به نظر می‌رسد از گذشته تاکنون میلگرد فولادی رایج‌ترین ماده اولیه مورد استفاده در ساخت و ساز بوده است و هیچ جایگزینی برای آن وجود ندارد. سازه هر چه باشد، باید از بلوک‌های بتنی، دیوارها یا فونداسیون تشکیل شده و تمام بتن‌ها باید تقویت شوند. مدت‌هاست که میلگرد فولادی به عنوان تنها گزینه برای تقویت بتن به شمار می‌رود، اما با توجه به اینکه چشم‌انداز ساخت و ساز همچنان در حال تکامل است، اکنون جایگزینی برای آن وجود دارد. این جایگزین عبارت است از میلگرد GFRP یا کامپوزیتی. چنین میلگردی از فایبرگلاس یا بازالت تولید می‌شود و ما در این مقاله قصد داریم بررسی کنیم که میلگرد GFRP چیست و چه کاربردها و مزایایی را به دنبال دارد.
میلگرد GFRP چیست؟
همانطور که قبلاً ذکر شد، میلگرد GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer) از ترکیب فایبرگلاس، رزین و مواد مختلف دیگری مانند کربن، آرامید و … تولید می‌شود. در تولید این میلگردها می‌توان از بازالت نیز استفاده کرد که به عنوان یک جایگزین عالی برای فایبرگلاس عمل می‌کند. معمولاً مواد اولیه نهایی مورد استفاده در تولید میلگرد GFRP بر اساس دسترسی به این محصولات تعیین می‌شود. برخی از تولیدکنندگان، فایبرگلاس و برخی دیگر بازالت را انتخاب می‌کنند، اگرچه ویژگی‌های محصول نهایی میلگرد GFRP چندان متفاوت نخواهد بود.
این ویژگی‌ها صنعت ساخت‌وساز را به کلی متحول کرده‌اند. میلگردهای GFRP قبلاً در سراسر جهان آزمایش‌های مختلفی را پشت سر گذاشته‌اند و اکنون به استاندارد جدید تقویت بتن تبدیل شده‌اند. چنین آزمایشاتی توسط دانشگاه‌های معتبر و موسسات صدور گواهینامه ساخت و ساز انجام گرفته‌اند و نتایج نشان می‌دهند که میلگرد GFRP آینده صنعت ساخت و ساز است؛ اما ویژگی‌های مکانیکی میلگرد GFRP چیست؟
میلگردهای GFRP در سایزهای ۲ الی ۱۳ تولید می‌شوند و هرکدام دارای خواص مکانیکی متفاوتی هستند. قدرت تنش نهایی این میلگردها (۸۰۰-۱۳۰۰ مگاپاسکال) نسبت به میلگردهای فولادی (۳۹۰-۴۹۰ مگاپاسکال) به شکل قابل توجهی بیشتر بوده و به دلیل مقاومت بسیار بالا نسبت به محیط‌های خورنده، جایگزین بسیار مناسبی برای میلگردهای فولادی به شمار می‌روند.
با وجود هزینه اولیه نسبتاً بالای میلگردهای GFRP در مقایسه با میلگردهای فولادی، باید به این نکته توجه کرد که میلگردهای فولادی مقاومت بسیار کمی در مقابل عوامل خورنده مانند نمک‌ها، مواد شیمیایی و رطوبت دارند. در صورت ایجاد خوردگی، حجم این میلگردها افزایش یافته و باعث ایجاد تنش باری درون بتن می‌شود که ممکن است در بتن ترک ایجاد کند. در نتیجه، این نوع میلگردها هزینه‌های زیادی جهت تعمیر و نگهداری به دنبال دارند. این در حالی است که میلگردهای GFRP هزینه‌های مربوط به نیروی کار و نصب را کاهش می‌دهند و به دلیل طول عمر و مقاومت بالاتر، دوام بیشتری دارند.
کاربردها و موارد استفاده میلگرد GFRP
دامنه کاربرد میلگرد GFRP بسیار گسترده است. در اینجا چند نمونه از موارد استفاده میلگردهای GFRP را آورده‌ایم:
- جذب انرژی بالای این نوع میلگرد، آن را برای استحکام‌بخشی به سازه‌هایی که در معرض بارهای دینامیکی و ضربه‌ای هستند، از جمله سازه‌هایی که در معرض باد، امواج، رفت و آمد زیاد، زلزله و انفجار و همچنین خطر سقوط قرار دارند، مناسب می‌سازد.
- لوله‌های زیردریایی برای آب‌های عمیق را می‌توان از میلگردهای GFRP تولید کرد زیرا این ماده به دلیل چگالی کم در مقایسه با فلز، شناوری را به طور قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌دهد.
- راه‌پله‌ها و راهروها را نیز می‌توان با میلگرد GFRP محکم کرد زیرا، این مواد سبک‌وزن و ضدزنگ هستند.
- اما مهم‌ترین کاربرد میلگرد GFRP چیست؟ یکی از مهم‌ترین کاربردهای این میلگرد، مقاوم‌سازی لرزه‌ای است که در آن سازه‌های موجود اصلاح شده و بهبود می‌یابند تا در برابر فعالیت‌های لرزه‌ای (حرکت زمین، نشست خاک و غیره) مقاوم‌تر شوند.
- میلگرد GFRP برای تقویت خطوط لوله زیر آب و بخش‌های ساختاری سکوهای کنار آب استفاده می‌شود. این میلگرد استحکام کششی بالایی دارد که آن را برای پروژه‌های بتنی دریایی یا ساحلی، مانند ساخت اسکله‌ها، دیوارهای دیافراگمی، یا تاسیسات تصفیه آب قابل استفاده می‌سازد.
- میلگردهای GFRP در پروژه‌های تقویت داخلی سازه‌های بتنی مانند تولید قطعات تونل یا شمع‌های نگه‌دارنده برای گودال‌های فونداسیون به خوبی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- میلگرد GFRP برای تقویت سازه‌های مختلف ساخته‌شده از بتن، الوار و فولاد استفاده می‌شود و یک ماده تقویت‌کننده رایج در ساخت تأسیسات و کارخانه‌های تولیدی است.
- آرماتور GFRP در بتن پیش‌تنیده برای مواردی که مقاومت در برابر خوردگی حیاتی است، مانند تولید پل‌ها، دیوارهای مانع یا عرشه‌ها استفاده می‌شود.
- مقاومت در برابر آتش، قابلیت ضد الکتریسیته ساکن و ضد انفجار، به میلگرد GFRP کاربردهای گسترده‌ای در زمینه‌های مختلف مانند پشتیبانی جاده معدن، صنایع پردازش شیمیایی و مهندسی عمران بخشیده است.
مزایای استفاده از میلگرد GFRP
اکنون که دانستیم میلگرد GFRP چیست و چه کاربردهایی دارد، می‌توانیم به مزایای آن نیز بپردازیم. مهم‌ترین مزایا میلگرد GFRP عبارتند از:
- اجزای تشکیل‌دهنده GFRP شامل، رزین وینیل استر مقاوم در برابر خوردگی با کیفیت بالا است که طول عمر سازه بتنی را افزایش می‌دهد.
- در مقایسه با مواد تقویت‌کننده سنتی، میلگرد GFRP یک چهارم وزن فولاد را دارد در حالی که مقاومت کششی آن دو برابر فولاد است.
- میلگرد GFRP برای برق و گرما نارسانا است که آن را به گزینه‌ای ایده‌آل برای تأسیساتی مانند نیروگاه‌های تولید برق و تاسیسات علمی تبدیل می‌کند.
- با در نظر گرفتن مزایای بلندمدت میلگرد GFRP در مقایسه با فولاد ضد زنگ با روکش اپوکسی یا فولاد ضد زنگ، این نوع میلگرد محصولی مقرون‌به‌صرفه است. برای کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با میلگرد روکش اپوکسی می‌توانید مقاله «میلگرد روکش اپوکسی چیست» را مطالعه کنید.
- در برابر یون‌های کلرید و سایر عناصر شیمیایی آسیب‌ناپذیر است.
- می‌توان آن را در طول‌ها، خم‌ها و شکل‌های سفارشی ساخت.
- فرآیند نصب میلگرد GFRP بسیار راحت بوده و برش و ماشین‌کاری آن بسیار آسان است.
- پروژه تقویت‌شده با میلگرد GFRP به تعمیر و نگهداری نیاز ندارد و این امر سازندگان را قادر می‌سازد از هزینه بازسازی اجتناب کنند.
سوالات متداول
میلگرد GFRP اولین بار در کدام کشور تولید شد؟
اولین کسانی که از این نوع میلگرد استفاده کردند، روس‌ها بودند. بعدها آمریکا نیز به تولید میلگرد GFRP پرداخت و از این طریق به درآمد بالایی دست یافت.
میلگرد GFRP چگونه بسته‌بندی می‌شود؟
به دلیل مدول پایین، می‌توان این میلگردها را به صورت کویل بسته‌بندی کرد (به خصوص اگر سایز آن‌ها کمتر از ۱۲٫۷ میلی‌متر باشد). پس از باز کردن کویل، میلگردها به شکل صاف و طبیعی خود بازمی‌گردند.
نتیجه‌گیری
در این مقاله بررسی کردیم که میلگرد GFRP چیست و چه مزایایی دارد. البته لازم به ذکر است که مزایای میلگرد GFRP به موارد فوق محدود نمی‌شود. با این حال، همین مزایا نیز ثابت می‌کنند که میلگردهای GFRP به اندازه کافی نیرومند هستند تا در صنعت ساخت و ساز تحولی دائمی ایجاد کنند. امروزه شاهد استفاده از میلگرد GFRP در آرماتورهای بتن در سرتاسر جهان هستیم و این روند روزبه‌روز در حال گسترش است. شرکت‌های ساختمانی از میلگرد GFRP در مهندسی عمران، سازه‌های صنعتی و هر جای دیگری که بتن وجود دارد استفاده می‌کنند؛ در نتیجه، می‌توان گفت آینده برای میلگرد GFRP روشن است. برای مشاهده قیمت میلگرد ساده روی لینک درج شده کلیک کنید.
