن FRP در دمای 1000 درجه سانتی گراد شروع به بیرنگ شدن میکند و در دمای 1500 نیمسوز میشود و در آخر در دمای 2000 درجه از بین میرود و میسوزد.
رزین مورد استفاده در کامپوزیت اف ار پی
برای اتصال بین ورقههای کامپوزیت اف ار پی و بتن میبایست از رزینهای پلیمری استفاده کرد. و ممکن است اتصال ضعیف بین ورقههای FRP و بتن موجب جداشدگی بشود، برای حل این مشکل، میتوان از چسبهای اپوکسی استفاده کرد، چسب اپوکسی علاوه برا اینکه ازجداشدن ورقه اف آر پی و بتن جلوگیری میکند شکل پذیری و مقاومت برشی تیرها را هم بالا میبرد. مشخصات این چسب براساس آزمایشات مربوط و استانداردهای موجود مشخص میشود. ماتریس(رزین) که برای ساخت الیاف FRP به کار میرود مسئولیت کنار هم نگهداشتن الیاف را بر عهده دارد پس اگر چسب معقولی نباشد و مقاومت چسبندگی پایینی داشته باشد، نمیتواند کمکی به الیاف FRP کند.
علاوه بر این رزینهای موجود در مصالح اف آر پی میتواند محافظ الیاف کامپوزیت FRP در مقابل عوامل محیطی و عوامل توزیع تنش بر روی ورقههای FRP نیز باشد. چسب هایی که در مصالح FRP به کار رفتهاند میتوانند یک ترکیب ترموست یا ترموپلاستیک باشند.
باتوجه به بحث مقاومت حرارتی FRP که داشتیم چسب ترموست در مقابل حرارت واکنش نشان نمیدهد و هرچه حرارت بیشتر میشود روان نمیشود و سخت هست ولی در همین حال چسبهای رزین ترموپلاستیک در مقابل حرارت ضعیف هستند، ذوب میشوند ولی در اثر سرد شدن مجدداً سخت میشوند.
برای ساخت مصالح FRP بهتر است از رزینهای ترموست استفاده کنیم، زیرا این ترموستها بعد از اینکه حرارت ندید و سخت شد دیگر نمیتوان با اثر گرما آن را به حالت خمیری بازگردند. از رزینهای پلیمری که در برابر گرما سخت هستند میتوان از رزین پلیاستر، رزین و نیلاستر و رزینهای اپوکسی نام برد. از انواع ترموپلاستیکها هم میتوان به نایلون اشاره کرد.
برای خرید انواع الیاف FRP و چسب FRP کلیک کنید:
برای دریافت اطلاعات بیشتر در مورد کامپوزیت FRP به PDF زیر مراجعه کنید.
خرید کامپوزیت FRP
گروه مهندسی تیک سازه با ورود کامپوزیت frp به ایران اقدام به فروش انواع الیاف در فروشگاه اینترنتی خود به آدرس tiksaze.com نمود و دارای نمایندگی فروش این الیاف در سراسر کشور می باشد. همچنین برای راحتی حال مشتریان عزیز خود با تیم کاملا حرفهایی که دارد اقدام به اجرای کامپوزیت frp در تمامی استانها کرده است. برای خرید کامپوزیت frp و اجرای اف ار پی کافیست با ما تماس بگیرید.
کارشناس فروش 1: 09202752100 | کارشناس فروش 2: 09204405400
نمایندگی فروش کامپوزیت اف ار پی
کامپوزیت FRP محصولی وارداتی و تحت تاثیر مستقیم نرخ ارز قرار دارد و با افزایش آن قیمتهای متفاوتی پیدا میکند. گروه تیک سازه با واردات مستقیم این محصول سعی داشته تا قیمت تمام شده این محصول را کاهش دهد.
در حال حاضر تیک سازه در شهرهای مختلف ایران ازجمله: تهران، کرج، مشهد، اصفهان، کیش، قشم، بندرعباس، تبریز، ارومیه، مازندران، گیلان، رشت، ساری، آمل، آستارا، شیراز، چهارمحالوبختیاری، عسلویه، شمال، کرمانشاه، یزد، قم، همدان، بوشهر، زنجان، بروجن، قزوین، خرمآباد، بیرجند، سمنان، یاسوج، اردبیل، بجنورد، گرگان و خارک نمایندگی فروش کامپوزیت اف ار پی FRP را داراست.
قیمت کامپوزیت FRP
همانطور که مطلع هستیم قیمت کالاهای وارداتی تحت تاثیر عوامل مختلفی مانند نرخ ارز، هزینههای حمل و نقل، انبارداری و گمرک است که همگی بر قیمت اولیه کالا تاثیر میگذارد برای دریافت قیمت به روز کامپوزیت اف ار پی با کارشناسان ما در تیک سازه تماس بگیرید.
کارشناس فروش 1: 09202752100 | کارشناس فروش 2: 09204405400
13 دیدگاه ها