0/5
0رای
این پســت برای شما مفیــد بود ؟
  • 5عالی بود
  • 3خوب بود
  • 2معمولی بود
  • 1بد بود

معرفی انواع پروفیل فایبرگلاس

بعضی از سازه ها به علت قرارگیری در معرض حمله سولفات ها، کلریدها و غیره دچار مشکل خوردگی هستند. برای غلبه بر این مشکل، راه حل های مختلفی وجود دارد. می توان از فولادهای ضد زنگ که بسیار گران هستند استفاده نمود یا آن که پروفیل آهنی را با روش های متداول، محافظت الکتروشیمیایی کرد. به کارگیری پوشش های ضد زنگ مانند رنگ های اپوکسی نیز از دیگر راه حل های متداول است. اما هرکدام از راه حل های فوق هزینه بر، زمان گیر و گاه بسیار دشوار یا غیر ممکن هستند. اگر این قبیل هزینه های تعمیر و نگهداری و عمر کوتاه پروفیل های آهنی در ملاحظات اقتصادی لحاظ شود، ملاحظه می گردد که استفاده از آهن ارزان قیمت در مقایسه با آرماتورها و پروفیل های کامپوزیتی چندان هم به صرفه تر نیست.

آمارهای موجود حاکی از آن است که سالیانه در جهان بالغ بر ده ها میلیارد دلار صرف جبران خسارات خوردگی در سازه های دریایی، صنعتی و نظامی در مناطق مرطوب می شود. نیاز به کاهش هزینه تعمیر و نگهداری سازه های عظیم و متعدد ساحلی و فراساحلی، مهندسان و سازندگان بناها را به سمت بهره گیری از مواد نوین سوق داده است. کاربرد کامپوزیت های پایه پلیمری به همراه فایبر در صنایع و تاسیسات زیربنایی به دلیل وزن کم، استحکام بالا، مقاومت در مقابل خوردگی، نارسایی الکتریکی و غیره رشد فزاینده ای داشته است.

در این مقاله قصد داریم به معرفی الیاف و پروفیل های frp، بیان خصوصیات آن ها و مقایسه آن ها با یکدیگر بپردازیم.

مقایسه پروفیل فولادی و فایبرگلاس

معرفی الیاف های FRP

به طور کلی FRP (فیبرهای پلیمری تقویت شده) نوعی ماده کامپوزیت متشکل از دو بخش اصلی فیبر یا الیاف تقویتی است که به وسیله یک ماتریس رزین از جنس پلیمر احاطه شده است. نقش رزین در ساختار کامپوزیتی عبارت است از:

  • تحمل نیرو
  • انتقال نیرو به الیاف ها
  • حفاظت از الیاف در مقابل صدمات فیزیکی و شیمیایی
  • مقاومت در برابر حرارت

عوامل موثر بر خواص کامپوزیت

اجزای کامپوزیتی از لحاظ شکل، ترکیب شیمیایی و خواص با هم متفاوت هستند. خواص کامپوزیت در مجموع از خواص هریک از اجزای تشکیل دهنده به تنهایی برتر است. خصوصیت کلی کامپوزیت به عوامل زیر وابسته است:

  • خصوصیات مکانیکی ماتریس
  • خصوصیات مکانیکی الیاف
  • حجم الیاف
  • جهت گیری و طول الیاف ها
  • کیفیت اتصال الیاف و رزین

روش تولید

به طور کلی چهار نوع الیاف بافته شده FRP وجود دارد که شامل الیاف کربن، شیشه، آرامید و بازالت می باشد. کارایی الیاف ها بسته به طول، شکل مقطع و ترکیب شیمیایی آن ها می تواند تحت تاثیر قرار بگیرد. انواع الیاف با مقاطع و اندازه های متفاوت در دسترس اند که معمول ترین آن ها از جنس کربن، شیشه و آرامید می باشند. این کامپوزیت ها در شکل های مختلف از جمله میلگرد، ورقه، تسمه و نوار به صورت یک جهته و دو جهته ساخته شده اند.

معرفی خواص انواع الیاف FRP

خصوصیات الیاف frp

مقایسه کمی و کیفی خواص انواع الیاف FRP

خصوصیات انواع الیاف پر کاربرد FRP در مهندسی سازه در جدول زیر به صورت کمی و کیفی مقایسه شده است. پارامترهای موثر در تعیین نوع الیاف برای کارایی های مختلف عبارتند از:

سختی، مقاومت، دوام، شرایط محیطی، هزینه، میزان دسترسی

مقایسه الیاف ها به صورت کیفی

مقایسه انواع frp

مقایسه الیاف ها به صورت کمی

مقایسه انواع frp

پروفیل های کامپوزیتی FRP

بزرگ ترین سهم بازار مصرف مواد مرکب (کامپوزیت) در اختیار صنعت ساختمان است. در این میان پروفیل های کامپوزیتی به میزان وسیعی در ساختمان سازی به ویژه احداث بناهای ساحلی و یا سازه های مستقر شده در شرایط اقلیمی خورنده کاربرد یافته اند. گسترش تکنولوژی ساخت این پروفیل ها می تواند علاوه بر تامین نیاز صنعت ساختمان، راه گشای تولید انواع محصولات در صنایع دیگر همچون وسایل ورزشی، خودرو و غیره باشد.

کشور ما نیاز بسیار گسترده ای به استفاده از کامپوزیت ها در قالب پروفیل های کامپوزیتی دارد. هم اکنون بسیاری از سازه های بنا شده در محیط های خورنده مناطق مختلف کشور همچون پل های دریاچه ارومیه و یا ساختمان های جنوب کشور دچار معضل خوردگی هستند که استفاده از کامپوزیت ها می تواند پاسخ گوی مشکل این قبیل سازه ها باشد.

در دهه اخیر چند شرکت تولید محصولات کامپوزیتی در ایران شروع به کار کرده اند. برخی از شرکت های فعال در ایران عبارتند از : دلتاتک، مشهد صدرا، کامپوزیت آسیا و گرانیت سازان پارس. شرکت های نظیر فایبرلاین دانمارک، تاپ گلاس ایتالیا، بدفورد و استرانگ ول در آمریکا از جمله شرکت های معروف خارجی فعال در این زمینه هستند.

فناوری تولید پروفیل های کامپوزیتی

پروفیل های فایبرگلاس به روش پالتروژن تولید می شوند. پالتروژن فرآیند پیوسته ای است که طی آن الیاف تقویت کننده به منظور آغشته شدن با رزین از یک وان حاوی رزین عبور داده شده، وارد یک قالب می شود و تحت حرارت قرار می گیرد. نمونه توسط یک دستگاه اعمال کننده کشش بیرون کشیده می شود. پس از این مرحله امکان برش محصول در قطعات مختلف وجود دارد. این فرآیند تا حدودی مشابه فرآیند اکستروژن پلاستیک ها و تولید پروفیل های پلاستیکی است. همچنین از انواع رزین های گرما سخت از جمله رزین پلی استر غیر اشباع، اپوکسی و وینیل استر به عنوان ماتریس پلیمری استفاده می شود.

از این قطعات در مکان هایی که نیاز به مقاومت خوردگی بالایی می باشد، مانند سازه های دریایی و کارخانجات شیمیایی و غیره استفاده می شود. از دیگر کاربردهای این قطعات می توان به پل ها، پست های برق، عایق های الکتریکی، نرده حفاظ و غیره اشاره کرد. از جمله مزایای این فناوری درصد الیاف بالای آن است و چون الیاف به صورت طولی آرایش می یابد، محصول دارای استحکام کششی و فشاری بسیار بالایی است. همچنین سطح محصول نهایی کاملا صاف و صیقلی می باشد و نیازی به فرآیندهای تکمیلی نیست.

شمای کلی تولید مقاطع پالتروژنی در شکل زیر نشان داده شده است.

روش تولید پروفیل فایبرگلاس

فرآیند تولید پروفیل های کامپوزیتی

۱- الیاف تک رشته فایبرگلاس به همراه الیاف حصیری

۲ – غلطک های کشنده

۳- وان رزین

۴ – الیاف آغشته شده با رزین

۵ – قالب با منبع حرارتی مربوطه

۶ – مکانیزم کشش

۷ – تولید نهایی مقاطع پالتروژنی

تعدادی مقطع پالتروژنی FRP در شکل های زیر نشان داده شده است.

مقاطع gfrp

انواع مقاطع gfrp

از عمده ترین مزایای روش پالتروژن چند منظوره بودن آن و کاربردهای گوناگون آن در صنایع مختلف است. به عبارتی صرفا با تغییر قالب دستگاه می توان علاوه بر محصولاتی که در صنعت کاربرد دارد، همانند پروفیل ها، محصولات گوناگون دیگری در حوزه های مختلف از جمله تسمه های ماشین نساجی، ریل ها، محافظ اتوبان ها، چارچوب پنجره ها و درها و غیره تولید نمود. عمر محصولات پالتروژنی بسیار بالاست و سرعت تولید یک محصول پالتروژنی نیز نسبتا زیاد است.

امتیازات پروفیل های فایبرگلاس نسبت به پروفیل های فولادی

  • مقاومت در برابر خوردگی تحت اثر مواد شیمیایی اسیدی و بازی
  • عایق بودن
  • تنوع رنگ و ماندگاری بالا
  • حمل و نصب آسان، سرعت اجرای بالا
  • عدم نیاز به تعمیر و نگهداری در طول زمان
  • سازگاری با محیط های بهداشتی، دارویی و غذایی
  • مقاومت مکانیکی ضربه ای بالاتر نسبت به نمونه های مشابه فولادی (مانند گاردریل ها)
  • دوام بالا
  • وزن کم
  • مقاومت کششی زیاد
  • نفوذناپذیری مغناطیسی
  • امکان تقویت به صورت خارجی

نمونه های کاربرد پروفیل های FRP در صنایع مختلف

  • قطعات و تجهیزات گلخانه ها، فنس های کشاورزی، سکوهای دسترسی
  • گریتینگ و دریچه کانال؛ وایر مش های مورد نیاز در سدهای خاکی
  • برخی از قطعات کشتی و برج های حمل کالا، قطعات و سازه های اسکله
  • علائم راهنمایی و رانندگی، گارد ریل، تیرهای چراغ در جاده
  • پل های عابر پیاده، نرده ها و حفاظ ها، تابلوهای تبلیغاتی، انواع تیرهای روشنایی و مبلمان شهری
  • سکوها و مسیرهای عبوری، فنس های حفاظتی و سازه های صنعتی
  • آشغال گیرها، پوشش کانال ها و راهروها
  • ساختارهای انتقال و توزیع انرژی، نرده های حفاظتی و برج های خنک کننده
  • محوطه سازی، سطوح بارگیری و نقاله ها، فنس های حفاظتی
  • پایه های روشنایی، نردبان اسکله، نرده کشی و پیاده روها، موج شکن
  • روکش کانال، نرده های حفاظتی، سکوهای دسترسی بالای مخازن
  • کف کاذب، سیستم نقاله، بار انداز و نرده های حفاظتی
  • پلکان و نرده های حفاظتی، پل ها، سکوهای دسترسی شیرآلات
  • اسکلت نقاله، حفاظ های صنعتی

مقایسه تیرهای فایبرگلاس و فلزی در صنعت برق

مقایسه تیرهای فلزی و فایبرگلاس

استانداردهای FRP

اطلاعات تکمیلی روی فرآیند پالتروژن و اشکال PFRP در استانداردهای آمریکایی آمده است. به دلیل کمبود استانداردها و آیین نامه های لازم در این مورد و عدم اطمینان کافی، پروفیل های پالتروژنی FRP کمتر توانسته اند در کارهای مهندسی عمران نفوذ کنند. یک منبع راهنما همان استانداردهایی است که کارخانه های سازنده براساس آن ها محصولات خود را تولید می کنند.

۰
۰رای
این پســت برای شما مفیــد بود ؟
  • ۵عالی بود
  • ۳خوب بود
  • ۲معمولی بود
  • ۱بد بود

پیشنهاد می کنیم مطالعه کنید

0

سوالات و نظرات کاربران

نمایش موافق ترین ها
    0

    سوالات و نظرات کاربران

    اختیاری