پوشش کامپوزیت FRP
سارا نصیری 1398/8/8 33

پوشش کامپوزیت FRP

کامپوزیت-frpFRP (اف ار پی) در لغت مخفف کلمه Fiber Reinforced Polymer به معنی پلیمرهای تقویت شده با فیبر است. FRP (اف آر پی) از دو جزء ماتریس (رزین FRP) و فیبر (الیاف FRP) تشکیل می‌شود و کاربردهای متفاوتی در صنایع مختلف و ساختمان دارد. ببیشترین کاربرد این مصالح در مقاوم سازی سازه ها، جهت ترمیم، تقویت و مقاوم سازی ساختمان‌های بتنی بوده و در صنعت کامپوزیت جهت ساخت قطعات صنایع مختلف است. الیاف FRP با قرار گرفتن و نصب بر روی سطوح بتنی از قبیل دال‌ها، تیرها، ستون‌ها، دیوارهای بتنی و فونداسیون بتنی می‌تواند باعث افزایش مقاومت بتن شوند. همچنین این الیاف می‌تواند در ساختمان‌هایی با کاربری مسکونی، تجاری، اداری، صنعتی، تکیه‌گاه ماشین آلات و تاسیسات سنگین و همچنین سازه‌های آبی و دریایی مانند سد و کانال نیز کاربرد داشته باشند. علاوه بر این از الیاف FRP می‌توان در مقاوم‌سازی زیرساخت‌های مهندسی از قبیل پل‌های جاده‌ای و ریلی، مخازن آب و مواد شیمیایی، سیلوها و برج‌های خنک کننده نیز استفاده نمود.

به صورت کلی اف ار پی ترکیبی از دو ماده است. بخش اول آن ماتریس بوده و جز دیگر آن الیاف است. ماتریس خود از برخی مواد شیمیایی مانند رزین‌های اپوکسی و پلی استر تشکیل شده است. این مواد جهت کاهش قیمت  تمام شده و بهبود خواص مکانیکی و شیمیایی دارای فیلرها و افزودنی‌هایی هستند. نقش الیاف و فیبر، تامین مقاومت مکانیکی کافی در FRP است. در حالی که ماتریس نقش باربری مکانیکی ندارد و تنها باید از الیاف در مقابل خوردگی، عوامل محیطی و آسیب دیدن محافظت نماید. همچنین انتقال بار در FRP به کمک ماتریس و از طریق انتقال نیروی برشی بین فیبرها صورت می‌پذیرد. از دیگر کاربردهای ماتریس، کنترل کمانش موضعی الیاف تحت فشار است. بیشتر حجم FRP را الیاف تشکیل می‌دهند. عواملی مختلفی در بهره‌وری الیاف FRP تاثیر گذار هستند. از جمله این عوامل می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

نوع الیاف FRP
درصد مقدار الیاف موجود در FRP
نحوه قرارگیری الیاف FRP
ضریب انتقال حرارت

این عوامل در مقاومت کششی، خمشی، برشی، خستگی و مقاومت در برابر الکتریسیته بسیار موثر هستند. همچنین این عوامل در میزان قیمت تمام شده محصول نیز بسیار پر اهمیت هستند و بر خرید و فروش آن در مسائل اقتصادی تاثیر گذار هستند.

انواع ورقه های FRP

ورقه های اف ار پی، ورقه های با ضخامت چند میلیمتر از جنس کامپوزیت هستند. این ورقه ها یا لمینیت ها با چسب های مستحکم و مناسب به سطح بتن چسبانده می شوند. از ورقه های FRP جهت تعمیر و تقویت سازه های آسیب دیده (ناشی از زلزله و یا ناشی از خوردگی آب های یون دار) استفاده می شود. لمینیت FRP از لحاظ شکل پذیری می‌تواند به صورت صفحات منعطف و سخت باشد. صفحات FRP منعطف خاصیت شکل پذیری بالایی دارند و می‌توانند در شعاع های کم خم شوند. صفحه های سفت در ضخامت های زیاد تولید می شوند و بر خلاف سایر ورقه ها، شکل پذیر نیستند و در عرض‌های مختلف یافت می‌شوند.

همان طور که اشاره شد الیاف FRP (اف ار پی) مصالحی پارچه ای هستند که  فیبر های آن در یک جهت یا دو جهت قرار دارند. جنس فیبرها می‌تواند از جنس کربن و یا شیشه باشد که الیاف بافته شده از آنها به الیاف شیشه GFRP و الیاف کربن CFRP معروف هستند. از روی هم گذاشتن چند لایه الیاف FRP و آغشته کردن آن ها به رزین و فشرده کردن آن ها برای رسیدن به مقاومت و ضخامت های مورد نیاز، ورقه های FRP تشکیل می شوند. ورقه های FRP با چسب اپوکسی به سطوح مورد نظر بتنی و فولادی می چسبند و باعث افزایش مقاومت المان های باربر می شوند. از ورقه های FRP در اکثر مواقع برای مقاوم سازی و بهسازی ساختمان ها در پروژه های مقاوم سازی و بهسازی لرزه ای سازه ها استفاده می‌شود.

کابل، نوار، تاندون‌های پیش تنیدگی FRP

کابل های FRP محصولات شبیه میله‌ های FRP، ولی به صورت انعطاف پذیر هستند که در سازه های کابلی و بتنی پیش‌ تنیده در محیط های دریایی و خورنده کاربرد فرآوان دارند. این محصولات در اجزای پیش تنیده در مجاورت آب نیز به کار گرفته می‌شوند.

میلگردهای FRP

فولادها به طور مختصر در مقابل خوردگی به وسیله محیط قلیایی بتن محافظت می‌شوند اما خیلی از سازه هایی که در محیط های مهاجم از قبیل سازه های دریایی، پل‌ها و پارکینگ‌ها که در معرض عوامل مهاجم قرار می‌گیرند ترکیب رطوبت، افزایش دما و محیط کلریدی،خواص  قلیایی بتن را کاهش می دهد و سبب خوردگی فولادها می‌شود. به همین خاطر امروزه از میلگردهای ساخته شده با مواد پلیمری FRP در این سازه ها استفاده می کنند. به دلیل اینکه میلگردهای اف ار پی برای یک رفتار غیر شکل‌پذیر می باشند لذا موارد استفاده این میلگردها محدود به سازه‌های می‌شود که مهمترین مشکل آنها خوردگی یا مشکلات الکترومغناطیسی می‌باشد. میلگردهای فولادی دارای رفتاری تقریباً همسانگرد می باشند ولی میلگردهای FRP به بتن تاثیر می‌گذارد. مصالح FRP برخلاف مصالح فولادی رفتار الاستیک خطی از خود نشان می‌دهند.

شبکه کامپوزیتی FRP

شبکه کامپوزیتی FRP از دیگر محصولات کامپوزیتی هستند که از برخورد میله‌های اف ار پی  در دو جهت و یا سه جهت ایجاد می‌شوند. نمونه ای از این محصولات شبکه کامپوزیتی Nefmac است که از فیبرهای کربن، شیشه ای و یا آرمید و رزین اپوکسی، وینیل استر و یا پلی استر تولید می‌شود و برای مسلح کردن بتن مناسب است. گریتینگ FRP نیز که به روش سیستم قالبی (Modled) حرارتی تولید می‌شود در صنایع و اکثر کارخانجات دارای مواد خورنده کاربرد دارند.

پروفیل‌های ساختمانی FRP

مصالح FRP همچنین در شکل پروفیل های ساختمانی به صورت I شکل، T شکل، نبشی و ناودانی و به روش پالتروژن (Pultrusion) تولید می‌شوند. در این روش دسته‌هایی از فیبر یا نخ یا رشته های FRP پس از آغشته شدن با رزین از یک قالب عبور کرده و در کنار هم قرار گرفته و یک پروفیل دارای مقطع ثابت را به وجود می‌آورند. از عمده‌ترین مزایای روش پالتروژن چند منظوره بودن آن و کاربردهای گوناگون آن در صنایع مختلف است. به عبارتی صرفاً با تغییر قالب دستگاه می‌توان علاوه بر محصولاتی که در صنعت ساختمان کاربرد دارد، همانند انواع میلگردها و آرماتورهای اف ار پی، محصولات گوناگون دیگری در حوزه‌های مختلف از جمله تسمه‌های ماشین نساجی، ریل ها، محافظ اتوبان ها یا گارد ریل، چارچوب پنجره‌ها و درها، تیرهای با مقطع I شکل، نبشی‌ها و غیره تولید نمود. عمر مفید و دوام محصولات پالتروژنی بسیار بالاست و سرعت تولید یک محصول پالتروژنی نیز نسبتاً زیاد است. از نظر قیمت نیز با وجود اینکه یک تیر پالتروژنی قیمت ظاهری بیشتری نسبت به نمونه مشابه آهنی دارد؛ ویژگی هایی مانند مقاومت بالا در برابر خوردگی و زلزله و دوام آن می‌تواند توجیه‌ کننده قیمت اولیه بالای آن باشد. در مصارف عمومی مانند ساخت سازه‌ها اگر نیاز به مقاومت در برابر خوردگی و زلزله وجود داشته باشد، استفاده از تیرهای پالتروژنی می‌تواند توجیه اقتصادی نیز داشته باشد. لذا محصولات پروفیل FRP می‌توانند جایگزین بسیار مناسبی برای قطعات و سازه‌های فولادی تلقی شوند.

کامپوزیت F.R.P  عامل ماتریکس رزین های پلی استر یا وینیل استر و عامل تقویت کننده الیاف شیشه ای ( Chopped Strand Meet ) بوده که بر روی سطوح بتنی و فلزی در ضخامت های مختلف قابل اجرا است .

موارد کاربرد FRP

- حوضچه های مخازن نگهداری مواد خورنده صنعتی
- حوضچه های مخازن نگهداری فاضلاب و پساب های صنعتی
- مقاوم سازی ستون ها و سازه های بتنی و فلزی

مواد کامپوزیتی در واقع مواد مرکب مهندسی هستند که از دو یا چند جزء تشکیل شده اند که این مواد مجزا و در مقیاس ماکوسکوپی قابل تشخیص هستند.

مواد کامپوزیت از دو قسمت اصلی محیط پرکننده یا ماتریکس (Matrix) و عامل تقویت کننده (Reinforcement ) تشکیل شده اند ماتریکس با احاطه کردن عامل مسلح کننده آن را در محل مناسب نگه می داردند و عامل مسلح کننده موجب بهبود خواص مکانیکی جسم کامپوزیتی می گردد. مسلح کننده یا تقویت کننده ها عمدتاً الیاف کوتاه (Staple) و یا بلند و پیوسته (Filament) می باشند.

ماتریس های متداول در صنایع کامپوزیت عمدتاً ماتریس های پلیمری اعم از ترمرست ها همچون رزین های پلی استر، ونیل استر و اپوکسی یا ترموپلاست ها همچون نایلون ، پلی استایرن، پلی اتیلن و غیره میباشند. مهمترین انواع الیاف که کامپوزیتی کاربرد دارند ، شامل شیشه ، الیاف کربن، الیاف بازالت و الیاف آرامید می باشد.

مهم ترین خصیصه مواد کامپوزیت این است که ماده حاصله از خواص ایده آل تری در مقایسه با هریک از عوامل تشکیل دهند خود (به طور مجزا ) برخوردار است.

خواص پوشش frp

• مقاومت مکانیکی بالا در قیاس با وزن کم آنها .
• مقاومت بالا در مواد خوردگی.
• خواص عایق حرارتی و الکتریکی خوب.
• پایداری ابعادی.
• امکان اجراء شکل های پیچیده.

کامپوزیت F.R.P عامل ماتریکس رزین های پلی استر یا وینیل استر و عامل تقویت کننده الیاف شیشه ای (Chopped Strand Meet ) می باشد.

(Chopped straned not) یک پارچه نبافته از الیاف شیشه ریز شده بطول حدود 50 میلیمتر و از نوع E-glass می باشد که در جهت های تصادفی پخش شده اند و توسط بایندر پلی استری به دو شکل پودری و امولسیون تهیه می گردند. این محصول خواص بسیار خوبی در رابطه با نفوذ پذیری رزین و قابلیت شکل پذیری آسان دارد و بطور عمده در فرم آینده ها تولید به روش دستی (handlay-up) مانند انواع ورق ها، پانلها، قایق ها، وان حمام، برج های خنک کننده و تانک های ذخیره مواد شیمیایی و.... استفاده می شود.

این نوع مت دارای سانرینگ Silane بوده و سازگاری با انواع رزین های پلی استر و وینیل استر می باشد و همچنین در برابر رطوبت و مواد شیمیایی خورنده از مقاومت بسیار خوبی برخوردار است .

کاربردهای کامپوزیت (F.R.P)

• حوضچه های مخازن نگهداری مواد خورنده صنعتی.

• حوضچه های مخازن نگهداری فاضلاب و پساب های صنعتی .

تماس با آترون پوشش آریا

برای کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید تلفن : 74538-021

تماس با ما