میلگرد کامپوزیت و استفاده از آن در بتن

میلگرد یا آرماتورهای FRP از نظر شکل ظاهری مشابه میلگردهای متداولهستند، ولی در تولید آن­ها به­ جای فولاد از رزین پلیمری مخصوص و الیاف (به طور معمول این الیاف از جنس شیشه و کربن می باشند و دارای مقاومت بیشتری نسبت به فولاد هستند) استفاده می شود. می توان این محصول را به­ عنوان جایگزین مناسبی برای میلگردهای فولادی در نقش تسلیح کننده بتن دانست، شاهد بر این ادعا نیز تعداد کثیر پروژه ­هایی است که از این محصول بهره گرفته­ اند.
این محصول در مقابل الکتریسیته، امواج مغناطیسی و خصوصاً خوردگی(corrosion) مقاوم می­باشد. با استفاده از این میلگردها می توان از مشکلاتی همچون تداخل الکترومغناطیسی و خوردگی اجتناب نمود. به ­علاوه چون میلگردهای FRPدارای مقاومت کششی بالایی هستند، می­توان از آن­ ها در بخش کششی مقاطع بتنی استفاده کرد.
انواع میلگردهای FRP متناسب با جنس الیاف وجود دارد؛ میلگردهای CFRP ساخته شده با الیاف کربن، میلگردهای GFRP ساخته شده با الیاف شیشه E-Glass، میلگردهای BFRP ساخته شده با الیاف بازالت. میلگردهای GFRP ارزانترین ومتداول­ترین این میلگردها می ­باشند. 
بزرگترین مزیت انواع میلگرد کامپوزیتFRP نسبت به میلگردهای معمول، مقاومت بالای آنها در برابر خوردگی می باشد. 
برای اطلاعات بیشتر با شرکت رادیاب تماس بگیرید.

مقایسه خصوصیات مکانیکی میلگردهای کامپوزیت FRP و میلگردهای فولادی

میلگرد FRP

مقاومت میلگردهای FRP در مقابل خوردگی:

بزرگترین عیب میلگردهای فولادی مقاومت پایین آن ها در مقابل عوامل شیمیایی خورنده می باشد. از آن جاییکه امکان وجود ترک در مقاطع بتنی و در نتیجه نفوذ عوامل شیمیایی به داخل بتن وجود دارد، میلگردهای فولادی دچار خوردگی خواهند شد و متعاقباً مقاومت و یکپارچگی مقاطع بتنی از بین خواهد رفت. به علت مقاومت بالای رزین اپوکسی استفاده شده در ساخت میلگردهای FRP در مقابل اکسیژن، رطوبت، کلر، سولفاتها و سایر عوامل خورنده، میلگردهای FRP از مقاومت بالایی در برابر خوردگی برخوردارند. از این رو میلگردهای FRP برای سازه هایی که در معرض خوردگی قرار دارند مانند سازه های دریایی، اسکله ها، عرشه پل ها و سازه هایی که در معرض نمک های یخ زا قرار دارند جایگزین بسیار مناسبی برای میلگردهای فولادی می باشند.

مقاومت میلگردهای FRP در برابر نیروهای مغناطیسی:

مواد کامپوزیت FRP دارای خصوصیات منحصر بفردی هستند. از آن جاییکه این مواد از ترکیب رزین با الیاف شیشه، کربن و یا آرامید ساخته می شوند، هیچ گونه تنشی ناشی از میدان مغناطیسی در آن ها وارد نمی شود. با توجه به همین خصوصیت در مواد کامپوزیت FRP، استفاده از میلگردهای FRP در سازه های تحت تاثیر میدان های الکترو مغناطیسی نظیر راکتورها، فرودگاه ها، بخش های MRI بیمارستان ها و لابراتوارها توصیه می شود.

مقاومت میلگردهای FRP در برابر جریان الکتریکی:

هدایت الکتریکی در سازه می تواند یک خطر به حساب آید. قابلیت رسانایی الکتریکی در مصالح فلزی مسئله خطرناکی بوده و می تواند باعث آسیب شود. در مقابل مصالح فلزی، مواد کامپوزیت FRP از لحاظ الکتریکی غیرهادی هستند که این امر آن ها را به گزینه مناسبی برای سازه های در معرض میدان الکتریکی می سازد.
نمونه هایی از بکارگیری مواد کامپوزیت عبارتند از ساخت تیرهای انتقال برق با استفاده از میلگردهای کامپوزیت FRP (آرماتور FRP)، ساخت دکل های بتنی انتقال نیرو با استفاده از میلگردهای کامپوزیت FRP، احداث پست های پیش ساخته با استفاده از میلگردهای کامپوزیت FRP ، استفاده از میلگردهای FRP در پایه پُست های با ولتاژ بالا و . . .
وزن سبک میلگرد کامپوزیت FRP (آرماتور FRP ): میلگردهای FRP با وزن مخصوص 2/2 گرم بر سانتیمتر مکعب بسیار سبک تر از میلگردهای فولادی رایج با وزن مخصوص 7/85 هستند. این کاهش چگالی می تواند منجر به کاهش هزینه حمل و نقل، آسانی در جابجایی مصالح و هم چنین کاهش بار مرده سازه گردد.
به اعتقاد برخی دیگر از مهندسین ، اصولا استفاده از آرماتور حرارتی به این شیوه مرسوم که نصفش روی یونولیت ها قرار میگیرد ، کار ی عبث و دور ریختن سرمایه و اسراف است و باعث جلوگیری از ترک خوردن بتن سقف نمیشود و همانطور که هم اکنون شاهد آن هستیم ، بسیاری از سقفهای تیرچه بلوک با وجود استفاده از آرماتور حرارتی باز هم ترک می خورند . این مهندسین راه زیر را پیشنهاد میدهند :
استفاده از بتن الیافی ، کم کردن نسبت آب به سیمان و استفاده از فوق روان کننده :
در بتن الیاف دار الیاف فلزی نقش میلگرد حرارتی را دارند و به صورت قطعات کوچک فلزی به صورت سه بعدی در بتن پخش و توسط میکسر میکس شده و در کف سقف پخش میشوند در وسط ضخامت بتن قرار میگیرند و از ترک خوردن بتن جلوگیری میکنند. اگر از الیاف با ژل میکرو سیلیس کندگیر کننده استفاده شود نتیجه بهتر هم خواهد بود .
هم چنین کم کردن نسبت آب به سیمان به حداکثر 0.3 و استفاده از فوق روان کننده ممتاز پلی کربوکسیلاتی باعث بالارفتن روانی بتن میگردد و باید بلافاصله بعد از بتن ریزی اقدام به آب پاشی بتن کرده و عمل آوری بتن را شروع کنیم . برای اینکار میتوانیم از پلاستیک نیز استفاده کرده و روی سقف را پلاستیک بکشیم .
مشخصات فنی و نحوه استفاده از میلگرد در بتن برای آرماتوربندی
بتن در مقابل نیرو های همزمان کششی، برشی و فشاری مقاومت ناچیزی دارد. به همین دلیل قطعات بتنی با میلگردهای فولادی مسلح می شوند. به این کار‌ آرماتوربندی می گویند. خصوصیات و نحوه استفاده از میلگرد در بتن اهمیت فراوانی دارد که در این مقاله به آنها خواهیم پرداخت.
انواع میلگرد های مورد مصرف در بتن
میلگردها با توجه به نوع آلیاژ و شکل ظاهری، انواع مختلفی دارند که در ایران، برای مصرف در بتن، از سه نوع آن در قطر های مختلف استفاده می کنند.
میلگردهای نرمه با مقطع دایره و سطوح کاملا صاف که اصطلاحا به آن میلگردهای ساده می گویند. تنش حد جاری شدن این میلگردها N/mm2 200 است.
میلگردهای آجدار و آجدار تابیده (TOR) که با دو آلیاژ سخت و نیمه سخت موجود است. که البته دارای قیمت میلگرد مختلف نیز هستند. نوع سخت آن دارای تنش حد جاری شدن N/mm2 500-400 و نوع نیمه سخت آن دارای تنش حد جاری شدن N/mm2 300 می باشد.
برای بتن های پیش تنیده و پس تنیده، از کابل های فولادی (سیم بکسل) با تنش های بسیار بالا استفاده می کنند.
امروزه در مواردی که عوامل جوی سبب ایجاد خورندگی در میلگردهای فولادی شده و در نتیجه باعث ترکیدن بتن می شوند، از میلگردهای لاستیکی با تنش مجاز N/mm2 140 استفاده می کنند.
تمیز کردن میلگرد ها
چون چسبندگی مناسب بین فولاد و بتن از عوامل موثر در مقاومت بتن مسلح است، باید میلگردهایی که در بتن مسلح به کار می روند، تمیز بوده و عاری از هر گونه گل، روغن، زنگ زدگی، پوسته، خوردگی یا سایر پوشش های غیر فلزی باشند.

برای تمیز کردن زنگ از سطح میلگردها می توان از برس سیمی استفاده کرد. اگر حجم میلگردهای زنگ زده زیاد باشد، از دستگاه ماسه پاش (سند بلاست) استفاده می کنند. این دستگاه با پرتاب شدید ماسه های ریز بر سطح میلگردها باعث زنگ بری آن می شود. به این نکته مهم توجه داشته باشید که میلگردهایی که زنگ زدایی می شوند هنگامی در بتن قابلیت مصرف دارند که کلیه مشخصات لازم از قبیل سطح مقطع را حفظ کرده باشند.

قلاب انتهای میلگرد ها

برای افزایش چسبندگی بین میلگردها و بتن، باید در انتهای میلگردهای فولادی قلاب ایجاد کرد. حداقل اندازه قلاب های استاندارد در حالت های متفاوت اجرایی به شرح زیر است:

الف. میلگرد های اصلی

خم 180 درجه (خم نیم دایره) به اضافه طول مستقیم (حداقل 4 برابر قطر میلگرد)، مشروط بر این که طول مستقیم از 6 سانتی متر کمتر نباشد.
خم 135 درجه (چنگک) به اضافه طول مستقیم (حداقل 8 برابر قطر میلگرد) در انتهای آزاد میلگردها.
خم 90 درجه (گونیا) به اضافه طول مستقیم (حداقل 12 برابر قطر میلگرد) در انتهای آزاد میلگردها.
ب. میلگرد های تقسیم و خاموت

برای میلگرد به قطر 16 میلی متر و کمتر، خم 90 درجه (گونیا) به اضافه طول مستقیم (حداقل 6 برابر قطر میلگرد)، مشروط بر اینکه از 6 سانتی متر کمتر نباشد.
برای میلگردهای به قطر بیشتر از 16 میلی متر و کمتر از 25 میلی متر، خم 90 درجه (گونیا) به اضافه طول مستقیم (حداقل 12 برابر قطر میلگرد)، در انتهای آزاد میلگردها.
خم 135 درجه (چنگک) به اضافه طول مستقیم (حداقل 6 برابر قطر میلگرد) به شرطی که از 6 سانتی متر کمتر نباشد.
خم 180 درجه (خم نیم دایره) به اضافه طول مستقیم (حداقل 4 برابر قطر میلگرد) به شرطی که از 6 سانتی متر در انتهای میلگرد کمتر نباشد.

این گروه از مهندسین هم چنین هیچ نقش سازه ای برای این آرماتورها قائل نیستند و اعتقاد دارند که آیین نامه هم الزامی به استفاده از این آرماتورها نداشته و فقط در آیین نامه ” توصیه ” به استفاده از این آرماتورها انجام شده نه الزام به استفاده از آنها .
قیمت مناسب میلگرد کامپوزیت FRP (آرماتور FRP ):

استفاده از میلگردهای FRP در بسیاری از پروژه ها منجر به اقتصادی تر شدن پروژه میگردد. برای اطلاع از آخرین قیمت ها و مقایسه آن با میلگرد فولادی با شرکت رادیاب تماس حاصل فرمایید.

تولید میلگرد FRP با دستگاه پالتروژن

توسط دستگاه پالتروژن که در تولید محصولات کامپوزیت با روش Pultrusion می توانید روش کار آن را مطالعه کنید، میلگردهای FRP را می توان با شکل های متنوع تولید کرد.