وب سایت مهندس عبدالنور افرند

ترکیب میلگرد فولادی و کامپوزیتی (مثلاً GFRP) در سازه‌های بنایی مسلح می‌تونه هم از نظر اقتصادی و هم عملکرد سازه‌ای بهینه باشه، ولی باید با دقت انجام بشه.

در ادامه، یه تخمین کلی از هزینه ساخت یک ساختمان بنایی با ترکیب میلگرد فولادی و GFRP رو برات می‌گم (در ایران، سال ۱۴۰۴/۲۰۲۵)، به همراه نکاتی که باید در نظر بگیری:

فرضیات اولیه تخمین هزینه

• ساختمان یک‌طبقه بنایی، حدود ۱۰۰ مترمربع زیربنا

• سازه باربر: دیوارهای بنایی مسلح

• ترکیب آرماتور فولادی در فونداسیون + GFRP در دیوارها

۱. قیمت میلگردها (تقریبی)

نوع میلگرد قیمت هر کیلو (تومان) وزن مخصوص تقریبی (کیلو/متر) توضیح

میلگرد فولادی A335,000 - 40,0000.89 (Φ12)مناسب برای فونداسیون و شناژ

میلگرد GFRP85,000 - 110,0000.45 (Φ12)گران‌تر، ولی سبک‌تر

نکته: میلگرد GFRP به‌خاطر چگالی پایین‌تر، نصف وزن فولاد رو داره ولی قیمت هر مترش تقریباً برابر یا کمی بیشتر درمیاد.

۲. تخمین هزینه برای ۱۰۰ متر ساختمان

آیتم توضیح تخمین. هزینه (تومان)

فونداسیون با میلگرد فولادیحدود 800 کیلو فولاد30 – 32 میلیون

دیوارهای بنایی مسلح با GFRPحدود 600 متر میلگرد GFRP55 – 65 میلیون

مصالح بنایی (بلوک، ملات، سیمان)برای دیوار چینی کامل80 – 100 میلیون

اجرای سقف (مثلاً تیرچه بلوک یا دال سبک)بسته به نوع سقف120 – 150 میلیون

کارهای تکمیلی (کاشی، رنگ، در و پنجره و...)وابسته به کیفیت انتخابی150 – 300 میلیون

مجموع کل تقریبی ساخت با ترکیب فولاد و GFRP برابر ۴۵۰ تا ۶۰۰ میلیون تومان

مزایای این ترکیب

• کاهش خوردگی در دیوارها (که معمولاً بیشتر در معرض رطوبت‌اند)

• حفظ عملکرد خمشی بالا در فونداسیون و شناژها با فولاد

• کاهش وزن و راحتی حمل و نقل میلگرد GFRP

میلگردهای GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer) به‌دلیل ویژگی‌هایی مثل مقاومت بالا در برابر خوردگی، وزن سبک، و عایق بودن الکتریکی و حرارتی، در بسیاری از سازه‌های خاص و شرایط محیطی شدید کاربرد گسترده دارند. در زیر مهم‌ترین موارد استفاده آورده شده:

1. سازه‌های در معرض رطوبت و محیط‌های خورنده

• سازه‌های ساحلی و دریایی: اسکله‌ها، دیوارهای ساحلی، عرشه پل‌های ساحلی

• تصفیه‌خانه‌های آب و فاضلاب: به‌دلیل وجود محیط اسیدی و خورنده

• کانال‌های آبیاری و زه‌کشی: برای جلوگیری از زنگ‌زدگی در تماس با آب

2. سازه‌های زیرزمینی یا در تماس با خاک خورنده

• تونل‌ها، منهول‌ها و سازه‌های زیرزمینی: GFRP در برابر رطوبت خاک و یون‌های مهاجم مقاوم است

• دیوارهای حائل و سازه‌های مدفون در خاک

3. سازه‌های الکتریکی یا در مجاورت تجهیزات حساس

• پست‌های برق و نیروگاه‌ها: GFRP نارساناست و تداخل الکترومغناطیسی ایجاد نمی‌کند

• خطوط مترو یا راه‌آهن با حساسیت الکترومغناطیسی

4. سازه‌های پیش‌ساخته

• دال‌ها و پانل‌های پیش‌ساخته (برای ساختمان، محوطه‌سازی، و دیوارها)

• پل‌های کوچک پیش‌ساخته و عرشه‌های پل با GFRP

5. پروژه‌های عمرانی با نیاز به دوام بلندمدت

• پل‌های بتنی در مناطقی با استفاده از نمک یخ‌زدای جاده‌ای

• پارکینگ‌ها و طبقات رمپ بتنی که در معرض رطوبت و مواد شیمیایی هستند

6. مرمت و مقاوم‌سازی سازه‌ها

• افزایش عمر سازه‌های بتنی قدیمی با جایگزینی میلگرد فولادی خورده با GFRP

• مقاوم‌سازی لرزه‌ای ستون و تیر با استفاده از ورق یا میلگرد FRP

اگر بخوای، می‌تونم یک جدول مقایسه‌ای بین استفاده GFRP در انواع سازه‌ها با مزایا و معایبش درست کنم یا چند نمونه پروژه واقعی داخل یا خارج کشور معرفی کنم. دوست داری کدومو برات بیارم؟

در ادامه چند نمونه از پروژه‌های واقعی و معروف استفاده از میلگرد GFRP فایبرگلاس آجدار در ایران و جهان رو برات آوردم که نشون می‌ده این تکنولوژی به‌صورت جدی وارد صنعت ساخت‌وساز و پروژه های عمرانی شده:

نگاهی به پروژه‌های بین‌المللی با استفاده از میلگرد GFRP

1. پل جلفری هَریس، انتاریو - کانادا

• نوع سازه: پل بتنی با عرشه پیش‌تنیده

• کاربرد GFRP: تمام میلگردهای تقویتی در عرشه پل از GFRP ساخته شد.

• علت استفاده: مقاومت در برابر نمک یخ‌زدایی و محیط بسیار مرطوب.

• نتیجه: دوام پیش‌بینی‌شده بیش از 100 سال.

2. فرودگاه بین‌المللی دنور – ایالات متحده

• کاربرد GFRP: در کف‌سازی و دال‌های بتنی محیط اطراف باند فرودگاه

• دلیل انتخاب: خاصیت نارسانایی الکتریکی (تداخل با سیستم‌های ناوبری ایجاد نمی‌کند)

3. تونل متروی سائوپائولو – برزیل

• کاربرد GFRP: به عنوان میلگرد موقتی در پوشش اولیه تونل‌ها

• علت استفاده: GFRP را می‌توان بعداً با حفاری ساده برداشت، چون غیرمغناطیسی و قابل برش است.

پروژه‌های واقعی استفاده از میلگرد کامپوزیتی در ایران

1. دیوار پیش‌ساخته محوطه پالایشگاه بیدبلند خلیج فارس – خوزستان

• کاربرد GFRP: جایگزین میلگرد فولادی در دیوارهای بتنی محوطه

• دلیل استفاده: شرایط آب‌وهوایی خورنده، رطوبت بالا، و محیط اسیدی

2. پروژه دال‌های بتنی محوطه‌ای شرکت فولاد خوزستان

• استفاده از GFRP در کف‌سازی‌ها و دال‌های بتنی به‌دلیل وجود رطوبت دائمی و احتمال نفوذ مواد شیمیایی

3. بخشی از سازه‌های آب‌رسانی گل‌گهر – سیرجان

• استفاده از میلگرد GFRP در کانال‌های انتقال آب و مخازن به‌منظور جلوگیری از خوردگی در تماس دائم با آب

برای ساخت قطعات پیش‌ساخته بهینه با میلگرد کامپوزیتی (معمولاً از جنس FRP: Fiber Reinforced Polymer)، نیاز به در نظر گرفتن چند پارامتر فنی و اجرایی دارید. در ادامه یک راهنمای گام‌به‌گام برای بهینه‌سازی ساخت این قطعات ارائه می‌دهم:

1. طراحی سازه‌ای بر اساس ویژگی‌های FRP

• مقاومت بالا ولی مدول الاستیسیته پایین: میلگردهای کامپوزیتی معمولاً مقاومت کششی بالاتری نسبت به فولاد دارند، اما سختی (مدول الاستیسیته) پایین‌تری دارند، بنابراین طراحی باید این ویژگی را در نظر بگیرد تا از خیز بیش از حد جلوگیری شود.

• عدم خوردگی: استفاده از FRP در محیط‌های خورنده مثل سواحل یا تصفیه‌خانه‌ها مزیت بزرگی است و می‌تواند ابعاد قطعه را کاهش دهد.

• چسبندگی با بتن: میلگردهای FRP نیاز به سطح آج‌دار مخصوص دارند تا چسبندگی کافی با بتن برقرار شود.

2. بهینه‌سازی ابعاد و شکل قطعه

• استفاده از تحلیل عددی (مانند FEM یا نرم‌افزارهایی مثل Abaqus یا SAP2000) برای تعیین دقیق تنش و خیز.

• انتخاب شکل مقطع مناسب (مانند T، I یا با سوراخ‌های سبک‌سازی) برای کاهش وزن و افزایش کارایی.

• استفاده از ضخامت بتن پوششی کمتر در مقایسه با میلگرد فولادی، چون FRP زنگ نمی‌زند.

3. مواد و ترکیب بتن مناسب

• بتن خودتراکم (SCC) یا بتن سبک با مقاومت بالا (HPC) برای بهبود عملکرد و کاهش وزن.

• افزودنی‌های پوزولانی (مثل میکروسیلیس یا خاکستر بادی) برای بهبود دوام.

• نسبت آب به سیمان پایین برای جلوگیری از ترک‌خوردگی.

4. جزئیات اجرایی

• اتصالات مکانیکی مخصوص FRP چون خم‌کاری میلگرد FRP محدود است.

• استفاده از قالب‌بندی دقیق برای کنترل هندسه قطعات.

• طراحی مناسب نقاط اتصال به سایر اعضا با در نظر گرفتن رفتار الاستیک FRP.

5. آزمایش و کنترل کیفیت

• تست‌های کشش میلگرد، پیوستگی بتن و میلگرد، و مقاومت فشاری بتن.

• در صورت امکان، ساخت نمونه‌های اولیه (Prototype) و انجام آزمایش بارگذاری برای تأیید عملکرد.

اگر نوع قطعه (مثلاً دیوار پیش‌ساخته، تیر، دال، پل، یا ...) رو دقیق‌تر بگی، می‌تونم جزئیات بهینه‌سازی خاص هم برات بیارم.

بهینه سازی دیوار محوطه پیش ساخته با میلگرد کامپوزیتی

برای بهینه‌سازی دیوار محوطه پیش‌ساخته با میلگرد کامپوزیتی (FRP)، باید به موارد زیر توجه ویژه داشته باشیم تا دیواری سبک، مقاوم، اقتصادی و با دوام بالا تولید کنیم. در ادامه، یک راهنمای دقیق و گام‌به‌گام بر اساس تجربه‌های مهندسی آورده شده:

1. تعیین الزامات عملکردی دیوار محوطه

• مقاومت در برابر باد و بارهای جانبی

• مقاومت در برابر ضربه (در صورت مجاورت با عبور و مرور وسایل نقلیه)

• دوام در برابر شرایط محیطی (تابش آفتاب، باران، خوردگی خاک یا آب)

• ظاهر معماری و کیفیت سطح برای نما

2. طراحی سازه‌ای با میلگرد FRP

• استفاده از میلگرد GFRP یا BFRP به جای فولاد سنتی، چون:

  • وزن کمتر (یک چهارم فولاد)

  • مقاومت به خوردگی عالی

  • مناسب برای محیط‌های مرطوب یا اسیدی

• به دلیل مدول پایین، افزایش تعداد میلگرد یا استفاده از شبکه‌های دوبل (دو لایه میلگرد) برای کاهش خیز دیوار در صورت بار باد یا زلزله

• پوشش بتن کمتر مورد نیاز (مثلاً 15-20 میلی‌متر به‌جای 30-40 برای فولاد)

3. انتخاب مقطع و جزئیات هندسی بهینه

• ضخامت دیوار بین 8 تا 12 سانتی‌متر کافی است، بسته به ارتفاع و دهانه.

• استفاده از فرم‌های تقویتی مثل پِلِنک‌های عمودی یا مقاطع موج‌دار برای افزایش سختی خمشی

• طراحی سیستم قفل و بست (نر و مادگی یا اتصالات مکانیکی) برای نصب سریع در محل

4. نوع بتن

• بتن خودتراکم (SCC) یا بتن با دانه‌بندی سبک (مثلاً لیکا) برای کاهش وزن دیوار

• نسبت آب به سیمان بین 0.35 تا 0.45 برای دوام بیشتر

• افزودنی‌هایی مثل میکروسیلیس برای کاهش نفوذپذیری

5. اتصال میلگرد FRP

• از آن‌جا که FRP قابل خم کردن نیست، باید از قطعات اتصالی مستقیم یا زانویی‌های از پیش‌ساخته‌شده استفاده کرد.

• استفاده از کلمپ‌های پلیمری یا رزین‌های اپوکسی برای اتصال شبکه‌های FRP

6. نصب در محل

• طراحی برای نصب خشک و سریع (Dry Jointing)

• پیش‌بینی صفحه‌های فلزی یا پلیمر مسلح برای پایه‌ها جهت مهار و اتصال به فونداسیون یا ستون‌ها

• استفاده از جرثقیل سبک برای حمل و نصب به دلیل وزن پایین

7. آزمون‌ها و کنترل کیفیت

• تست چسبندگی میلگرد و بتن (Pull-out Test)

• تست مقاومت بتن، تست ضربه، و بارگذاری خمشی روی نمونه‌های آزمایشی

میلگرد طولی برای مقابله با نیروهای کششی طولی ناشی از پیچش لازم است. زیرا این نیرو در امتداد محور مرکز مقطع عمل می‌کند، مرکز تقویت طولی اضافی برای پیچش باید تقریباً با مرکز مقطع هماهنگ باشد.

این هدف در استاندارد با تقسیم تقویت پیچشی طولی در اطراف محیط استراب‌های بسته به‌دست می‌آید.

برای فراهم کردن اتصال برای ساقه‌های استراب‌ها، وجود میلگردهای طولی در هر گوشه استراب‌ها ضروری است.

میلگردهای گوشه‌ای نیز برای توسعه مقاومت پیچشی و کنترل ترک‌ها مؤثر شناخته شده‌اند.

R9.7.5.2 میلگرد طولی باید به اندازه‌ای انتخاب شود که از خم شدن میلگردها به سمت بیرون بین استراب‌ها جلوگیری کرده و از ضعیف شدن تیر جلوگیری کند.

در آزمایش‌های انجام‌شده بر روی بتن مسلح با فولاد، میلگردهای طولی گوشه‌ای با قطر 0.032 برابر فاصله استراب‌ها در نقطه شکست به سمت بیرون خم می‌شدند

مقدار 0.084 مشخص‌شده برای میلگردهای طولی GFRP، دو برابر مقدار مورد نیاز برای فولاد طبق ACI 318 است تا تفاوت سختی کمتر GFRP نسبت به فولاد جبران شود.

R9.7.5.3 فاصله (b1 + d) از نقطه‌ای که میلگرد طولی پیچشی دیگر لازم نیست، از فاصله‌ای که برای تقویت برشی و خمشی استفاده می‌شود، بیشتر است زیرا ترک‌های کششی قطری پیچشی به‌صورت مارپیچ توسعه می‌یابند.

همین فاصله توسط 9.7.6.3.2 برای تقویت پیچشی عرضی نیز لازم است.

میلگرد پیچشی طولی مورد نیاز در یک تکیه‌گاه باید به‌طور کافی به تکیه‌گاه متصل شود.

طول کاشت کافی باید خارج از سطح داخلی تکیه‌گاه فراهم شود تا نیروی کششی مورد نیاز در میلگردها توسعه یابد.

این ممکن است نیاز به استفاده از قلاب‌ها یا میلگردهای افقی به‌شکل U که با میلگرد پیچشی طولی هم‌پوشانی دارند، داشته باشد.

معادلات مربوط به حداقل میلگرد GFRP به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که مقاومت لنگر محاسبه‌شده مقاطع تقویت‌شده با GFRP از لنگر ترک‌خوردگی مقطع بتن بدون میلگرد تقویت‌شده بیشتر باشد، به همان اندازه که برای مقاطع تقویت‌شده با میلگرد فولادی حداقل (As,min) در ACI 318 مورد نیاز است.

این موضوع پس از در نظر گرفتن تفاوت کاهش ضریب مقاومت خمشی بین مقاطع بتن مسلح با فولاد و بتن مسلح با GFRP است.

اگر یک مقطع بتن مسلح با GFRP تحت کنترل کششی نباشد، مقدار حداقل میلگرد GFRP برای جلوگیری از شکست در هنگام ترک‌خوردگی بتن به‌طور خودکار تأمین می‌شود.

اگر لبه مقطع بتن مسلح با GFRP تحت کشش قرار گیرد، مقدار میلگرد کششی GFRP مورد نیاز برای برابری مقاومت مقطع تقویت‌شده با مقطع غیرتقویت‌شده بیشتر از مقدار آن در مقطع مستطیلی یا مقاطع با لبه در فشرده‌سازی است.

به‌ویژه در پایه‌های شناور (cantilevers)، نیاز به مقدار بیشتری از میلگرد کششی GFRP حداقل ضروری است.

عملکرد یک پارکینگ با دال دوطرفه بتن مسلح با GFRP را سه سال پس از ساخت گزارش کردند. اصول اساسی طراحی در این سیستم، برای تمام سیستم‌های سازه‌ای صفحه‌ای که تحت بارهای عمود بر صفحه قرار می‌گیرند، قابل اعمال است.

با این حال، برخی قوانین طراحی خاص و همچنین سوابق تاریخی عملکرد، دامنه سازه‌هایی که این فصل بر آن‌ها حاکم است را محدود می‌کند.

انواع عمومی سیستم‌های دالی که می‌توانند بر اساس این فصل طراحی شوند شامل موارد زیر هستند:

• دال تخت (Flat Slab)

• صفحه تخت (Flat Plate)

• دال دوطرفه (Two-Way Slab)

• دال وافل (Waffle Slab)

دال‌هایی با سقف کاذب (سقف پانلی) در واقع سیستم‌های تیر نواری عریض دوطرفه هستند.

دال‌های روی زمین (Slabs-on-Ground) که بار عمودی از دیگر قسمت‌های سازه به زمین منتقل نمی‌کنند، در این فصل لحاظ نشده‌اند.

در مورد دال‌هایی که دارای تیر هستند:

• رویه صریح طراحی در این فصل تنها زمانی اعمال می‌شود که:

  • تیرها در لبه پنل قرار گرفته باشند؛ و

  • تیرها توسط ستون‌ها یا سایر تکیه‌گاه‌های غیرقابل خیز در گوشه‌های پنل پشتیبانی شوند.

برای دال‌های دوطرفه با تیر در یک جهت (که هم دال و هم تیرها توسط تیرهای اصلی در جهت دیگر پشتیبانی می‌شوند)، طراحی می‌تواند مطابق الزامات کلی این فصل انجام شود.
در این حالت، تحلیل باید منطبق بر تغییر شکل تیرها و تیرهای اصلی پشتیبان باشد.

در مورد دال‌هایی که روی دیوارها قرار دارند:

• روش طراحی صریح این فصل، دیوار را به عنوان یک تیر با سختی بی‌نهایت در نظر می‌گیرد؛ بنابراین، هر دیوار باید کل طول یک لبه پنل را پشتیبانی کند (مطابق با بند 8.4.1.7).

• دیوارهایی که عرض آن‌ها کمتر از طول کامل پنل است می‌توانند به عنوان ستون در نظر گرفته شوند.

تحلیل و طراحی دال‌های بتن مسلح با GFRP

تحلیل می‌تواند بر اساس محیط پیوسته خطی‌الاستیک، راه‌حل‌های عددی مبتنی بر المان‌های گسسته، یا تحلیل‌های مبتنی بر پاسخ انرژی‌-معادل لنگر-انحناء انجام شود.

در تمامی این روش‌ها، باید شرایط تنش در اطراف تکیه‌گاه‌ها با توجه به برش، پیچش، و خمش و همچنین اثر کاهش سختی ناشی از ترک‌خوردگی المان‌ها و هندسه تکیه‌گاه بررسی شود.

طراحی سیستم دال تنها به تحلیل آن محدود نمی‌شود؛ هرگونه انحراف در ابعاد فیزیکی دال نسبت به استانداردهای رایج، باید بر اساس درک صحیح از بارهای مورد انتظار و قابلیت اطمینان تنش‌ها و تغییرشکل‌های محاسبه‌شده توجیه شود.

اگرچه میلگردهای GFRP تا شکست رفتار خطی دارند و تسلیم نمی‌شوند، Gar و همکاران (2014) پیشنهاد دادند که رفتار انرژی‌-معادل لنگر-انحناء به‌صورت ظرفیت لنگر غیرا‌لاستیک برای دال‌های بتن مسلح با GFRP در نظر گرفته شود؛ که معادل ظرفیت لنگر تسلیم در تحلیل پلاستیک دال‌های بتن مسلح با فولاد است.

رفتار معادل برای مقاطع بتن مسلح با GFRP با ایده‌آل‌سازی رفتار خمشی به یک رابطه سه‌خطی به دست می‌آید که سپس به رفتار دوخطی انرژی‌-معادل مشابه فولاد ساده می‌شود.
این تشبیه با نتایج آزمایش‌ها روی اتصالات دال-ستون بتن مسلح با GFRP تأیید شده است

روش طراحی مستقیم (Direct Design Method) و روش قاب معادل (Equivalent Frame Method) فقط در قاب‌های قائم متعامد تحت بارهای ثقلی کاربرد دارند.
مفهوم بازتوزیع لنگر (Moment Redistribution) در این دو روش برای اعضای پیوسته بتن مسلح با فولاد کاملاً جاافتاده است.

در مورد فولاد، بخش عمده بازتوزیع به تسلیم میلگرد نسبت داده می‌شود، اما بررسی‌هایی نشان داده‌اند که پیش از تسلیم میلگرد فولادی نیز مقداری بازتوزیع لنگر به‌دلیل تفاوت سختی خمشی در اثر ترک‌ها رخ می‌دهد.

مطالعات محققان گزارش کرده‌اند که در تیرهای پیوسته بتن مسلح با GFRP بازتوزیع لنگر بیش از ۱۸٪ نیز مشاهده شده است.

این بازتوزیع به دلیل مدول الاستیسیته پایین میلگرد GFRP است که باعث ایجاد تغییرشکل کافی برای بروز بازتوزیع می‌شود، هرچند به اندازه فولاد مؤثر نیست.

در دال‌های دوطرفه بتن مسلح با GFRP به دلیل اضافه بودن مسیر انتقال نیرو (Redundancy) انتظار می‌رود که بازتوزیع لنگر بیشتری نسبت به تیرها اتفاق بیفتد.

مقایسه سختی ستون‌های بتن مسلح با فولاد و GFRP در یک ارزیابی سازه بتن مسلح در زیر آمده است:

Jawaheri Zadeh و Nanni (2017) سختی ستون‌های بتن مسلح با فولاد و ستون‌های بتن مسلح با GFRP را در سطح بهره‌برداری و زمانی که هر دو میلگرد فولادی و GFRP رفتار خطی دارند، مقایسه کردند.
در این مطالعه، آن‌ها مفاد و فرضیات آیین‌نامه ACI 318 را بازنگری کردند؛ مفادی که مدول الاستیسیته میلگرد کششی GFRP و کاهش اثربخشی آن در فشار را در نظر می‌گیرند.

سختی خمشی ستون‌های بتن مسلح با GFRP می‌تواند حدود ۶۰٪ سختی ستون‌های بتن مسلح با فولاد در نظر گرفته شود – هم برای تحلیل مرتبه اول و هم برای اثرات مرتبه دوم (مانند خیز ثانویه یا P-Δ).
با این حال، این مقدار تنها در صورتی پیشنهاد می‌شود که قاب سازه‌ای فقط تحت بارهای ثقلی باشد (قاب بدون تغییرمکان جانبی یا Non-sway frame).

استفاده از ستون‌های بتن مسلح با GFRP به عنوان بخشی از سیستم مقاوم در برابر نیروهای جانبی (مانند زلزله) نیازمند ارزیابی و تأیید از طریق تحقیقات لرزه‌ای است و در این مطالعه پوشش داده نشده است.

اگر بخواهید، می‌توانم یک خلاصه تحلیلی یا نمودار مقایسه‌ای هم بر اساس این محتوا تهیه کنم.

امروزه انواع مختلفی از نرم‌افزارهای تحلیل اجزاء محدود (Finite Element Analysis) در دسترس هستند که توانایی انجام تحلیل‌های استاتیکی، دینامیکی، الاستیک و غیرالاستیک را دارند.

انواع المان‌هایی که در تحلیل استفاده می‌شوند باید توانایی شبیه‌سازی پاسخ مورد نیاز سازه را داشته باشند.

مدل‌های اجزاء محدود ممکن است شامل المان‌های تیر-ستون برای مدلسازی اعضای سازه‌ای مانند تیرها و ستون‌ها باشند، و همچنین از المان‌های تنش صفحه‌ای (plane stress)، صفحات (plate)، پوسته‌ای (shell)، یا مکعبی (brick) برای مدلسازی دال‌ها، فونداسیون‌های گسترده، دیافراگم‌ها، دیوارها و اتصالات استفاده کنند.

اندازه مش انتخابی مدل باید قادر به تعیین پاسخ سازه با دقت کافی باشد. استفاده از هر مجموعه فرضیات منطقی در خصوص سختی اعضا (عضوها) مجاز است.

در تیرها و دال‌ها، جزئیات خاصی برای مهار میلگرد GFRP معمولاً شامل تأمین طول مهاری کافی در داخل تکیه‌گاه برای مهار میلگرد GFRP و یا استفاده از پوشش بتنی اضافی یا عایق حرارتی در نزدیکی تکیه‌گاه‌ها برای کاهش دمای میلگرد در هنگام آتش‌سوزی است.

در طول آتش‌سوزی، حداکثر تنش وارد بر میلگرد بر اثر ترکیب بار بهره‌برداری 1.0D + 1.0L باید کمتر از 0.3*fᵤ باشد و میانگین دمای میلگرد در طول مهاری محافظت‌شده در برابر آتش نباید از ۲۱۰ درجه فارنهایت بیشتر شود (برای مدت زمان مقاومت مورد نیاز در برابر آتش).

در حالت ایده‌آل، طول توسعه پیوستگی (bond development length) معادل 1.3 برابر حداکثر تنش میلگرد ناشی از بار کامل بهره‌برداری (1.0D + 1.0L) باید در داخل تکیه‌گاه قرار گیرد (یعنی در ناحیه‌ای که مستقیماً در معرض آتش نیست). ضریب 1.3 تأثیر افزایش تنش در میلگردها در طول آتش‌سوزی را به دلیل تغییر شکل زیاد دال‌ها تحت بار و حرارت منعکس می‌کند (مطابق با Hajiloo و همکاران، 2019).

در صورت عدم انجام محاسبات طول توسعه، قرار دادن طول مهاری حداقل بین ۱۲ اینچ یا ۲۰ برابر قطر میلگرد (db) – هرکدام که بزرگ‌تر است – در تکیه‌گاه برای میلگردهای شماره ۱۰ یا کوچک‌تر، با مقاومت مشخصه fᵤ ≥ 4000 psi و تنش حداکثری کمتر از 35 ksi یک رویکرد محافظه‌کارانه است.

اگر این طول مهاری در داخل تکیه‌گاه یا طول مهاری در معرض آتش (l_un) قابل دستیابی نباشد، می‌توان با افزایش پوشش بتن از طریق ایجاد برآمدگی (haunch) یا صفحه افتاده (drop panel) یا عایق‌کاری بتن در نزدیکی تکیه‌گاه، حفاظت بیشتری برای انتهای میلگرد GFRP فراهم کرد (مطابق با شکل‌های R4.11.1a و R4.11.1b و R4.11.1c).

در این شکل‌ها:

• l_pa طول مهاری محافظت‌شده در برابر آتش است (از انتهای میلگرد تا انتهای برآمدگی، صفحه افتاده یا عایق اندازه‌گیری می‌شود)

• d_pa عمق برآمدگی، صفحه افتاده یا لایه عایق است.

جدول R4.11.1 طول و عمق پیشنهادی برای مهار محافظت‌شده را بر اساس طول مهار در معرض آتش در انتهای میلگرد GFRP، برای حالت fᵤ ≥ 4000 psi، پوشش بتن حداقل ۱.۵ اینچ، و تنش کمتر از ۳۵ ksi، ارائه می‌دهد.

مطالعات (Williams و همکاران 2008؛ Adelzadeh و همکاران 2012) نشان داده‌اند که یک لایه عایق به ضخامت ۱.۵ اینچ می‌تواند دمای میلگرد GFRP با پوشش بتن ۱.۵ اینچی را تا ۲۱۰ درجه فارنهایت و به مدت ۲ ساعت در آتش‌سوزی حفظ کند.

هر گونه وصله کششی (splice) میلگرد GFRP در یک عضو، الزاماً ناحیه‌ای حساس به چسبندگی در برابر آتش ایجاد می‌کند. شکل R4.11.1d یک روش حفاظت از ناحیه وصله در کشش مثبت را با استفاده از عایق زیر ناحیه وصله نشان می‌دهد.

برای مقاومت بتن fᵤ ≥ 4000 psi، پوشش بتن حداقل ۱.۵ اینچ و تنش میلگرد کمتر از ۳۵ ksi، طول ناحیه عایق‌شده (l_ins) باید برابر با بزرگ‌تر از ۳۶ اینچ یا ۶۰ برابر قطر میلگرد (60db) باشد و حداقل ۳ اینچ از هر دو انتهای وصله فراتر برود.

در برخی موارد خاص یا پروژه‌هایی که عملکرد بهتری نیاز دارند، الزامات سخت‌گیرانه‌تری نسبت به مقررات آیین‌نامه ممکن است لازم باشد.

برای طراحی مناسب، تنها تکیه بر آیین‌نامه کافی نیست و باید از دانش مهندسی، تجربه و قضاوت حرفه‌ای نیز استفاده شود.

سیستم سازه‌ای و مسیرهای انتقال بار

طراحی سازه‌های بتنی از تمرکز بر طراحی اعضای مجزا به سمت طراحی کل سیستم سازه‌ای تکامل یافته است. یک سیستم سازه‌ای از اعضای سازه‌ای، گره‌ها و اتصالات تشکیل شده که هر کدام نقش یا عملکرد خاصی دارند.

یک عضو سازه‌ای ممکن است به چند سیستم سازه‌ای تعلق داشته باشد و در هر سیستم نقش متفاوتی ایفا کند و باید تمام جزئیات مورد نیاز سیستم‌های مربوطه را رعایت کند. گره‌ها و اتصالات محل‌های تلاقی اعضای سازه‌ای یا اجزایی برای اتصال آن‌ها به یکدیگر هستند.

مرز بین عضو، گره و اتصال ممکن است بسته به نحوه مدل‌سازی سازه متفاوت باشد. در سراسر این فصل، واژه "اعضا" اغلب به اعضای بتنی مسلح شده با GFRP، گره‌ها و اتصالات اشاره دارد.

اگرچه آیین‌نامه بر اساس این نوع اعضا نوشته شده است، اما چینش‌های متنوعی برای سیستم سازه‌ای ممکن است وجود داشته باشد، زیرا همه انواع اعضای بتنی مسلح GFRP در همه سیستم‌های سازه‌ای ساختمان‌ها استفاده نمی‌شوند.

انتخاب نوع اعضای مورد استفاده در یک پروژه خاص و نقش‌هایی که آن‌ها ایفا می‌کنند، بر عهده مهندس طراح دارای مجوز است که باید با الزامات آیین‌نامه مطابقت داشته باشد.

در ایران، شرکت معتبر اپوراد در زمینه تولید میلگردهای کامپوزیتی (GFRP) فعالیت دارند که محصولات آن‌ها در پروژه‌های مختلف عمرانی، صنعتی و مقاوم‌سازی کاربرد دارند. در ادامه به معرفی برخی از این محصولات می‌پردازم

۱-میلگرد انکرهد کامپوزیتی شرکت اپوراد (شاهکار فکر توانا): این شرکت از سال ۱۳۹۳ تحقیقات گسترده‌ای در زمینه تولید و بومی‌سازی میلگردهای کامپوزیتی انکرهد سردار را آغاز کرده و پس از گذراندن پروسه طولانی، موفق به تولید انبوه میلگردهای FRP در مقیاس صنعتی برای استفاده در بهسازی و بهبود اتصالات شده است.

۲. میلگرد ساده کامپوزیتی استاندارد شرکت اپوراد: این شرکت به عنوان اولین و بزرگ‌ترین تولیدکننده انواع میلگرد کامپوزیتی با الیاف شیشه GfRP ساده و آجدار در ایران شناخته می‌شود و محصولات آن در برابر خوردگی مقاوم هستند و به عنوان جایگزینی مناسب برای میلگردهای فلزی در بتن و قیم باغات کشاورزی و میله مقره ها با خاضیت ضد خوردگی و نور فرابنفش استفاده می‌شوند.

۳. میلگرد حرارتی ساختمانی کامپوزیتی شرکت اپوراد : این شرکت با استفاده از الیاف شیشه برای تولید میلگردهای GFRP، این محصولات را در صنعت ساختمان و مهندسی سازه‌ها در بخش فونداسیون و کف و سقف سازه ها در شبکه های از پیش بافته با اتصال پلیمری به عنوان نوین‌ترین میلگرد ساختمانی برای مقاوم‌سازی و بهینه‌سازی لرزه‌ای پروژه های عمرانی مورد استفاده قرار می‌دهد.

۴. میلگرد اندود شده کامپوزیت شرکت اپوراد : این شرکت میلگردهای آجدار کامپوزیتی FRP با اندودهای خاص به سفارش کارفرما در مقیاس وسیع را با استفاده از روش پالتروژن تولید می‌کند و این محصولات را به عنوان جایگزینی مناسب برای میلگردهای فولادی در مقاطع کششی بتن معرفی می‌کند به طوری که در کف سازه های صنعتی و فونداسیون سازه های بلند شاهد عملکرد عالی آن هستیم.

سؤال بسیار خوبی پرسیدی! میلگردهای کامپوزیتی (مثل GFRP یا CFRP) دقیقاً برای جبران نواقص میلگردهای فولادی طراحی شدن. در ادامه به‌صورت کامل توضیح می‌دم که چه مشکلاتی در میلگرد فولادی وجود داره و چطور میلگرد کامپوزیتی می‌تونه اون‌ها رو برطرف کنه:

1. خوردگی (زنگ‌زدگی) زیاد میلگردهای کامپوزیتی

نقص در میلگرد فولادی:
در محیط‌های مرطوب، شور یا قلیایی (مثل مناطق ساحلی یا بتن‌های نمکی)، میلگرد فولادی دچار خوردگی می‌شه که باعث ترک خوردن بتن و کاهش عمر سازه می‌شه.

راه‌حل با کامپوزیتی:

• میلگردهای GFRP یا CFRP ضد خوردگی هستند چون غیر فلزی‌اند.

• در پروژه‌های دریایی، پل‌ها، یا تصفیه‌خانه‌ها بسیار مؤثرند.

2. وزن بالا و حمل‌ونقل دشوار میلگرد کامپوزیتی

نقص در فولاد:
وزن زیاد فولاد باعث افزایش هزینه حمل‌ونقل، نصب و سختی اجرا می‌شه.

راه‌حل با کامپوزیتی:

• GFRP حدود 75٪ سبک‌تر از فولاده، بنابراین نصب آسان‌تر و هزینه کمتر داره.

• برای پروژه‌های سخت‌دسترسی یا ارتفاع بالا خیلی کاربردیه.

3. رسانایی الکتریکی و مغناطیسی میلگرد فولادی

نقص در فولاد:
میلگرد فولادی رساناست، بنابراین در پروژه‌های خاص مثل مراکز تصویربرداری MRI یا نزدیکی کابل‌های فشار قوی مشکل ایجاد می‌کنه.

راه‌حل با کامپوزیتی:

• میلگردهای کامپوزیتی عایق الکتریکی و مغناطیسی هستند، مناسب برای محیط‌هایی که نباید اختلال الکترومغناطیسی باشه.

4. مشکلات خستگی (Fatigue) و ترک‌های سطحی میلگرد فولادی

نقص در فولاد:
در برابر بارهای تکراری (مثل بار ترافیک سنگین روی پل)، میلگرد فولادی ممکنه ترک‌های خستگی نشون بده.

راه‌حل با کامپوزیتی:

• CFRP و BFRP مقاومت بالاتری در برابر خستگی دارن، به‌خصوص در طراحی دقیق با الیاف جهت‌دار.

5. انبساط حرارتی زیاد میلگرد فولادی

نقص در فولاد:
ضریب انبساط حرارتی فولاد با بتن کاملاً هماهنگ نیست، مخصوصاً در نوسانات شدید دما.

راه‌حل با کامپوزیتی:

• میلگردهای کامپوزیتی، به‌ویژه GFRP، ضریب انبساط نزدیک به بتن دارن و در برابر تغییرات دما پایدارترند.

6. نگهداری و هزینه‌های بلندمدت

نقص در فولاد:
نیاز به نگهداری، پوشش محافظ یا تعویض در طول زمان (خصوصاً در سازه‌های حساس).

راه‌حل با کامپوزیتی:

• عمر طولانی بدون نیاز به نگهداری.

• اگرچه قیمت اولیه بالاتره، هزینه نهایی در طول عمر پروژه کمتر می‌شه.

می دانیم که میلگرد GFRP حدود 75٪ سبک‌تر از میلگرد فولادی هم‌قطر و هم‌طول است و باعث بهینه سازی پروژه با حفظ مقاومت می شود.

سبک بودن میلگرد کامپوزیتی (مثل GFRP) نسبت به میلگرد فولادی، نتیجه‌ی چند عامل اصلی در ساختار مواد و طراحی آن است. در ادامه عوامل کلیدی رو برات آوردم:

1. نوع مواد اولیه

• الیاف شیشه (Glass fibers):
  چگالی الیاف شیشه حدود 2.5 g/cm³ است، در حالی که فولاد حدود 7.85 g/cm³ چگالی دارد. یعنی الیاف شیشه تقریباً ۳ برابر سبک‌تر از فولاده.

• رزین پلیمری:
  رزین‌هایی مثل اپوکسی یا پلی‌استر چگالی حتی پایین‌تری دارن (حدود 1.1 تا 1.4 g/cm³)، که وزن نهایی محصول رو کاهش می‌ده.

2. ساختار کامپوزیتی (ماتریس + الیاف)

• میلگردهای GFRP از ترکیب الیاف با رزین ساخته می‌شن، و برخلاف فولاد که ماده‌ای یکپارچه و سنگین‌ه، در کامپوزیت‌ها بخش زیادی از حجم به ماده سبک‌تر (رزین) اختصاص داره.

• طراحی هدفمند جهت سبک‌سازی با استفاده از الیاف در جهت نیرو باعث می‌شه بدون اضافه وزن، مقاومت بالایی ایجاد بشه.

3. نداشتن آلیاژ فلزی یا ناخالصی سنگین

• فولاد شامل عناصر سنگینی مثل آهن، منگنز، کربن و گاهی عناصر آلیاژی است. در حالی که کامپوزیت‌های FRP فاقد فلز هستن و از مواد غیرفلزی سبک ساخته می‌شن.

4. طراحی مهندسی‌شده (حداقل ماده، حداکثر کارایی)

• در میلگردهای کامپوزیتی، چون مقاومت کششی در جهت الیاف تأمین می‌شه، نیازی به حجم زیاد یا ضخامت بالا برای رسیدن به مقاومت مورد نظر نیست. همین باعث صرفه‌جویی در وزن می‌شه.

فرآیند تولید میلگرد کامپوزیتی GFRP (میلگرد تقویت‌شده با الیاف شیشه) به‌صورت صنعتی و دقیق انجام می‌گیره، و شامل ترکیب الیاف شیشه با رزین پلیمری برای تولید محصولی با مقاومت کششی بالا و وزن سبک می‌شه. این فرآیند به روش پولترودینگ (Pultrusion) انجام می‌شه که رایج‌ترین تکنولوژی برای تولید میلگردهای کامپوزیتی است.

در ادامه مراحل گام‌به‌گام این فرآیند رو توضیح می‌دم:

1. آماده‌سازی الیاف شیشه

• الیاف شیشه به صورت رشته‌های پیوسته (rovings) از بوبین‌های بزرگ باز می‌شن.

• این رشته‌ها از طریق غلطک‌های راهنما هدایت شده و صاف و مرتب می‌شن.

2. آغشته‌سازی با رزین

• الیاف از داخل مخزن رزین (resin bath) عبور داده می‌شن.

• رزین‌ها معمولاً شامل اپوکسی، پلی‌استر یا وینیل‌استر هستن.

• گاهی اوقات مواد افزودنی مثل کاتالیزور، پایدارکننده UV یا ضد آتش هم به رزین اضافه می‌شن.

3. شکل‌دهی و قالب‌گیری

• پس از آغشته شدن، الیاف وارد قالب گرم می‌شن.

• قالب دارای ابعاد دقیق میلگرد نهایی است (مثلاً قطر 8، 12 یا 16 میلی‌متر).

• درون قالب، الیاف در جهت طولی چیده شده و رزین تحت دما و فشار پخته می‌شه (cure می‌شه).

میلگرد کامپوزیتی مقاوم در برابر حرارت بالا یک چالش خاص در طراحی سازه‌هاست، چون بیشتر میلگردهای FRP (مثل GFRP یا CFRP) به دلیل پایه پلیمری خودشون، در دماهای بالا دچار کاهش مقاومت یا نرم‌شدگی می‌شن. با این حال، راهکارهایی برای ساخت میلگرد کامپوزیتی مقاوم‌تر در برابر حرارت وجود داره.

ویژگی‌های میلگرد کامپوزیتی مقاوم به حرارت بالا

1. نوع الیاف مورد استفاده

• الیاف بازالت (BFRP):
  نسبت به شیشه یا کربن، مقاومت حرارتی بالاتری داره (تا حدود 600 درجه سانتی‌گراد بدون تخریب الیاف).

• الیاف کربن (CFRP):
  خود الیاف مقاومت حرارتی خوبی دارن (تا 1000 درجه)، ولی محدودیت اصلی، نوع رزین پلیمریه.

• الیاف آرامید (AFRP):
  مقاومت حرارتی متوسط، اما در معرض آتش مستقیم عملکرد مناسبی ندارن.

2. نوع رزین (ماده زمینه)

• رزین‌های فنولیک یا سیلیکونی:
  این‌ها مخصوص کاربردهای دمای بالا طراحی شدن و می‌تونن تا 250–300 درجه سانتی‌گراد مقاومت کنن.

• رزین اپوکسی استاندارد:
  دمای نرم‌شدن حدود 120–150 درجه‌ست؛ مناسب برای کاربردهای معمول اما نه برای حرارت بالا.

3. پوشش ضد حرارت

• در موارد حساس، از پوشش‌هایی مانند پوشش سرامیکی یا ضدآتش (intumescent coatings) برای محافظت سطحی استفاده می‌شه.

محدوده دمایی میلگردهای FRP معمولی

نوع میلگردمقاومت حرارتی تقریبی

GFRP (الیاف شیشه)تا 150°C

CFRP (الیاف کربن)تا 200°C (با رزین مناسب)

BFRP (الیاف بازالت)تا 400–600°C

فولادیتا 500–600°C ولی با افت مقاومت

نتیجه‌گیری کاربردی

اگر دنبال میلگرد کامپوزیتی مقاوم به حرارت بالا هستی:

• BFRP با رزین مقاوم حرارتی یکی از بهترین انتخاب‌هاست (مخصوصاً برای تونل‌ها، سازه‌های صنعتی داغ، یا پروژه‌های خاص).

• در صورت نیاز به دمای بالاتر، باید از میلگرد با پوشش محافظ آتش یا طراحی ترکیبی با پوشش محافظ فایربر (Fire Barrier) استفاده بشه.

اگه خواستی، می‌تونم نمونه‌هایی از برندهای خاص یا دیتاشیت میلگردهای BFRP مقاوم به حرارت رو هم برات بیارم. پروژه‌ت قراره در چه شرایط دمایی کار کنه؟

تولید میلگردهایی که در برابر بار خستگی (Fatigue Loading) مقاوم باشند، نیازمند طراحی ویژه در مواد، ساختار، و فرآیند تولید است.

خستگی زمانی رخ می‌دهد که سازه در معرض بارهای تکراری یا نوسانی قرار بگیرد، مثل پل‌ها، عرشه‌ها، کف فرودگاه‌ها یا سازه‌های دریایی. در چنین شرایطی میلگرد باید توان تحمل ترک‌های ریز و چرخه‌های بارگذاری متعدد را داشته باشد.

عوامل مؤثر در مقاومت میلگرد در برابر بار خستگی

1. نوع مواد اولیه

• میلگرد فولادی:
  فولادهای با درصد کربن پایین‌تر و آلیاژهای خاص (مثل فولاد میکروآلیاژی) معمولاً مقاومت بهتری در برابر خستگی دارند.

• میلگرد کامپوزیتی (FRP):
  نوع الیاف بسیار مهم است. الیاف کربن (CFRP) مقاومت خستگی بسیار بالاتری نسبت به GFRP یا BFRP دارند.
  رزین مورد استفاده هم باید دارای خاصیت ضربه‌پذیری بالا باشد (مثلاً رزین اپوکسی با toughener).

2. درصد و جهت‌گیری الیاف (برای کامپوزیتی‌ها)

• درصد الیاف بالا (حدود 70–75٪) و جهت‌گیری طولی، توان خستگی را به شدت افزایش می‌دهند.

• طراحی ترکیبی (الیاف طولی + مورب) هم گاهی برای مقابله با تنش‌های پیچشی استفاده می‌شود.

3. سطح میلگرد و کیفیت ساخت

• سطح صاف و بدون نقص:
  ترک‌های سطحی یا حفره‌های کوچک باعث شروع شکست خستگی می‌شوند.

• پوشش‌های سطحی:
  اندود اپوکسی یا سندبلاست برای کاهش تمرکز تنش و افزایش دوام مفید است.

4. شرایط آزمایش و طراحی مهندسی

• میلگرد باید در آزمایش‌های خستگی چرخه‌ای (cyclic fatigue test) با حداقل یک میلیون چرخه موفق بیرون بیاید.

• طراحی باید با ضریب اطمینان خستگی (Fatigue Safety Factor) همراه باشد.

جمع‌بندی راهبردی:

اگر بارگذاری خستگی برات مهمه:

• برای پروژه‌های سنتی با بار دینامیکی بالا → از فولاد پرمقاومت با سطح پرداخت‌شده استفاده کن.

• اگر وزن و خوردگی اهمیت بیشتری دارن (مثلاً پل در محیط دریایی) → کامپوزیتی CFRP یا GFRP با طراحی دقیق و تست‌شده استفاده کن.

اگر بخوای می‌تونم یه جدول طراحی اولیه برای میلگرد مقاوم به خستگی برات آماده کنم یا دیتاشیت نمونه‌ها رو مرور کنیم. پروژه‌ات در چه حوزه‌ایه؟

در تولید میلگرد کامپوزیتی (مثل GFRP)، درصد الیاف یکی از عوامل کلیدی برای تعیین مقاومت مکانیکی و دوام میلگرد است. معمولاً میلگرد کامپوزیتی از الیاف (مثل شیشه) و رزین پلیمری (مثل اپوکسی یا وینیل استر) ساخته می‌شود. در این ترکیب، درصد الیاف نقش اصلی در تأمین مقاومت کششی را دارد.

درصد مناسب الیاف در میلگرد کامپوزیتی چقدر است؟

حدود 65% تا 80% وزنی الیاف، نسبت به کل وزن میلگرد، به‌عنوان مقدار بهینه و استاندارد شناخته می‌شود.
اما بسته به کاربرد، نوع الیاف و رزین، این عدد کمی تغییر می‌کند.

نچه کات فنی مهمی در بهینه سازی الیاف میلگرد رعایت کنیم؟

• هرچه درصد الیاف بیشتر باشد، مقاومت کششی بالاتر است.

• اگر درصد الیاف از حد بهینه بیشتر شود، ممکن است رزین کافی برای پیوستگی بین الیاف وجود نداشته باشد، و میلگرد ترد شود.

• نوع و جهت‌گیری (orientation) الیاف هم در کنار درصد، مهم‌اند (مثلاً الیاف طولی برای تحمل کشش محور میلگرد).

میلگرد کامپوزیتی اندود شده معمولاً به نوعی از میلگردهای FRP (Fiber Reinforced Polymer) گفته می‌شود که سطح آن‌ها با یک پوشش (اندود) خاص پوشیده شده است تا خواص فیزیکی، شیمیایی یا چسبندگی آن‌ها به بتن بهبود یابد.

این اندود ممکن است برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی، اشعه UV، یا برای بهبود اتصال با بتن استفاده شود.

انواع اندود در میلگردهای کامپوزیتی

1. اندود شنی (Sand Coating):
   رایج‌ترین نوع پوشش است. ذرات شن روی سطح میلگرد پاشیده می‌شوند تا چسبندگی به بتن را افزایش دهند.

2. اندود اپوکسی:
   یک پوشش پلیمری مقاوم به خوردگی که در برابر مواد شیمیایی و رطوبت مقاوم است. این نوع اندود بیشتر در محیط‌های خورنده مثل سازه‌های دریایی استفاده می‌شود.

3. اندود رزینی با افزودنی‌های خاص:
   برخی میلگردها با رزین‌های مهندسی شده اندود می‌شوند که مقاومت حرارتی یا شیمیایی بیشتری دارند.

4. اندود پلیمری رنگی (مثلاً سبز یا نارنجی):
   برای نشانه‌گذاری، محافظت از سطح یا مشخص کردن نوع کاربرد میلگرد استفاده می‌شود.

مزایای میلگرد کامپوزیتی اندود شده

• چسبندگی بهتر به بتن

• دوام بیشتر در محیط‌های خورنده یا مرطوب

• مقاومت بالاتر در برابر UV و مواد شیمیایی

• افزایش عمر مفید سازه

کاربردهای میلگرد اندود شده پر مقاومت کامپوزیتی

• سازه‌های دریایی و ساحلی

• تونل‌ها و سازه‌های زیرزمینی

• پل‌ها و عرشه‌ها

• مخازن و تصفیه‌خانه‌ها

اگر نوع خاصی از اندود یا کاربرد خاصی مدنظرت هست، بگو تا دقیق‌تر راهنمایی‌ات کنم.

برای خرید میلگرد کامپوزیتی با الیاف شیشه (GFRP)، گزینه‌های متنوعی در بازار ایران وجود دارد. در ادامه، چند فروشگاه معتبر و اطلاعاتی درباره این محصول ارائه می‌شود:

نمایندگی های معتبر برای خرید میلگرد GFRP

1. نمایندگی معتبر فروش میلگرد کامپوزیتی ایلام این فروشگاه میلگرد کامپوزیتی GFRP را با قیمت حدود از ۱۰۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰۰ به ازای هر متر طول میلگرد نمره ۵ تا ۲۲ میلیمتر عرضه می‌کند. امکان خرید اینترنتی و حضوری در تمام شهرهای ایران فراهم است. برای اطلاعات بیشتر و خرید، به صفحه کاتالوگ محصولات مراجعه کنید.

2. کارخانه فروش میلگرد آجدار میلگرد کامپوزیتی دزفول

3. 
   شرکت اپورلد میلگردهای آجدار با الیاف شیشه‌ای را تولید و عرضه می‌کند. این میلگردها از ترکیب الیاف شیشه و رزین پلیمری آپوکسی ضد خوردگی ساخته شده‌اند و به عنوان تقویت‌کننده در جسم تازه بتن عمل می‌کنند. برای مشاهده مشخصات و قیمت، به صفحه لیست قیمت مراجعه کنید.

4. نمایندگی های معتبر میلگرد کامپوزیتی صادراتی
   این شرکت امکان خرید میلگرد الیاف شیشه را به صورت اینترنتی فراهم کرده است. پس از استعلام قیمت، مشتریان می‌توانند با پرداخت ۳۰٪ از هزینه کل، خرید خود را نهایی کنند. برای اطلاعات بیشتر، به مقاله کاتالوگ محصولات مراجعه کنید.

5. نمایندگی فروش میلگرد کامپوزیتی آجدار و ساده افرند
   نمایندگی فروش میلگردهای الیاف کامپوزیتی شیشه FRP را با مشخصات فنی دقیق و دیتاشیت‌های مربوطه به پیمانکاران و انبوه سازان عرضه می‌کند. این میلگردها به عنوان جدا و یا جایگزین فولاد در تقویت سازه‌های بتنی نیوجرسی پل ساختمان کانال آب و کف های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای مشاهده محصولات، درخواست خرید میلگرد کامپوزیتی مراجعه کنید.

قبل از سفارش خرید میلگرد کامپوزیتی پر مقاومت چه نکاتی را رعایت کنیم؟

• مشخصات فنی: اطمینان حاصل کنید که میلگرد انتخابی دارای مشخصات فنی مورد نیاز پروژه شماست، از جمله قطر، طول، مقاومت کششی و نوع رزین مورد استفاده.

• مقاومت در برابر خوردگی: میلگردهای GFRP به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی، برای محیط‌های مرطوب و خورنده مناسب هستند.

• وزن سبک: این میلگردها نسبت به میلگردهای فولادی سبک‌تر هستند، که می‌تواند در کاهش وزن کلی سازه مؤثر باشد.

• مقایسه قیمت: قبل از خرید، قیمت‌ها را در فروشگاه‌های مختلف مقایسه کنید تا بهترین گزینه را انتخاب کنید.

اگر نیاز به اطلاعات بیشتری دارید یا سوال خاصی در مورد میلگردهای GFRP دارید، خوشحال می‌شوم کمک کنم.

برای طراحی سازه‌هایی که از میلگردهای کامپوزیتی استفاده می‌کنند، نیاز به نرم‌افزارهایی است که بتوانند خواص خاص این میلگردها را مد نظر قرار داده و تحلیل‌های دقیق و بهینه را انجام دهند. برخی از نرم‌افزارهای معروف و کاربردی برای طراحی و تحلیل سازه‌ها با میلگرد کامپوزیتی عبارتند از:

1. SAP2000

• ویژگی‌ها: SAP2000 یکی از نرم‌افزارهای محبوب برای تحلیل و طراحی سازه‌هاست که می‌تواند برای مدل‌سازی میلگردهای کامپوزیتی مورد استفاده قرار گیرد. این نرم‌افزار توانایی تحلیل سازه‌های پیچیده با مواد مختلف از جمله کامپوزیت‌ها را دارد و از ویژگی‌های آن می‌توان به قابلیت تحلیل دینامیکی، استاتیکی و زلزله اشاره کرد.

• استفاده در میلگرد کامپوزیتی: با استفاده از ویژگی‌های مربوط به مواد خاص، می‌توان خواص میلگردهای کامپوزیتی مانند رفتار الاستیک، غیرخطی و مقاومت در برابر خوردگی را وارد کرد.

2. ETABS

• ویژگی‌ها: ETABS یک نرم‌افزار بسیار قوی برای طراحی و تحلیل سازه‌های ساختمان است که می‌تواند تحلیل‌های پیچیده‌ای انجام دهد. این نرم‌افزار به ویژه برای تحلیل سازه‌های بتنی، فولادی و کامپوزیتی مناسب است.

• استفاده در میلگرد کامپوزیتی: در ETABS می‌توان مدل‌هایی ایجاد کرد که میلگردهای کامپوزیتی را در تحلیل‌ها و طراحی‌ها لحاظ کنند و اثرات آن‌ها را در طراحی سازه‌های بتنی نشان دهند.

3. ANSYS

• ویژگی‌ها: ANSYS یک نرم‌افزار تحلیلی است که بیشتر برای تحلیل‌های دقیق مکانیکی و حرارتی سازه‌ها استفاده می‌شود. این نرم‌افزار به طراحان این امکان را می‌دهد تا از میلگردهای کامپوزیتی در تحلیل‌های ساختاری استفاده کنند.

• استفاده در میلگرد کامپوزیتی: ANSYS به‌ویژه برای مدل‌سازی و تحلیل رفتار مواد کامپوزیتی (فیبر شیشه‌ای، کربن و سایر کامپوزیت‌ها) مناسب است و می‌تواند برای تحلیل رفتار پیچیده میلگردهای کامپوزیتی و سازه‌های مربوط به آن‌ها مورد استفاده قرار گیرد.

4. ABAQUS

• ویژگی‌ها: ABAQUS یکی دیگر از نرم‌افزارهای قدرتمند تحلیل اجزای محدود (FEM) است که به‌طور گسترده‌ای در مهندسی سازه‌ها برای مدل‌سازی و تحلیل مواد مختلف از جمله کامپوزیت‌ها استفاده می‌شود.

• استفاده در میلگرد کامپوزیتی: ABAQUS قابلیت تحلیل دقیق رفتار غیرخطی و پیچیده میلگردهای کامپوزیتی را دارد و می‌تواند در مدل‌سازی رفتار الاستیک و غیرالاستیک میلگردهای کامپوزیتی، به‌ویژه در محیط‌های دینامیکی و تحت بارهای متغیر، مفید باشد.

5. RFEM (Rissfasern und Finite Elemente Modellierung)

• ویژگی‌ها: RFEM یک نرم‌افزار طراحی سازه است که به ویژه برای تحلیل‌های سازه‌ای و استفاده از مواد کامپوزیتی مناسب است. این نرم‌افزار برای تحلیل انواع مختلف سازه‌ها شامل بتنی، فولادی و کامپوزیتی طراحی شده است.

• استفاده در میلگرد کامپوزیتی: RFEM امکان طراحی دقیق سازه‌هایی با میلگردهای کامپوزیتی را فراهم می‌آورد و به طور ویژه برای طراحی سازه‌های پیچیده کامپوزیتی به کار می‌رود.

6. CSI Bridge

• ویژگی‌ها: CSI Bridge یک نرم‌افزار تخصصی برای طراحی و تحلیل پل‌ها است که قابلیت‌های بسیار خوبی برای تحلیل رفتار سازه‌ها و مواد مختلف را دارد.

• استفاده در میلگرد کامپوزیتی: برای مقاوم‌سازی پل‌ها با میلگردهای کامپوزیتی، این نرم‌افزار می‌تواند تحلیل‌های دقیقی ارائه دهد که شامل مدل‌سازی دقیق خواص مواد کامپوزیتی و اثرات آن‌ها در طراحی پل‌ها می‌شود.

7. Composites Analysis and Design (CAD) Software

• ویژگی‌ها: برخی نرم‌افزارها به‌طور خاص برای تحلیل و طراحی سازه‌های کامپوزیتی (شامل میلگردهای کامپوزیتی) توسعه یافته‌اند. این نرم‌افزارها می‌توانند به تحلیل دقیق رفتار میلگردهای کامپوزیتی، طراحی و بهینه‌سازی آن‌ها بپردازند.

• استفاده در میلگرد کامپوزیتی: نرم‌افزارهایی مانند MSC Patran یا HyperWorks (HyperMesh) می‌توانند برای مدل‌سازی و طراحی میلگردهای کامپوزیتی و تحلیل آن‌ها در پروژه‌های بزرگ استفاده شوند.

8. Tedds

• ویژگی‌ها: Tedds یک نرم‌افزار طراحی مهندسی است که برای انجام محاسبات و تحلیل‌های سازه‌ای استفاده می‌شود. این نرم‌افزار قادر به انجام محاسبات پیچیده در زمینه طراحی سازه‌های بتنی و فولادی است و قابلیت وارد کردن میلگردهای کامپوزیتی را دارد.

• استفاده در میلگرد کامپوزیتی: Tedds به طراحان این امکان را می‌دهد که میلگردهای کامپوزیتی را به راحتی وارد محاسبات سازه‌ای خود کنند و طراحی‌هایی دقیق بر اساس نیازهای پروژه انجام دهند.

نتیجه‌گیری:

نرم‌افزارهایی که قابلیت تحلیل و طراحی میلگردهای کامپوزیتی را دارند، به طراحان این امکان را می‌دهند که عملکرد این مواد را در پروژه‌های مختلف سازه‌ای به‌طور دقیق مدل‌سازی و ارزیابی کنند. انتخاب نرم‌افزار مناسب بستگی به پیچیدگی پروژه، نوع سازه و نیازهای خاص تحلیل دارد. برای پروژه‌های بزرگ و پیچیده‌تر که نیاز به تحلیل‌های دقیق و مدل‌سازی پیشرفته دارند، استفاده از نرم‌افزارهایی مانند SAP2000، ANSYS و ABAQUS پیشنهاد می‌شود.

مقاوم‌سازی عرشه پل‌ها با استفاده از میلگردهای کامپوزیتی و فولادی، هر یک مزایا و معایب خاص خود را دارند. در اینجا یک مقایسه فنی بین این دو نوع میلگرد برای مقاوم‌سازی عرشه پل‌ها آورده شده است:

1. مقاومت به خوردگی

• میلگردهای فولادی: میلگردهای فولادی در معرض خوردگی و زنگ‌زدگی به دلیل تماس با آب، رطوبت و مواد شیمیایی (مانند نمک‌های موجود در محیط‌های ساحلی یا جاده‌های برفی) هستند. این باعث کاهش طول عمر و نیاز به تعمیرات مکرر می‌شود.

• میلگردهای کامپوزیتی: میلگردهای کامپوزیتی به طور طبیعی مقاوم به خوردگی هستند. مواد کامپوزیتی مانند فیبر شیشه یا کربن و رزین‌ها، در برابر آب شور، رطوبت و سایر مواد خورنده مقاومت زیادی دارند و نیازی به پوشش‌های ضد خوردگی ندارند.

2. استحکام و ظرفیت باربری

• میلگردهای فولادی: میلگردهای فولادی به دلیل استحکام کششی بالایی که دارند، برای تقویت سازه‌های بتنی سنتی بسیار مؤثر هستند. این میلگردها در برابر تنش‌های کششی و فشاری قوی عمل می‌کنند و ظرفیت باربری بالایی را فراهم می‌آورند.

• میلگردهای کامپوزیتی: میلگردهای کامپوزیتی به طور معمول دارای استحکام کششی بالا هستند، اما استحکام فشاری آن‌ها ممکن است نسبت به فولاد کمتر باشد. این میلگردها می‌توانند برای مقاوم‌سازی پل‌ها و سازه‌های بتنی مؤثر باشند، به خصوص در صورتی که نیاز به وزن کمتر و مقاومت در برابر خوردگی باشد.

3. وزن و حمل‌ونقل

• میلگردهای فولادی: میلگردهای فولادی سنگین هستند و ممکن است حمل و نقل و نصب آن‌ها دشوارتر باشد. این وزن اضافی می‌تواند هزینه‌های حمل‌ونقل و نصب را افزایش دهد.

• میلگردهای کامپوزیتی: میلگردهای کامپوزیتی بسیار سبک‌تر از میلگردهای فولادی هستند و این ویژگی باعث آسان‌تر شدن حمل‌ونقل و نصب آن‌ها می‌شود. این مزیت می‌تواند در پروژه‌هایی که نیاز به کاهش وزن کل سازه دارند، مفید باشد.

4. دوام و طول عمر

• میلگردهای فولادی: طول عمر میلگردهای فولادی معمولاً به مدت زمان محافظت آن‌ها بستگی دارد. اگر از پوشش‌های ضد خوردگی استفاده نشود، میلگردهای فولادی ممکن است در معرض زنگ‌زدگی و آسیب قرار گیرند و نیاز به تعویض یا تعمیر داشته باشند.

• میلگردهای کامپوزیتی: میلگردهای کامپوزیتی دارای دوام بالاتری هستند و در شرایط سخت محیطی مانند مناطق ساحلی یا مناطقی که آب شور وجود دارد، عمر طولانی‌تری دارند. آن‌ها تحت تأثیر خوردگی قرار نمی‌گیرند و در شرایط سخت به خوبی عمل می‌کنند.

5. هزینه

• میلگردهای فولادی: هزینه تولید و نصب میلگردهای فولادی نسبتاً پایین است. همچنین هزینه تعمیرات و نگهداری آن‌ها در طول زمان بیشتر است، به ویژه در محیط‌های خورنده.

• میلگردهای کامپوزیتی: میلگردهای کامپوزیتی به طور معمول هزینه اولیه بالاتری دارند، اما با توجه به عمر طولانی‌تر و کاهش نیاز به تعمیرات و نگهداری، هزینه‌های کلی ممکن است در طول زمان کاهش یابد. در پروژه‌هایی که نیاز به مقاوم‌سازی طولانی‌مدت دارند، استفاده از میلگردهای کامپوزیتی به‌صرفه‌تر است.

6. قابلیت شکل‌پذیری

• میلگردهای فولادی: میلگردهای فولادی به راحتی می‌توانند به شکل‌های مختلف خم شوند و برای استفاده در انواع سازه‌ها انعطاف‌پذیر هستند.

• میلگردهای کامپوزیتی: میلگردهای کامپوزیتی معمولاً دارای قابلیت شکل‌پذیری کمتری هستند و ممکن است در پروژه‌هایی که نیاز به خم کردن میلگردها برای نصب دارند، محدودیت‌هایی وجود داشته باشد. با این حال، میلگردهای کامپوزیتی ممکن است برای نصب در قسمت‌هایی که نیاز به دقت بیشتر و وزن کم دارند، مناسب‌تر باشند.

7. مقاومت در برابر حرارت و آتش

• میلگردهای فولادی: میلگردهای فولادی در دماهای بالا می‌توانند ضعیف شوند و در برابر آتش مقاومت کمتری دارند. در معرض حرارت شدید، ممکن است خاصیت مکانیکی آن‌ها کاهش یابد.

• میلگردهای کامپوزیتی: میلگردهای کامپوزیتی معمولاً در برابر حرارت و آتش مقاومت بهتری دارند، به خصوص میلگردهایی که از فیبر کربن یا شیشه ساخته شده‌اند. با این حال، برخی از رزین‌های استفاده شده در میلگردهای کامپوزیتی ممکن است در دماهای بسیار بالا آسیب ببینند.

نتیجه‌گیری:

• میلگردهای فولادی برای پروژه‌های با بودجه کمتر و نیاز به استحکام بالا در شرایط محیطی معمولی مناسب هستند.

• میلگردهای کامپوزیتی برای مقاوم‌سازی پل‌ها در شرایط محیطی سخت (مانند مناطق ساحلی، رطوبتی و مناطق با آلودگی بالا) یا در پروژه‌هایی که به کاهش وزن و طول عمر بالاتر نیاز دارند، گزینه بهتری هستند.

انتخاب بین این دو نوع میلگرد بستگی به شرایط خاص پروژه، بودجه، و نیازهای طولانی‌مدت سازه دارد.

صفحات کامپوزیت و میلگردهای کامپوزیت هر دو از مواد کامپوزیتی ساخته می‌شوند، اما تفاوت‌های اصلی در شکل، کاربرد، و ویژگی‌های ساختاری آن‌ها وجود دارد. در اینجا تفاوت‌های مهم بین این دو آورده شده است:

1. شکل و ساختار:

• صفحات کامپوزیت: این صفحات معمولاً به صورت تخت و نازک ساخته می‌شوند و معمولاً در ساخت سازه‌ها و پوشش‌ها به کار می‌روند. ساختار آن‌ها ممکن است از لایه‌های مختلف مواد کامپوزیتی (مانند فیبر شیشه، فیبر کربن، یا رزین) تشکیل شده باشد. این صفحات به عنوان مصالح سطحی یا ساختاری در انواع کاربردهای صنعتی، معماری و دریایی استفاده می‌شوند.

• میلگردهای کامپوزیت: این میلگردها به صورت استوانه‌ای و کشیده تولید می‌شوند و برای تقویت بتن یا سازه‌های دیگر استفاده می‌شوند. در واقع، میلگردهای کامپوزیت به عنوان تقویت‌کننده‌های ساختاری در داخل بتن یا سایر مصالح مورد استفاده قرار می‌گیرند. معمولاً از فیبرهای کربن، شیشه یا آرامید به همراه رزین‌های خاص ساخته می‌شوند.

2. کاربرد:

• صفحات کامپوزیت: معمولاً در پوشش‌دهی، پانل‌ها، نمای ساختمان‌ها، سازه‌های دریایی و هوافضا استفاده می‌شوند. این صفحات به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی، سبک بودن و خواص مکانیکی خوبی که دارند، در محیط‌های دشوار و پرچالش کاربرد زیادی دارند.

• میلگردهای کامپوزیت: این میلگردها به طور خاص برای تقویت سازه‌های بتنی و ایجاد استحکام کششی استفاده می‌شوند. در سازه‌های دریایی، پل‌ها، تونل‌ها و سایر سازه‌های بتنی که نیاز به تقویت دارند، میلگردهای کامپوزیت به کار می‌روند.

3. ویژگی‌های فنی:

• صفحات کامپوزیت: این صفحات بیشتر بر ویژگی‌هایی مانند مقاومت در برابر خوردگی، سبک بودن، عایق حرارتی و صوتی تمرکز دارند. همچنین، این صفحات معمولاً قابلیت شکل‌پذیری بالایی دارند و می‌توانند برای پوشش دادن به سطوح مختلف به کار روند.

• میلگردهای کامپوزیت: این میلگردها به طور خاص برای تقویت کششی و برآورده کردن نیازهای سازه‌ای طراحی شده‌اند. آن‌ها معمولاً دارای مقاومت کششی بالا، وزن کم، و مقاومت در برابر خوردگی هستند و در شرایطی که میلگردهای فولادی نمی‌توانند عملکرد خوبی داشته باشند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

4. تولید و هزینه:

• صفحات کامپوزیت: تولید صفحات کامپوزیت می‌تواند شامل روش‌های مختلفی مانند لایه‌گذاری، فشار یا تزریق رزین باشد و به طور معمول، این صفحات ممکن است از نظر هزینه تولید بالاتر از میلگردهای کامپوزیت باشند.

• میلگردهای کامپوزیت: تولید میلگردهای کامپوزیت معمولاً شامل فرآیندهای خاصی است که برای تقویت بتن طراحی شده‌اند و هزینه تولید آن‌ها معمولاً به نسبت کمتر از صفحات کامپوزیت است.

5. استحکام و مقاومت:

• صفحات کامپوزیت: این صفحات عمدتاً برای مقاومت در برابر فشار، ضربه و خوردگی طراحی می‌شوند. آن‌ها بیشتر به عنوان پوشش یا سازه‌های سطحی عمل می‌کنند و ممکن است مقاومت کششی کمتری نسبت به میلگردهای کامپوزیت داشته باشند.

• میلگردهای کامپوزیت: این میلگردها برای مقاومت کششی و تقویت سازه‌های بتنی طراحی شده‌اند و معمولاً در مقایسه با صفحات کامپوزیت، مقاومت بیشتری در برابر کشش و تنش‌های داخلی دارند.

نتیجه‌گیری:

در مجموع، صفحات کامپوزیت و میلگردهای کامپوزیت هرکدام ویژگی‌های خاص خود را دارند و بسته به نیازهای پروژه، ممکن است یکی بر دیگری ترجیح داده شود. صفحات کامپوزیت برای پوشش‌دهی و سطوح خارجی مناسب‌تر هستند، در حالی که میلگردهای کامپوزیت بیشتر برای تقویت سازه‌های بتنی و بهبود عملکرد ساختاری در پروژه‌های مختلف به کار می‌روند.

میلگردهای کامپوزیتی به دلیل ویژگی‌های خاص خود، کاربرد زیادی در سازه‌های دریایی دارند. این میلگردها به طور عمده از مواد کامپوزیتی مانند فیبر کربن، فیبر شیشه و رزین‌های پلیمر ساخته می‌شوند که مزایای زیادی نسبت به میلگردهای فولادی دارند. مهم‌ترین کاربردهای میلگردهای کامپوزیتی در سازه‌های دریایی عبارتند از:

1. مقاومت در برابر خوردگی: میلگردهای کامپوزیتی مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی دارند. در محیط‌های دریایی که رطوبت بالا و آب شور باعث خوردگی سریع فولاد می‌شود، میلگردهای کامپوزیتی می‌توانند عمر سازه را به طور چشمگیری افزایش دهند.

2. سبکی و کاهش وزن: میلگردهای کامپوزیتی بسیار سبک‌تر از میلگردهای فولادی هستند. این ویژگی به ویژه در ساخت سازه‌های دریایی که نیاز به کاهش وزن دارند (مانند پل‌ها یا اسکله‌ها) مفید است.

3. افزایش دوام و طول عمر سازه‌ها: میلگردهای کامپوزیتی به دلیل ویژگی‌هایی مانند مقاومت در برابر مواد شیمیایی، آب شور و سایر عوامل خورنده، می‌توانند عمر مفید سازه‌های دریایی را افزایش دهند و نیاز به تعمیرات مکرر را کاهش دهند.

4. استحکام بالا در برابر فشار و کشش: این میلگردها دارای استحکام کششی بالایی هستند و می‌توانند فشار و تنش‌های زیاد را تحمل کنند، که این ویژگی در سازه‌های دریایی که تحت فشارهای ناشی از امواج و تغییرات محیطی قرار دارند، اهمیت زیادی دارد.

5. عدم نیاز به پوشش‌های محافظ: بر خلاف میلگردهای فولادی که معمولاً نیاز به پوشش‌های ضد خوردگی دارند، میلگردهای کامپوزیتی نیازی به اینگونه پوشش‌ها ندارند، که این امر می‌تواند هزینه‌ها را کاهش دهد.

در نتیجه، میلگردهای کامپوزیتی به عنوان یک انتخاب مناسب برای ساخت و تعمیر سازه‌های دریایی، خصوصاً در مناطق با شرایط محیطی شدید (مانند بندرها، اسکله‌ها، دیوارهای ساحلی و غیره) به حساب می‌آیند.

بازار میلگرد کامپوزیتی FRP جهانی که ارزش آن در سال ۲۰۲۵ به ۶۲۵ میلیون دلار می‌رسد، پیش‌بینی می‌شود که با نرخ رشد سالانه مرکب (CAGR) معادل ۹.۳٪ از سال ۲۰۲۵ تا ۲۰۳۳ رشد چشمگیری داشته باشد.

این گسترش از چندین عامل کلیدی ناشی می‌شود. افزایش توسعه زیرساخت‌ها در سطح جهانی، به ویژه در اقتصادهای در حال توسعه سریع، تقاضای زیادی برای مواد تقویتی مقاوم و ضد خوردگی ایجاد کرده است.

میلگرد FRP عملکرد برتری نسبت به میلگرد فولادی سنتی در محیط‌های چالش‌برانگیز، از جمله مناطق ساحلی و مناطقی با شرایط خاک تهاجمی، ارائه می‌دهد.

علاوه بر این، آگاهی روزافزون در مورد نگرانی‌های پایداری و نیاز به مواد ساختمانی دوستدار محیط‌زیست باعث افزایش پذیرش میلگرد FRP شده است که ردپای کربن کمتری نسبت به فولاد دارد.

تمرکز صنعت ساخت و ساز بر افزایش طول عمر و کاهش هزینه‌های نگهداری پروژه‌های زیرساختی باعث تحریک رشد بازار می‌شود.

درخواست‌های مختلف از جمله ساخت راه‌آهن، پروژه‌های مسکونی و مهندسی مدنی، ساخت بزرگراه و پل‌سازی، این تقاضا را به حرکت در می‌آورد.

تقسیم‌بندی بازار، با انواع میلگردهای GFRP، CFRP و AFRP که به نیازهای خاص پروژه‌ها پاسخ می‌دهند، نیز به گسترش کلی بازار کمک می‌کند.

با این حال، بازار با چالش‌هایی مواجه است. هزینه اولیه نسبتاً بالاتر میلگرد FRP در مقایسه با فولاد همچنان یک محدودیت مهم است، به‌ویژه در بازارهای حساس به قیمت. علاوه بر این، نبود کدهای طراحی و مشخصات استاندارد در برخی مناطق می‌تواند پذیرش گسترده را مختل کند.

پرداختن به این چالش‌ها از طریق پیشرفت‌های فناوری، کاهش هزینه‌ها و پذیرش گسترده‌تر راهنماهای استاندارد در صنعت برای حفظ مسیر رشد بازار حیاتی خواهد بود.

علی‌رغم این چالش‌ها، چشم‌انداز بلندمدت برای میلگرد کامپوزیتی FRP مثبت باقی می‌ماند، که ناشی از ویژگی‌های عملکردی برتر، مزایای زیست‌محیطی و رشد مداوم سرمایه‌گذاری در زیرساخت‌های جهانی است.

انتظار می‌رود بازار شاهد گسترش چشمگیر در مناطق مختلف باشد، با این که شمال آمریکا و منطقه آسیا و اقیانوسیه به‌عنوان محرک‌های اصلی رشد شناخته می‌شوند، که توسط پروژه‌های بزرگ زیرساختی و افزایش آگاهی از شیوه‌های ساخت و ساز پایدار تقویت می‌شود.

بارگیری و انبار میلگردهای کامپوزیتی (FRP) نیازمند رعایت نکات خاصی است تا از آسیب به آنها جلوگیری شود و ویژگی‌های فنی و مکانیکی این میلگردها حفظ گردد. در زیر نکات مهم برای بارگیری و انبار میلگردهای کامپوزیتی آورده شده است:

۱. بارگیری میلگردهای کامپوزیتی

• حمل و نقل ملایم: میلگردهای کامپوزیتی باید به‌طور ملایم حمل شوند تا از هرگونه آسیب به آنها جلوگیری شود. این میلگردها ممکن است نسبت به سایش یا آسیب مکانیکی حساس باشند.

• استفاده از وسیله حمل مناسب: برای حمل میلگردهای کامپوزیتی باید از دستگاه‌ها و تجهیزات مناسب استفاده شود که قادر به نگهداری و حمل صحیح بار بدون اعمال فشارهای زیاد بر میلگردها باشند.

• استفاده از پوشش مناسب: برای جلوگیری از آسیب‌های ناشی از شرایط محیطی (باران، گرد و غبار، نور خورشید) میلگردهای کامپوزیتی باید با پوشش مناسب مانند پلاستیک‌های محافظ پوشانده شوند.

• حمل در حالت افقی: میلگردها باید به‌صورت افقی و بر روی پالت‌های محکم حمل شوند تا از خم شدن یا آسیب به آنها جلوگیری شود.

۲. انبار کردن میلگردهای کامپوزیتی

• انبار در محیط خشک و خنک: میلگردهای کامپوزیتی باید در مکانی خشک و خنک انبار شوند. رطوبت زیاد و دماهای بالا می‌توانند بر ویژگی‌های میلگردهای کامپوزیتی تأثیر بگذارند.

• حفاظت از نور مستقیم خورشید: میلگردهای کامپوزیتی نباید در معرض نور مستقیم خورشید قرار گیرند زیرا UV می‌تواند باعث تخریب رزین‌های موجود در آنها شود و موجب کاهش استحکام و دوام میلگردها گردد.

• انبار بر روی سطح صاف: میلگردها باید بر روی سطحی صاف و مستحکم قرار گیرند تا از خم شدن یا آسیب به آنها جلوگیری شود. پالت‌های چوبی یا فلزی برای این منظور مناسب هستند.

• حفظ فاصله مناسب: باید بین دسته‌های میلگرد کامپوزیتی فضای کافی برای تهویه و جلوگیری از تماس فیزیکی زیاد بین میلگردها وجود داشته باشد.

• پشتیبانی مناسب: میلگردها باید به‌طور صحیح پشتیبانی شوند تا از سقوط یا آسیب‌های مکانیکی جلوگیری شود. به‌ویژه در هنگام انبار کردن باید از بست‌های مناسب برای تثبیت آنها استفاده کرد.

۳. شرایط نگهداری در محیط‌های خاص

• در محیط‌های قلیایی یا شیمیایی: در صورتی که میلگردهای کامپوزیتی در محیط‌هایی با مواد شیمیایی یا قلیایی نگهداری شوند، باید از مواد مقاوم در برابر این شرایط برای بسته‌بندی یا محافظت استفاده کرد.

• تست‌های دوره‌ای: میلگردهای کامپوزیتی باید به‌طور دوره‌ای بررسی شوند تا از سلامت آنها اطمینان حاصل شود. بررسی باید شامل ارزیابی آسیب‌های احتمالی و آزمایش مقاومت باشد.

آنالیز قیمت میلگرد کامپوزیتی GFRP (پلیمر تقویت‌شده با الیاف شیشه‌ای) نسبت به میلگردهای فولادی به دلایل مختلفی پیچیده است. این تحلیل شامل عوامل متعددی می‌شود که بر قیمت نهایی میلگرد کامپوزیتی تاثیر می‌گذارند. در ادامه به بررسی جزئیات این آنالیز می‌پردازیم:

1. مواد اولیه و فرایند تولید:

• الیاف شیشه: یکی از مهم‌ترین مواد اولیه برای تولید میلگرد GFRP، الیاف شیشه است که قیمت آن ممکن است نوسان داشته باشد. این الیاف به دلیل فرآیند خاص تولید و واردات آن‌ها ممکن است قیمت بالاتری داشته باشند.

• رزین‌های پلیمری: رزین‌هایی که برای ترکیب با الیاف شیشه استفاده می‌شوند (معمولاً رزین‌های اپوکسی یا پلی استر) نقش مهمی در تعیین قیمت دارند. قیمت این رزین‌ها بستگی به نوع و کیفیت آن‌ها دارد.

• فرایند تولید: تولید میلگرد GFRP معمولاً از فرآیند شکل‌دهی دستی یا قالب‌گیری رزین استفاده می‌کند که نسبت به تولید فولاد هزینه‌برتر است.

2. مقایسه هزینه با میلگرد فولادی:

• هزینه بالاتر میلگرد GFRP: در مقایسه با میلگرد فولادی، میلگرد GFRP معمولاً گران‌تر است. این به دلیل هزینه‌های بالاتر مواد اولیه (الیاف شیشه‌ای و رزین‌ها) و فرایند تولید پیچیده‌تر آن است.

• حجم مصرفی و وزن: از آنجا که میلگرد GFRP نسبت به میلگرد فولادی سبک‌تر است و خواص مقاومتی مشابهی دارد، حجم و وزن کمتری برای تقویت بتن نیاز دارد. این ویژگی باعث کاهش هزینه‌های حمل و نقل و نصب می‌شود، اما هنوز قیمت اولیه بالاتری دارد.

3. مزایا و کاهش هزینه‌های بلندمدت:

• مقاومت در برابر خوردگی: میلگرد GFRP به دلیل مقاومت بسیار بالا در برابر خوردگی، به ویژه در محیط‌های مرطوب و شیمیایی، به مدت طولانی‌تری در مقایسه با میلگرد فولادی دوام می‌آورد. این ویژگی به معنای کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیرات در بلندمدت است.

• کاهش هزینه‌های نگهداری: با توجه به عدم نیاز به محافظت در برابر زنگ‌زدگی، این میلگردها هزینه‌های مربوط به تعمیرات و نگهداری را کاهش می‌دهند.

4. کاهش هزینه‌های حمل و نصب:

• به دلیل سبکی و مقاومت بالا در میلگردهای GFRP، نیازی به حمل و نقل سنگین و هزینه‌های نصب بالاتر نیست. این ویژگی‌ها می‌توانند به کاهش هزینه‌های کلی پروژه کمک کنند.

5. توسعه فناوری و افزایش تولید:

• با پیشرفت تکنولوژی و افزایش تولید میلگردهای GFRP، هزینه‌های تولید ممکن است کاهش یابد. این امر می‌تواند در آینده باعث کاهش قیمت این میلگردها شود.

• رشد تقاضا: با افزایش تقاضا برای میلگردهای مقاوم به خوردگی، قیمت‌ها ممکن است در سال‌های آینده کاهش یابد.

6. نسبت قیمت به عملکرد:

• قیمت اولیه بالاتر: اگرچه هزینه اولیه میلگرد GFRP بالاتر از میلگرد فولادی است، اما به دلیل دوام بیشتر، مقاومت در برابر خوردگی، و کاهش هزینه‌های نگهداری، در بلندمدت می‌تواند صرفه‌جویی اقتصادی قابل توجهی ایجاد کند.

• در برخی پروژه‌ها، به ویژه در مناطق ساحلی، دریایی یا صنایع شیمیایی، میلگرد GFRP ممکن است مزایای اقتصادی بیشتر نسبت به فولاد داشته باشد.

7. نتیجه‌گیری:

• میلگرد GFRP از نظر قیمت اولیه نسبت به میلگرد فولادی گران‌تر است، اما با توجه به مقاومت در برابر خوردگی، دوام طولانی و کاهش هزینه‌های نگهداری در بلندمدت، می‌تواند گزینه‌ای اقتصادی‌تر در پروژه‌هایی باشد که در معرض شرایط خورنده قرار دارند.

• انتخاب میلگرد GFRP برای پروژه‌ها باید بر اساس نیازهای خاص پروژه، محیط استفاده و بودجه موجود صورت گیرد.

در مجموع، قیمت میلگرد کامپوزیتی GFRP می‌تواند در ابتدا بالاتر باشد، اما به دلیل مزایای طولانی‌مدت و کاهش هزینه‌های نگهداری، ممکن است گزینه‌ای اقتصادی‌تر در برخی شرایط خاص باشد.

ویژگی‌های وزن کم، عدم رسانایی الکتریسیته و مقاومت در برابر خوردگی از مهم‌ترین مزایای استفاده از خاموت‌های کامپوزیتی هستند که در ادامه توضیح داده می‌شود:

1. وزن کم:

• خاموت‌های کامپوزیتی معمولاً سبک‌تر از خاموت‌های فولادی هستند. این ویژگی به خصوص در پروژه‌های بزرگ یا در مکان‌هایی که دسترسی دشوار است، مزیت بزرگی محسوب می‌شود.

• وزن کم باعث کاهش هزینه‌های حمل و نقل و ساده‌تر شدن نصب می‌شود. همچنین برای سازه‌های بلندمرتبه یا فضاهایی که بار اضافی می‌تواند مشکل‌ساز باشد، خاموت کامپوزیتی انتخاب مناسبی است.

2. عدم رسانایی الکتریسیته:

• برخلاف خاموت‌های فولادی که رسانای الکتریسیته هستند، خاموت‌های کامپوزیتی به دلیل ترکیب مواد غیر فلزی خود، غیررسانا هستند.

• این ویژگی به خصوص در پروژه‌هایی که نیاز به عایق بودن در برابر جریان‌های الکتریکی دارند، مانند پروژه‌های برقی، الکترونیکی یا حساس به نویز الکتریکی، اهمیت زیادی دارد.

3. مقاومت در برابر خوردگی:

• خاموت‌های کامپوزیتی در مقایسه با فولاد، مقاومت بسیار بالاتری در برابر خوردگی دارند. این ویژگی آن‌ها را برای استفاده در محیط‌های مرطوب، دریایی، شیمیایی و خورنده بسیار مناسب می‌سازد.

• فولاد در معرض رطوبت و مواد شیمیایی به سرعت دچار زنگ‌زدگی و خوردگی می‌شود، در حالی که خاموت‌های کامپوزیتی در برابر این عوامل مقاوم هستند و طول عمر بیشتری دارند.

• این ویژگی باعث کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیرات در طول زمان می‌شود.

این ویژگی‌ها باعث می‌شوند که خاموت‌های کامپوزیتی در پروژه‌هایی که نیاز به دوام بالا، وزن کم و مقاومت در برابر شرایط سخت محیطی دارند، به گزینه‌ای مناسب تبدیل شوند.

اطلاعات کمی در مورد اثرات دماهای بسیار بالا در دسترس است.

سید احمد و شریو (۱۹۹۹) اشاره کرده‌اند که پس از ۲۴ ساعت قرارگیری در دمای ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد و ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد، سطح Leadline تیره‌تر شده و این نشان‌دهنده از دست دادن رزین است.

پس از ۲۴ ساعت قرارگیری در دمای ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد، برخی از الیاف روی سطح شروع به شل شدن کردند.

قرارگیری در دمای ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد باعث تبخیر رزین در بیشتر ساعات اول قرارگیری شد و این باعث شد که تاندون به یک دسته از الیاف شل تبدیل شود

یکی از مسائل بسیار مهم در تولید کامپوزیت‌ها انتخاب ماتریس مناسب است، زیرا خواص فیزیکی و حرارتی ماتریس به‌طور قابل توجهی بر خواص مکانیکی نهایی و همچنین فرآیند تولید تأثیر می‌گذارد.

برای بهره‌برداری کامل از استحکام الیاف، ماتریس باید قادر باشد کشش نهایی بالاتری نسبت به الیاف ایجاد کند (فیلیپس، ۱۹۸۹).

ماتریس نه تنها الیاف را پوشش می‌دهد و از آن‌ها در برابر سایش مکانیکی محافظت می‌کند، بلکه تنش‌ها را بین الیاف منتقل می‌کند.

سایر نقش‌های بسیار مهم ماتریس شامل انتقال برش‌های بین لایه‌ای و درون‌صفحه‌ای در کامپوزیت، و فراهم کردن پشتیبانی جانبی از الیاف در برابر انحنای آنها هنگام اعمال بارهای فشاری است (ACI 1995).

دو نوع ماتریس پلیمری به‌طور گسترده برای کامپوزیت‌های FRP استفاده می‌شوند؛ به‌ویژه ماتریس‌های ترموست و ترموپلاست.

الیاف استفاده‌شده برای تولید مواد کامپوزیتی باید دارای استحکام و سفتی بالا، نرمی، دوام و ترجیحاً هزینه پایین باشند.

عملکرد الیاف تحت تأثیر طول، شکل مقطع عرضی و ترکیب شیمیایی آن‌ها قرار دارد. الیاف در اشکال و اندازه‌های مختلف مقطع عرضی در دسترس هستند.

رایج‌ترین الیاف استفاده‌شده در FRPها، کربن، شیشه و آرامید هستند. خواص مکانیکی معمول این الیاف را می‌توان در جدول ۴.۱ یافت.

ضریب انبساط حرارتی الیاف در جهت طولی به‌عنوان αfrpl و در جهت شعاعی به‌عنوان αfrpt نشان داده می‌شود.

الیاف باید با عوامل پیوندی درمان شوند تا اتصال با ماتریس رزین تقویت یا بهبود یابد.

در محصولات FRP با الیاف، ماتریس و نسبت حجم الیاف به طور تقریبی یکسان، خواص نهایی آنها ممکن است به طور قابل توجهی متفاوت باشد.

افزودنی‌ها و پرکننده‌های مناسب برای سیستم‌های الیاف و رزین برای پخت یا دلایل دیگر به ترکیب اضافه می‌شوند.

رقیق‌کننده‌ها، مانند استایرن، و افزودنی‌های کم‌حجم (کاهش‌دهنده انقباض) نباید بیش از ۱۰ و ۲۰ درصد وزن رزین پایه مشخص‌شده باشند.

پرکننده‌های غیرآلی ممکن است استفاده شوند، اما نباید بیش از ۲۰ درصد وزن رزین پایه مشخص‌شده باشند.

سایر افزودنی‌ها مانند عوامل پیوندی، عوامل جداکننده، آغازگرها، سخت‌کننده‌ها، فعال‌کننده‌ها، کاتالیزورها، عوامل ضدUV، مواد ضدآتش، عامل‌های مرطوب‌کننده، عوامل کف‌زا و رنگدانه‌ها ممکن است اضافه شوند

خاموت‌های کامپوزیتی، مانند میلگردهای کامپوزیتی GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer)، از ترکیب الیاف شیشه (یا دیگر الیاف تقویت‌کننده مانند کربن یا آرامید) با رزین‌های پلیمری تولید می‌شوند.

این خاموت‌ها به دلیل ویژگی‌های خاص خود، از جمله مقاومت بالا در برابر خوردگی و وزن سبک، در برخی پروژه‌ها جایگزین خاموت‌های فولادی می‌شوند.

تولید خاموت‌های کامپوزیتی معمولاً شامل مراحل زیر است:

مراحل تولید خاموت کامپوزیتی:

1. آماده‌سازی الیاف تقویت‌کننده

• الیاف شیشه (یا الیاف دیگر مانند کربن) به صورت رشته‌های پیوسته و یا مات (معمولاً در قالب ریزبافت یا پارچه) تهیه می‌شود.

• این الیاف به عنوان فاز تقویت‌کننده در کامپوزیت‌ها عمل می‌کنند و ویژگی‌های مکانیکی محصول نهایی را بهبود می‌بخشند.

2. اشباع الیاف با رزین

• الیاف شیشه به درون یک حمام رزین که معمولاً رزین‌های اپوکسی یا وینیل استر هستند، عبور داده می‌شوند.

• الیاف کاملاً در رزین غوطه‌ور شده و به آن اشباع می‌شوند تا خواص مکانیکی و شیمیایی مورد نیاز را به‌دست آورند.

3. شکل‌دهی به خاموت

• روش‌های مختلفی برای شکل‌دهی خاموت کامپوزیتی وجود دارد، که عبارتند از:

  • روش پولترودینگ (Pultrusion): در این روش، الیاف و رزین اشباع‌شده از یک قالب عبور داده می‌شوند و در حین حرکت از داخل قالب، پخت و سخت می‌شوند. این روش برای تولید قطعات با مقطع ثابت و طول زیاد استفاده می‌شود.

  • روش پیچش (Winding): در این روش، الیاف با رزین بر روی یک هسته (معمولاً به صورت استوانه یا دایره‌ای) پیچیده می‌شوند. این روش برای تولید قطعات با شکل‌های پیچیده مناسب است.

  • روش قالب‌گیری دستی یا اتوماتیک: الیاف و رزین به صورت دستی یا اتوماتیک در قالب‌های خاص قرار می‌گیرند و شکل خاموت نهایی را می‌گیرند.

4. تولید انتهای خاموت (اتصال به میلگرد)

• انتهای خاموت‌ها ممکن است به صورت یکپارچه با میلگردهای کامپوزیتی یا فولادی ترکیب شوند.

• در این مرحله ممکن است از اتصالات خاص، مانند جوش‌های کامپوزیتی یا قطعات فلزی برای پیوستگی بیشتر استفاده شود.

5. پخت و سخت‌سازی

• پس از شکل‌دهی، قطعات خاموت در کوره یا دستگاه‌های پخت حرارتی قرار می‌گیرند تا رزین پخت شود و خواص مکانیکی مطلوب (مقاومت کششی، برشی و...) به‌دست آید.

6. برش و تکمیل

• در این مرحله، خاموت‌ها به طول‌های مورد نظر برش داده می‌شوند.

• ممکن است فرآیندهای نهایی مانند سمباده‌کاری، تست‌های فیزیکی و کنترل کیفیت برای اطمینان از کیفیت محصول انجام شود.

ویژگی‌های خاموت کامپوزیتی:

• مقاومت در برابر خوردگی: یکی از مهم‌ترین مزایای خاموت‌های کامپوزیتی، مقاومت آن‌ها در برابر خوردگی است که می‌تواند در محیط‌های مرطوب، شیمیایی یا در معرض آب‌های شور مفید باشد.

• وزن سبک: این خاموت‌ها نسبت به خاموت‌های فولادی بسیار سبک‌تر هستند.

• مقاومت بالا در برابر فشار و کشش: با توجه به ترکیب الیاف شیشه و رزین، خاموت‌های کامپوزیتی دارای مقاومت بسیار بالایی هستند.

• مقاومت بالا در برابر آسیب‌های مکانیکی: این نوع خاموت‌ها به دلیل ساختار کامپوزیتی، مقاومت بهتری در برابر آسیب‌های مکانیکی و ضربه دارند.

کاربردها:

خاموت‌های کامپوزیتی در پروژه‌هایی که نیاز به مقاومت بالا در برابر خوردگی دارند (مانند پل‌ها، سازه‌های دریایی، زیرساخت‌های زیر آب و تونل‌ها) استفاده می‌شوند.

همچنین در پروژه‌هایی که کاهش وزن سازه اهمیت دارد، مانند در صنایع هوافضا و سازه‌های سبک.

اگر نیاز به جزئیات فنی بیشتر یا نمونه‌های کاربردی دارید، می‌توانم اطلاعات بیشتری فراهم کنم.

خاموت‌های کامپوزیتی، مانند میلگردهای کامپوزیتی GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer)، از ترکیب الیاف شیشه (یا دیگر الیاف تقویت‌کننده مانند کربن یا آرامید) با رزین‌های پلیمری تولید می‌شوند. این خاموت‌ها به دلیل ویژگی‌های خاص خود، از جمله مقاومت بالا در برابر خوردگی و وزن سبک، در برخی پروژه‌ها جایگزین خاموت‌های فولادی می‌شوند. تولید خاموت‌های کامپوزیتی معمولاً شامل مراحل زیر است:

مراحل تولید خاموت آجدار کامپوزیتی

1. آماده‌سازی الیاف تقویت‌کننده

• الیاف شیشه (یا الیاف دیگر مانند کربن) به صورت رشته‌های پیوسته و یا مات (معمولاً در قالب ریزبافت یا پارچه) تهیه می‌شود.

• این الیاف به عنوان فاز تقویت‌کننده در کامپوزیت‌ها عمل می‌کنند و ویژگی‌های مکانیکی محصول نهایی را بهبود می‌بخشند.

2. اشباع الیاف با رزین

• الیاف شیشه به درون یک حمام رزین که معمولاً رزین‌های اپوکسی یا وینیل استر هستند، عبور داده می‌شوند.

• الیاف کاملاً در رزین غوطه‌ور شده و به آن اشباع می‌شوند تا خواص مکانیکی و شیمیایی مورد نیاز را به‌دست آورند.

3. شکل‌دهی به خاموت

• روش‌های مختلفی برای شکل‌دهی خاموت کامپوزیتی وجود دارد، که عبارتند از:

  • روش پولترودینگ (Pultrusion): در این روش، الیاف و رزین اشباع‌شده از یک قالب عبور داده می‌شوند و در حین حرکت از داخل قالب، پخت و سخت می‌شوند. این روش برای تولید قطعات با مقطع ثابت و طول زیاد استفاده می‌شود.

  • روش پیچش (Winding): در این روش، الیاف با رزین بر روی یک هسته (معمولاً به صورت استوانه یا دایره‌ای) پیچیده می‌شوند. این روش برای تولید قطعات با شکل‌های پیچیده مناسب است.

  • روش قالب‌گیری دستی یا اتوماتیک: الیاف و رزین به صورت دستی یا اتوماتیک در قالب‌های خاص قرار می‌گیرند و شکل خاموت نهایی را می‌گیرند.

4. تولید انتهای خاموت (اتصال به میلگرد)

• انتهای خاموت‌ها ممکن است به صورت یکپارچه با میلگردهای کامپوزیتی یا فولادی ترکیب شوند.

• در این مرحله ممکن است از اتصالات خاص، مانند جوش‌های کامپوزیتی یا قطعات فلزی برای پیوستگی بیشتر استفاده شود.

5. پخت و سخت‌سازی

• پس از شکل‌دهی، قطعات خاموت در کوره یا دستگاه‌های پخت حرارتی قرار می‌گیرند تا رزین پخت شود و خواص مکانیکی مطلوب (مقاومت کششی، برشی و...) به‌دست آید.

6. برش و تکمیل

• در این مرحله، خاموت‌ها به طول‌های مورد نظر برش داده می‌شوند.

• ممکن است فرآیندهای نهایی مانند سمباده‌کاری، تست‌های فیزیکی و کنترل کیفیت برای اطمینان از کیفیت محصول انجام شود.

ویژگی‌های خاموت کامپوزیتی:

• مقاومت در برابر خوردگی: یکی از مهم‌ترین مزایای خاموت‌های کامپوزیتی، مقاومت آن‌ها در برابر خوردگی است که می‌تواند در محیط‌های مرطوب، شیمیایی یا در معرض آب‌های شور مفید باشد.

• وزن سبک: این خاموت‌ها نسبت به خاموت‌های فولادی بسیار سبک‌تر هستند.

• مقاومت بالا در برابر فشار و کشش: با توجه به ترکیب الیاف شیشه و رزین، خاموت‌های کامپوزیتی دارای مقاومت بسیار بالایی هستند.

• مقاومت بالا در برابر آسیب‌های مکانیکی: این نوع خاموت‌ها به دلیل ساختار کامپوزیتی، مقاومت بهتری در برابر آسیب‌های مکانیکی و ضربه دارند.

کاربردها:

خاموت‌های کامپوزیتی در پروژه‌هایی که نیاز به مقاومت بالا در برابر خوردگی دارند (مانند پل‌ها، سازه‌های دریایی، زیرساخت‌های زیر آب و تونل‌ها) استفاده می‌شوند.

همچنین در پروژه‌هایی که کاهش وزن سازه اهمیت دارد، مانند در صنایع هوافضا و سازه‌های سبک.

میلگرد کامپوزیتی (معمولاً میلگردهای FRP یا Fiber Reinforced Polymer) در سال‌های اخیر به عنوان جایگزینی برای میلگردهای فولادی در پروژه‌های عمرانی، به‌ویژه در پل‌های کابلی، مورد توجه قرار گرفته است.

در ادامه به کاربردها و مزایای آن در این نوع پل‌ها می‌پردازیم:

کاربرد میلگرد کامپوزیتی در پل‌های کابلی:

1. کف پل (Deck):

   • در عرشه پل‌های کابلی، میلگردهای کامپوزیتی برای آرماتوربندی بتن استفاده می‌شوند تا از خوردگی ناشی از رطوبت، نمک جاده‌ای و شرایط محیطی جلوگیری شود.

   • به‌ویژه در مناطق ساحلی یا سردسیر (که یخ‌زدایی رایج است)، مقاومت بالای FRP در برابر خوردگی اهمیت ویژه دارد.

2. تقویت سازه‌های بتنی پیرامونی:

   • مانند پایه‌ها، تیرها یا مهاربندهای فرعی.

3. در کابل‌های پیش‌تنیده یا اجزای کششی:

   • در برخی طرح‌های نوین، از میلگردهای کامپوزیتی یا کابل‌های کامپوزیتی برای مهار کششی استفاده می‌شود، به‌ویژه جایی که وزن کم و دوام بالا مورد نیاز است.

• مقاومت بالا در برابر خوردگی: عمر مفید بیشتر در محیط‌های خورنده.

• وزن کم: کاهش وزن سازه، به‌ویژه برای قطعات پیش‌ساخته و آسان‌تر شدن نصب در محل.

• مقاومت کششی بالا: برای تحمل بارهای دینامیکی ناشی از ترافیک و باد.

• عایق الکتریکی و مغناطیسی: مزیت در نزدیکی خطوط برق یا تجهیزات حساس.

• نگهداری کمتر: هزینه‌های نگهداری پل در بلندمدت کاهش می‌یابد.

نمونه‌های واقعی از پل‌های با FRP

1. پل Halls River Bridge – فلوریدا، آمریکا

   • استفاده از میلگرد GFRP (نوعی FRP با الیاف شیشه) در کف پل.

   • هدف: مقاومت در برابر محیط بسیار خورنده و کاهش هزینه نگهداری.

2. پل Grafton FRP Bridge – استرالیا

   • یکی از اولین پل‌های ساخته شده با دال کامپوزیتی تمام FRP.

   • مناسب برای عبور سبک و محیط مرطوب.

3. پل Morristown Bridge – اوهایو، آمریکا

   • نخستین پل جاده‌ای در ایالات متحده که عرشه‌ی بتنی‌اش با میلگرد GFRP تقویت شد.

   • بیش از ۲۰ سال بدون آسیب از خوردگی کار کرده.

4. پل‌های کابلی سبک در ژاپن و کانادا

   • در برخی پل‌های کابلی، از کابل‌های کامپوزیتی CFRP (الیاف کربن) به‌عنوان کابل‌های کششی استفاده شده تا وزن سیستم تعلیق کاهش یابد و دوام بالا رود.

هزینه اجرای ساختمان با میلگرد فولادی و میلگرد کامپوزیتی (GFRP یا CFRP) به عوامل مختلفی بستگی دارد که در اینجا به تفکیک بررسی می‌کنیم.

تفاوت‌ها عمدتاً در هزینه‌های اولیه، عمر مفید، و هزینه‌های نگهداری در بلندمدت خواهد بود. در ابتدا باید موارد زیر را در نظر گرفت:

۱. تفاوت‌های هزینه‌ای در میلگرد فولادی و کامپوزیتی

الف) هزینه میلگرد فولادی

میلگردهای فولادی جزء مصالح ساختمانی معمول و رایج هستند. هزینه اجرای پروژه با میلگرد فولادی به عوامل زیر بستگی دارد:

• هزینه مواد اولیه (میلگرد فولادی): میلگرد فولادی معمولاً ارزان‌تر از میلگردهای کامپوزیتی است.

• به‌طور متوسط، هزینه هر کیلوگرم میلگرد فولادی بین ۲۵۰,۰۰۰ تا ۳۵۰,۰۰۰ ریال (با توجه به قیمت‌های بازار داخلی و شرایط اقتصادی) است.

• هزینه نصب و نیروی انسانی: فرآیند نصب میلگردهای فولادی پیچیده‌تر است و نیاز به نیروی انسانی متخصص و زمان بیشتری دارد.

• نیاز به پوشش ضد خوردگی: میلگرد فولادی باید پوشش ضدزنگ یا پوشش‌های مقاوم در برابر خوردگی مانند گالوانیزه یا اپوکسی داشته باشد که این خود می‌تواند هزینه‌های اضافی به‌دنبال داشته باشد.

ب) هزینه میلگرد کامپوزیتی (GFRP و CFRP)

میلگردهای کامپوزیتی معمولاً گران‌تر از فولادی هستند، اما مزایای زیادی دارند که می‌تواند هزینه‌ها را در بلندمدت کاهش دهد.

• هزینه مواد اولیه (میلگرد GFRP یا CFRP): قیمت میلگرد کامپوزیتی معمولاً ۲ تا ۴ برابر بیشتر از میلگرد فولادی است.

• به‌طور متوسط، قیمت هر کیلوگرم میلگرد GFRP بین ۴۰۰,۰۰۰ تا ۶۰۰,۰۰۰ ریال و قیمت CFRP بین ۷۰۰,۰۰۰ تا ۹۰۰,۰۰۰ ریال است.

• هزینه نصب و نیروی انسانی: فرآیند نصب میلگردهای کامپوزیتی نسبت به فولادی ساده‌تر است زیرا میلگردهای کامپوزیتی نسبت به فولادی سبک‌تر و انعطاف‌پذیرتر هستند. این می‌تواند زمان نصب را کاهش دهد.

• عدم نیاز به پوشش ضد خوردگی: میلگردهای کامپوزیتی به دلیل عدم واکنش به خوردگی، نیازی به پوشش‌های ضد زنگ و محافظ ندارند، بنابراین از این لحاظ هزینه‌های نگهداری کمتری دارند.

۲. هزینه اجرای ساختمان با میلگرد فولادی و کامپوزیتی

الف) هزینه اجرای پروژه با میلگرد فولادی

در پروژه‌هایی که از میلگرد فولادی استفاده می‌شود، هزینه‌های مربوط به اجرای اسکلت بتن‌آرمه به شرح زیر است:

• هزینه میلگرد فولادی: با توجه به حجم میلگرد مورد نیاز (برای ستون‌ها، تیرها، سقف‌ها و دیگر اجزای سازه)، هزینه کلی برای میلگرد فولادی بیشتر می‌شود. معمولاً برای هر مترمربع ساخت اسکلت بتنی، حدود ۴۰۰ تا ۶۰۰ کیلوگرم میلگرد مورد نیاز است.

• هزینه کل میلگرد (با ۵۰۰ کیلوگرم به عنوان میانگین):

  • ۵۰۰ کیلوگرم × ۳۰۰,۰۰۰ ریال = ۱۵۰,۰۰۰,۰۰۰ ریال (برای هر مترمربع)

  • این عدد می‌تواند بسته به نوع پروژه و مقیاس آن تغییر کند، اما در این تخمین، هزینه میلگرد فولادی در ساخت یک ساختمان معمولی به طور تقریبی در این حدود خواهد بود.

ب) هزینه اجرای پروژه با میلگرد کامپوزیتی (GFRP یا CFRP)

برای اجرای پروژه با میلگردهای کامپوزیتی، هزینه‌ها به شرح زیر است:

• هزینه میلگرد کامپوزیتی (GFRP یا CFRP): با توجه به هزینه بالاتر میلگردهای کامپوزیتی، هزینه کلی اجرای ساختمان بیشتر از میلگرد فولادی خواهد بود. به عنوان مثال، اگر برای همان مترمربع ۵۰۰ کیلوگرم میلگرد استفاده شود:

  • برای GFRP (با ۵۰۰ کیلوگرم):

    • ۵۰۰ کیلوگرم × ۵۰۰,۰۰۰ ریال = ۲۵۰,۰۰۰,۰۰۰ ریال (برای هر مترمربع)

  • برای CFRP (با ۵۰۰ کیلوگرم):

    • ۵۰۰ کیلوگرم × ۸۰۰,۰۰۰ ریال = ۴۰۰,۰۰۰,۰۰۰ ریال (برای هر مترمربع)

نتیجه‌گیری هزینه‌ای:

نوع میلگردهزینه مواد (هر مترمربع)هزینه نصب و نیروی انسانیپوشش ضد خوردگی مجموع هزینه‌ اجرای اسکلت

میلگرد فولادی~۱۵۰,۰۰۰,۰۰۰ ریال بیشتر و پیچیده‌ترنیاز به پوشش ضد زنگ بیشتر

میلگرد GFRP~۲۵۰,۰۰۰,۰۰۰ ریال آسان‌تر و سریع‌تربدون نیاز به پوشش کمتر از فولادی، ولی بیشتر از CFRP

میلگرد CFRP~۴۰۰,۰۰۰,۰۰۰ ریال آسان‌تر و سریع‌تربدون نیاز به پوشش بالاترین هزینه

۳. هزینه‌های بلندمدت (نگهداری و عمر مفید)

• میلگرد فولادی: میلگردهای فولادی به دلیل آسیب‌پذیری در برابر خوردگی، نیاز به نگهداری بیشتر دارند. این نگهداری شامل استفاده از پوشش‌های ضد زنگ و مراقبت از سطح میلگرد است. همچنین، ممکن است در طول زمان به علت خوردگی، هزینه‌های تعمیر و بازسازی بیشتری نیاز باشد.

• میلگرد کامپوزیتی (GFRP و CFRP): میلگردهای کامپوزیتی به دلیل مقاومت بسیار بالا در برابر خوردگی، نیاز به نگهداری کمتری دارند و عمر مفید آنها بیشتر از فولاد است. در نتیجه، هزینه‌های نگهداری در طول زمان کاهش می‌یابد.

۴. نتیجه‌گیری کلی

• هزینه اولیه: اجرای ساختمان با میلگرد فولادی به‌طور کلی ارزان‌تر است، اما هزینه‌های نصب، نگهداری و خوردگی ممکن است باعث افزایش هزینه‌های بلندمدت شود.

• هزینه بلندمدت: در پروژه‌هایی که شرایط خوردگی بالا یا محیط‌های سخت (مانند ساحل یا صنایع شیمیایی) وجود دارد، استفاده از میلگردهای کامپوزیتی (GFRP یا CFRP) می‌تواند در بلندمدت صرفه‌جویی بیشتری در هزینه‌های نگهداری و تعمیرات ایجاد کند.

در مجموع، انتخاب بین میلگرد فولادی و کامپوزیتی به نوع پروژه، شرایط محیطی، بودجه و نیاز به طول عمر سازه بستگی دارد. اگر به عمر مفید بیشتر و نیاز به نگهداری کمتر توجه دارید، میلگرد کامپوزیتی انتخاب بهتری خواهد بود.

صادرات میلگرد کامپوزیتی (GFRP یا CFRP) به دلیل ویژگی‌های خاص و کاربردهای گسترده در صنعت‌های مختلف مانند ساخت‌وساز، راه‌سازی و پروژه‌های زیرساختی، فرصت‌های تجاری مناسبی ایجاد کرده است. برای انجام این صادرات، مراحل مختلفی وجود دارد که باید به‌دقت رعایت شود. در ادامه، نحوه صادرات میلگرد کامپوزیتی را از جنبه‌های مختلف شرح می‌دهم:

۱. بررسی نیازهای بازار هدف

قبل از شروع به صادرات، لازم است بازار هدف برای میلگردهای کامپوزیتی شناسایی شود. این بررسی شامل موارد زیر است:

• بازارهای هدف: انتخاب کشورهای نیازمند میلگردهای کامپوزیتی، مانند کشورهای در حال توسعه با زیرساخت‌های در حال رشد (مثل کشورهای خاورمیانه، جنوب شرقی آسیا، آمریکای لاتین و آفریقا).

• نیازهای ویژه: تشخیص نوع میلگرد مورد نیاز (GFRP یا CFRP) برای پروژه‌هایی مانند پل‌ها، سازه‌های ساحلی، و ساختمان‌های صنعتی که در معرض شرایط خورنده یا رطوبتی هستند.

• قوانین و استانداردها: شناخت استانداردهای ملی و بین‌المللی برای استفاده از میلگردهای کامپوزیتی در کشور مقصد (مانند ASTM، ISO، ACI).

۲. تأمین محصول

• تولید داخلی یا واردات: در صورتی که در کشور خود تولید میلگرد کامپوزیتی دارید، باید کیفیت و مقدار تولید را مطابق با استانداردهای جهانی تطبیق دهید. اگر محصول را از خارج وارد می‌کنید، باید تأمین‌کنندگان معتبر و با کیفیت را انتخاب کنید.

• بسته‌بندی مناسب: برای صادرات، بسته‌بندی میلگرد کامپوزیتی باید به‌گونه‌ای باشد که از آسیب به محصولات در هنگام حمل‌ونقل جلوگیری کند. این بسته‌بندی می‌تواند شامل پوشش‌های پلاستیکی، فوم‌های محافظ و سلفون‌های ضدآب باشد.

۳. گواهی‌نامه‌ها و مستندات مورد نیاز صادرات نانو میلگرد کامپوزیتی

برای صادرات میلگردهای کامپوزیتی به بازارهای خارجی، نیاز به دریافت گواهی‌نامه‌ها و مستندات زیر دارید:

• گواهی‌نامه کیفیت: گواهی‌هایی که تأیید می‌کنند میلگرد کامپوزیتی مطابق با استانداردهای بین‌المللی ساخته شده‌اند (مثل ISO 9001).

• گواهی‌نامه آزمایش: شامل آزمایش‌های کششی، مقاومتی و تست‌های مربوط به خوردگی و دوام میلگرد.

• مجوزهای صادراتی: برای صادرات کالا به کشورهای مختلف، مجوزها و مقررات تجاری کشور مبدأ و مقصد باید بررسی شود. این شامل اخذ مجوزهای گمرکی و تعرفه‌ها است.

• گواهی مبدا: برای تأیید اینکه محصول در کشور صادرکننده تولید شده است.

۴. حمل‌ونقل و لجستیک میلگردهای استاندارد gfrp

حمل‌ونقل میلگرد کامپوزیتی باید با دقت و مطابق با الزامات بین‌المللی انجام شود:

• انتخاب روش حمل: بسته به حجم و مقصد، می‌توان از روش‌های حمل‌ونقل دریایی، هوایی یا جاده‌ای استفاده کرد. برای مسافت‌های طولانی‌تر، حمل‌ونقل دریایی بهترین گزینه است.

• نوع بسته‌بندی: بسته‌ها باید به‌طور مناسب برای جلوگیری از آسیب در طول حمل‌ونقل بسته‌بندی شوند. میلگردهای کامپوزیتی معمولاً به صورت رول یا در قالب‌های خاص بسته‌بندی می‌شوند.

• مراکز گمرکی: باید اسناد مورد نیاز برای ترخیص کالا از گمرک‌ها (در کشور مبدا و مقصد) تهیه شود. این اسناد شامل بارنامه، فاکتور تجاری، گواهی مبدا، و گواهی کیفیت هستند.

۵. ترخیص گمرکی و اخذ مجوزهای لازم صادرات میلگرد پلیمری

• گمرک کشور مقصد: هر کشوری قوانین خاص خود را برای واردات میلگرد کامپوزیتی دارد. نیاز است که واردکننده و صادرکننده با گمرک‌های کشور مقصد ارتباط برقرار کنند تا اطمینان حاصل شود که تمامی مستندات و مجوزهای لازم ارائه شده است.

• تعرفه‌های گمرکی: بسته به کشور مقصد، تعرفه‌های گمرکی برای واردات میلگرد کامپوزیتی می‌تواند متفاوت باشد. لذا باید اطلاعات دقیق از تعرفه‌ها و مالیات‌های مربوطه در کشور مقصد به‌دست آورید.

۶. بازاریابی و توسعه شبکه فروش میلگردهای صادراتی کامپوزیتی

برای موفقیت در صادرات، نیاز به توسعه استراتژی‌های بازاریابی و شبکه فروش وجود دارد:

• ارتباط با تجار و واردکنندگان: پیدا کردن تجار معتبر یا واردکنندگان در کشورهای مقصد که تجربه در واردات میلگردهای کامپوزیتی دارند.

• حضور در نمایشگاه‌ها و کنفرانس‌ها: شرکت در نمایشگاه‌های بین‌المللی ساخت‌وساز و صنعت بتن به شما کمک می‌کند تا برند خود را معرفی کرده و روابط تجاری جدید ایجاد کنید.

• تبلیغات دیجیتال: استفاده از بازاریابی آنلاین و رسانه‌های اجتماعی برای معرفی محصول به کشورهای هدف.

۷. ملاحظات مالی و پرداخت در صادرات میلگرد پلیمری

• روش‌های پرداخت: برای صادرات، باید با روش‌های پرداخت بین‌المللی آشنا باشید. روش‌هایی مانند LC (Letter of Credit)، پیش‌پرداخت، یا پرداخت‌های اعتباری متداول هستند.

• مبادله ارز: با توجه به اینکه صادرات شامل کشورهای مختلف است، باید با نرخ‌های ارز و نحوه تبدیل ارز آشنا باشید.

۸. پیگیری و خدمات پس از فروش هنگام صادرات میلگرد کامپوزیتی

• پیگیری وضعیت ارسال: پس از ارسال میلگرد کامپوزیتی، باید با استفاده از خدمات حمل‌ونقل بین‌المللی، وضعیت کالا را پیگیری کنید تا از تحویل به موقع مطمئن شوید.

• خدمات پس از فروش: ایجاد ارتباط مداوم با مشتریان و ارائه خدمات پس از فروش برای رفع مشکلات احتمالی و بهبود روابط تجاری ضروری است.

نتیجه‌گیری

صادرات میلگرد کامپوزیتی به دلیل ویژگی‌های خاص آن مانند مقاومت بالا در برابر خوردگی، وزن سبک و طول عمر زیاد، در بسیاری از کشورهای صنعتی و در حال توسعه مورد تقاضا است.

با رعایت مراحل و فرآیندهای مختلف از جمله انتخاب بازار هدف، اخذ مجوزها، حمل‌ونقل و بازاریابی، می‌توان یک عملیات صادرات موفق را انجام داد.

میلگردهای GFRP (Fiber Reinforced Polymer با الیاف شیشه) و CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer با الیاف کربن) هر دو از دسته میلگردهای کامپوزیتی هستند که در سازه‌ها برای افزایش مقاومت به کشش و کاهش وزن استفاده می‌شوند.

با این حال، تفاوت‌های قابل توجهی در خصوصیات، کاربردها و هزینه‌های این دو نوع میلگرد وجود دارد که در ادامه به بررسی آن‌ها می‌پردازیم:

۱. نوع الیاف تقویت‌کننده

• GFRP (Fiber Reinforced Polymer with Glass fibers):
  این نوع میلگرد با الیاف شیشه تقویت می‌شود. الیاف شیشه معمولاً ارزان‌تر و در دسترس‌تر از الیاف کربن هستند.

• CFRP (Fiber Reinforced Polymer with Carbon fibers):
  در این نوع میلگرد، از الیاف کربن برای تقویت استفاده می‌شود. الیاف کربن مقاومت بسیار بالاتری نسبت به شیشه دارند و ویژگی‌های خاص‌تری مانند قابلیت انعطاف و استحکام بالاتر دارند.

۲. مقاومت به کشش و سختی

• GFRP:
  میلگردهای GFRP معمولاً دارای مقاومت به کشش کمتری نسبت به CFRP هستند. مدول الاستیسیته (سختی) این میلگردها نیز پایین‌تر است. این بدان معناست که GFRP برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت به فشار بالا ندارند مناسب است.

• CFRP:
  میلگردهای CFRP دارای مقاومت به کشش بسیار بالاتر و مدول الاستیسیته بالاتر نسبت به GFRP هستند. این ویژگی‌ها باعث می‌شود که میلگردهای CFRP به طور قابل توجهی مقاوم‌تر و سخت‌تر در برابر بارهای کششی باشند.

۳. وزن و چگالی

• GFRP:
  میلگردهای GFRP نسبت به میلگردهای فولادی سبک‌تر هستند، اما به طور کلی وزن کمتری نسبت به CFRP دارند. چگالی الیاف شیشه کم‌تر از کربن است.

• CFRP:
  میلگردهای CFRP حتی سبک‌تر از GFRP هستند. الیاف کربن چگالی کمتری دارند، که موجب کاهش وزن سازه و تسهیل در حمل و نقل می‌شود.

۴. هزینه

• GFRP:
  میلگردهای GFRP به دلیل استفاده از الیاف شیشه که نسبت به الیاف کربن ارزان‌تر هستند، هزینه کمتری دارند. این میلگردها به طور کلی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه‌تر از CFRP هستند.

• CFRP:
  میلگردهای CFRP گران‌تر هستند چون الیاف کربن گران‌تر از الیاف شیشه هستند. هزینه تولید CFRP بالا است و برای پروژه‌هایی که نیاز به مقاومت بسیار بالا دارند، به کار می‌روند.

۵. مقاومت در برابر خوردگی

• GFRP:
  میلگردهای GFRP به دلیل عدم وجود فلز در ترکیب خود، مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی دارند. این ویژگی موجب می‌شود که GFRP برای استفاده در محیط‌های مرطوب یا خورنده، مانند سواحل یا محیط‌های صنعتی، مناسب باشد.

• CFRP:
  مشابه GFRP، میلگردهای CFRP نیز مقاومت عالی در برابر خوردگی دارند. اما در عین حال، به دلیل مقاومت کششی و سختی بالاتر، می‌توانند در محیط‌هایی که بارهای سنگین‌تری دارند و نیاز به مقاومت بیشتر در برابر فشار وجود دارد، مورد استفاده قرار گیرند.

۶. کاربردها

• GFRP:
  میلگردهای GFRP به طور گسترده در پروژه‌هایی که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی و سبک بودن دارند، استفاده می‌شوند. مانند:

  • پل‌ها و سازه‌های ساحلی

  • پارکینگ‌ها

  • ساختمان‌های صنعتی

  • زیرساخت‌های تصفیه آب

  • تونل‌ها

• CFRP:
  میلگردهای CFRP به دلیل مقاومت کششی بالا و سختی بیشتر برای کاربردهایی که نیاز به استحکام و مقاومت بالاتری دارند، مناسب‌تر هستند. به عنوان مثال:

  • سازه‌های با بارهای زیاد

  • سازه‌های با مقاومت فشاری بالا (مانند پل‌ها و ساختمان‌های بزرگ)

  • کاربردهای هوافضا و صنایع خودروسازی

۷. مقاومت در برابر حرارت و شرایط محیطی

• GFRP:
  میلگردهای GFRP معمولاً در دماهای پایین‌تر و شرایط محیطی سخت‌تر (رطوبت زیاد) بهتر عمل می‌کنند. مقاومت آن‌ها در برابر تغییرات دما و نور UV بالا است.

• CFRP:
  میلگردهای CFRP نیز در برابر شرایط محیطی مقاوم هستند، اما در مقایسه با GFRP ممکن است کمی حساس‌تر به حرارت بالا یا تابش UV باشند.

۸. انعطاف‌پذیری و قابلیت طراحی

• GFRP:
  میلگردهای GFRP به دلیل مدول الاستیسیته پایین‌تر، انعطاف‌پذیری بیشتری دارند و در مواردی که نیاز به خم‌کاری یا انعطاف‌پذیری در طراحی وجود داشته باشد، مناسب‌تر هستند.

• CFRP:
  میلگردهای CFRP انعطاف‌پذیری کمتری دارند و بیشتر در کاربردهایی که نیاز به مقاومت بالای کششی و مدول الاستیسیته بالا دارند، استفاده می‌شوند.

فرایند ساخت میلگرد کامپوزیتی (GFRP) یا میلگرد تقویت‌شده با الیاف شیشه، در مقایسه با میلگرد فولادی یک روند متفاوت و پیچیده‌تری دارد.

در این فرایند، به جای استفاده از فلز، مواد کامپوزیتی مانند الیاف شیشه یا کربن به عنوان تقویت‌کننده به کار می‌روند.

این نوع میلگردها بیشتر در محیط‌هایی که خطر خوردگی بالا است، مانند سواحل، مناطق با رطوبت بالا یا صنایع شیمیایی، استفاده می‌شوند.

در ادامه، مراحل ساخت میلگرد کامپوزیتی GFRP را شرح می‌دهم:

۱. انتخاب مواد اولیه میلگرد کامپوزیتی

• الیاف شیشه: الیاف شیشه از پرکاربردترین مواد برای تقویت میلگردهای کامپوزیتی هستند. این الیاف در قالب نخ‌های فشرده و مقاوم به کشش در دسترس هستند.

• رزین‌های اپوکسی یا پلی‌استر: برای پیوستگی و سخت شدن الیاف شیشه، از رزین‌های خاص استفاده می‌شود. رزین به‌عنوان چسب برای نگه‌داشتن الیاف در کنار یکدیگر عمل می‌کند.

• مواد افزودنی: مواد ضدUV، تثبیت‌کننده‌ها و سخت‌کننده‌ها به رزین افزوده می‌شوند تا مقاومت و عمر میلگرد بهبود یابد.

۲. آماده‌سازی الیاف شیشه میلگرد کامپوزیتی

• تولید الیاف شیشه: الیاف شیشه از گداختن شیشه در دمای بالا و سپس کشیدن آن به صورت رشته‌های نازک تولید می‌شود. این رشته‌ها به صورت منسجم و مقاوم در دسترس قرار می‌گیرند.

• تاکید بر خاصیت مقاومت به کشش: الیاف شیشه باید طوری انتخاب شوند که در برابر کشش، فشار و ضربه مقاوم باشند.

۳. آماده‌سازی رزین در تولید میلگرد کامپوزیتی

• رزین‌ها به‌طور معمول به صورت مایع هستند و باید قبل از استفاده با ماده‌ای سخت‌کننده ترکیب شوند.

• رزین‌های اپوکسی معمولاً انتخاب اصلی هستند زیرا از مقاومت بالایی برخوردارند و در شرایط سخت محیطی عملکرد خوبی دارند.

۴. فرآیند قالب‌گیری (Pultrusion) در تولید میلگرد کامپوزیتی

• Pultrusion (کشش پیوسته): یکی از تکنیک‌های اصلی تولید میلگردهای GFRP است. در این روش، الیاف شیشه از یک محفظه رزینی عبور داده شده و سپس در قالب کشیده می‌شوند. در طی این فرایند، الیاف و رزین به صورت یکپارچه ترکیب شده و تحت فشار قرار می‌گیرند.

• فراوری تحت حرارت: پس از قالب‌گیری، میلگردهای کامپوزیتی تحت دمای خاص قرار می‌گیرند تا فرآیند سخت شدن رزین تکمیل شود و میلگرد به مقاومت نهایی خود برسد.

۵. فرآیند پوشش‌دهی میلگردهای استاندارد کامپوزیتی

• در برخی موارد، سطح میلگرد GFRP با مواد خاصی پوشش داده می‌شود تا مقاومت در برابر شرایط محیطی افزایش یابد.

• این پوشش‌ها معمولاً شامل لایه‌های ضدUV یا پوشش‌های ضد رطوبت هستند تا طول عمر میلگرد در شرایط سخت افزایش یابد.

۶. برش و شکل‌دهی در تولید میلگرد کامپوزیتی

• میلگردهای تولید شده به طول‌های مختلف برش داده می‌شوند تا آماده استفاده در پروژه‌های ساختمانی شوند.

• در این مرحله، میلگردها ممکن است نیاز به آزمون‌های کیفیت داشته باشند تا از تطابق آن‌ها با استانداردهای مورد نظر اطمینان حاصل شود.

۷. کنترل کیفیت میلگردهای کامپوزیتی پلیمری

• هر دسته از میلگردهای GFRP باید تحت آزمایش‌های کیفیت مانند تست کشش، آزمون مقاومت به خوردگی، آزمون تحمل بار و بررسی‌های بصری قرار بگیرد.

• نتایج تست‌ها برای اطمینان از تطابق با مشخصات استاندارد مانند ASTM D7957-19 و ACI 440.1R انجام می‌شود.

۸. بسته‌بندی و حمل میلگردهای کامپوزیتی

• پس از تولید، میلگردهای کامپوزیتی به صورت بسته‌بندی‌شده برای حمل به محل‌های پروژه آماده می‌شوند.

• بسته‌بندی به گونه‌ای است که از آسیب‌دیدن میلگردها در حین حمل و نقل جلوگیری می‌کند.

مزایای استفاده از میلگرد کامپوزیتی GFRP:

1. مقاومت در برابر خوردگی: میلگردهای GFRP در محیط‌های خورنده یا مرطوب هیچ‌گونه خوردگی نخواهند داشت.

2. سبک بودن: میلگردهای کامپوزیتی بسیار سبک‌تر از فولاد هستند که موجب کاهش وزن سازه و هزینه‌های حمل و نصب می‌شود.

3. طول عمر بالا: به دلیل عدم خوردگی، عمر مفید این میلگردها بسیار بیشتر از میلگردهای فولادی است.

4. مقاومت بالا در برابر کشش: میلگردهای GFRP دارای مقاومت کششی بالاتری در مقایسه با میلگرد فولادی هستند.

معایب میلگردهای کامپوزیتی gfrp

1. هزینه بالا: هزینه اولیه میلگردهای GFRP معمولاً بیشتر از میلگرد فولادی است.

2. عدم قابلیت جوشکاری: برخلاف میلگرد فولادی، میلگردهای GFRP را نمی‌توان جوش داد و باید از روش‌های دیگر برای اتصال استفاده کرد.

برای مقایسه هزینه طراحی دال تخت (Flat Slab) با دو نوع میلگرد (فولادی و GFRP)، باید هم مصالح مصرفی و هم مقدار موردنیاز و قیمت بازار رو در نظر بگیریم. در ادامه یه مقایسه تقریبی و اجرایی ارائه می‌دم:

1. فرضیات پایه طراحی (برای دال تخت معمولی)

• ابعاد دال: 6 × 6 متر (36 مترمربع)

• ضخامت: 20 سانتی‌متر

• بار مرده و زنده مطابق آیین‌نامه ایران

• مقاومت بتن: C30

• پوشش میلگرد: 25 تا 30 میلی‌متر

2. مقدار میلگرد مورد نیاز

الف) میلگرد فولادی:

• مقدار آرماتور طولی و تقویتی: حدود 100 تا 120 کیلوگرم در مترمربع

• برای کل دال: 3600 تا 4300 کیلوگرم

ب) میلگرد GFRP:

• به‌دلیل مدول کشسانی کمتر، مقدار افزایش می‌یابد (تقریباً 1.2 برابر)

• مقدار مصرف: حدود 120 تا 140 کیلوگرم در مترمربع

• برای کل دال: 4300 تا 5000 کیلوگرم

3. قیمت بازار (تقریبی – سال 1403)

نوع میلگردقیمت به ازای هر کیلوگرمهزینه برای دال 36 مترمربعی

فولادی (AIII)~45,000 تومان~160 تا 190 میلیون تومان

GFRP Ø12 (چینی/ایرانی)~80,000 تا 100,000 تومان~350 تا 500 میلیون تومان

4. نکات اجرایی و اقتصادی

• GFRP نیاز به پوشش بیشتر بتن ندارد چون خوردگی ندارد

• وزن کمتر = حمل آسان‌تر

• نصب سریع‌تر چون قابل جوش نیست و برش‌کاری ساده‌تری دارد

• در شرایط خورنده یا محیط‌های مرطوب (پارکینگ، سواحل، تصفیه‌خانه‌ها) GFRP توجیه اقتصادی بیشتری دارد

طراحی نیوجرسی (Jersey Barrier) بتنی جاده‌ای با میلگرد کامپوزیتی (مانند GFRP) نسبت به میلگرد فولادی دارای تفاوت‌هایی است که در ادامه به آن‌ها پرداخته می‌شود:

1. ویژگی‌های میلگرد کامپوزیتی

• غیرخورنده: بسیار مناسب برای محیط‌های مرطوب و مناطق با نمک‌پاشی زمستانی.

• وزن سبک‌تر: حدود ۴ تا ۵ برابر سبک‌تر از میلگرد فولادی.

• مدول کشسانی پایین‌تر: حدود یک چهارم فولاد، که در طراحی باید لحاظ شود.

• مقاومت کششی بالاتر: معمولاً بیشتر از فولاد.

2. نکات طراحی نیوجرسی با میلگرد کامپوزیتی

الف) تحلیل سازه‌ای

• در طراحی به روش Ultimate Limit State (ULS)، باید مقاومت نهایی میلگردهای GFRP و ظرفیت خمشی و برشی مقطع بررسی شود.

• نسبت تنش-کرنش GFRP خطی تا شکست است، بنابراین هیچ نشانه تسلیم (yield) مانند فولاد ندارد. طراحی باید ایمن‌تر انجام شود.

ب) فاصله‌گذاری میلگرد

• به دلیل مدول پایین‌تر GFRP، ممکن است نیاز به افزایش تعداد میلگرد یا کاهش فاصله میلگردها باشد تا تغییرشکل‌ها کنترل شود.

ج) پوشش بتنی (Concrete Cover)

• معمولاً نیازی به پوشش زیاد مانند فولاد نیست (چون خوردگی ندارد)، ولی برای چسبندگی و مقاومت مکانیکی، حداقل 25 تا 40 میلی‌متر توصیه می‌شود.

د) اتصالات

• از وصله مکانیکی یا اپوکسی استفاده می‌شود چون جوشکاری ممکن نیست.

3. مزایا در نیوجرسی جاده‌ای

• طول عمر بالا، خصوصاً در مناطق با رطوبت زیاد یا نمک.

• کاهش وزن نیوجرسی (مفید برای حمل و نصب).

• کاهش هزینه‌های نگهداری در طول زمان.

4. آیین‌نامه‌ها و منابع پیشنهادی

• ACI 440.1R-15: راهنمای طراحی سازه‌های بتنی مسلح با FRP.

• CSA S806 (کانادا): استاندارد طراحی برای اعضای بتنی تقویت‌شده با FRP.

• آیین‌نامه‌های محلی و دفترچه‌های طراحی وزارت راه

عالی، برای طراحی اجرایی نیوجرسی بتنی با میلگرد کامپوزیتی (مثلاً GFRP)، نیاز داریم جزئیات زیر رو مرحله‌به‌مرحله بررسی کنیم:

۱. مشخصات هندسی نیوجرسی

برای نمونه، ابعاد رایج:

• ارتفاع: 81 سانتی‌متر

• عرض پایه: 61 سانتی‌متر

• عرض بالایی: 15 سانتی‌متر

• طول: 3 متر (قطعه پیش‌ساخته)

۲. میلگرد کامپوزیتی (GFRP)

فرضیات:

• نوع: GFRP

• قطر میلگرد طولی: 12 میلی‌متر

• مقاومت کششی نهایی: 1000 MPa

• مدول کشسانی: 50 GPa

• ضریب ایمنی: 2

۳. آرماتورگذاری پیشنهادی

الف) میلگردهای طولی (کششی – در پایین نیوجرسی):

• تعداد: 4 میلگرد GFRP Ø12

• محل قرارگیری: در فاصله 5 تا 7 سانتی‌متر از کف (با کاور 3.5 سانتی‌متر)

• فاصله‌ها: دو ردیف موازی با فاصله عرضی 15 تا 20 سانتی‌متر

ب) میلگردهای افقی عرضی (خاموت یا تنگ برای کنترل ترک):

• نوع: GFRP Ø8 یا Ø10

• فاصله: هر 20 سانتی‌متر

• شکل: بسته یا نیم‌دایره‌ای، اطراف میلگردهای طولی

ج) میلگردهای عمودی (اتصال دیواره‌ها به کف):

• نوع: GFRP Ø10

• فاصله: هر 30 سانتی‌متر

۴. جزئیات اجرایی بتن

• نوع بتن: C30 یا بالاتر (برای مقاومت در برابر ضربه)

• اسلامپ: حدود 10±5 سانتی‌متر برای تراکم‌پذیری خوب

• مواد افزودنی: روان‌کننده + ضدیخ در شرایط سرد

• ویبره: با دستگاه ویبراتور مناسب برای جلوگیری از حفره

۵. قالب‌بندی

• قالب فلزی با اتصالات دقیق برای جلوگیری از نشتی

• خروجی برای لیفت یا جابه‌جایی توسط لیفتراک یا جرثقیل

۶. حمل و نصب

• استفاده از قلاب پیش‌ساخته در قطعه

• حمل با تریلی، نصب با جرثقیل

۷. نکات ویژه برای GFRP

• برش میلگرد فقط با سنگ‌فرز یا اره مخصوص

• خم‌کاری در محل مجاز نیست (خم را باید در کارخانه تولید کرد)

• استفاده از کاورهای پلاستیکی یا فیبری برای جلوگیری از آسیب میلگرد هنگام بتن‌ریزی

در حالی که هزینه اولیه میلگردهای GFRP ممکن است بیشتر از میلگردهای فولادی سنتی باشد، صرفه جویی در هزینه طولانی مدت قابل توجه است.

دوام و نیازهای نگهداری پایین میلگردهای GFRP به این معنی است که آنها نیازی به تعویض یا تعمیر مکرر مانند میلگردهای فولادی ندارند.

کاهش زمان ساخت:

سهولت حمل و نصب میلگردهای GFRP نیز با کاهش زمان ساخت به صرفه جویی در هزینه ها کمک می کند. پروژه ها را می توان با سرعت بیشتری تکمیل کرد، که نه تنها هزینه های نیروی کار را کاهش می دهد، بلکه امکان گردش سریع پروژه را نیز فراهم می کند.

این کارایی به ویژه در پروژه های ساختمانی در مقیاس بزرگ که محدودیت های زمان و بودجه از عوامل حیاتی هستند، سودمند است.

هزینه حمل و نقل کمتر:

میلگردهای GFRP به دلیل ماهیت سبکی که دارند هزینه حمل و نقل کمتری نسبت به میلگردهای فولادی دارند. میله‌های GFRP بیشتری را می‌توان در یک محموله حمل کرد، که تعداد سفرهای مورد نیاز را کاهش می‌دهد و در نتیجه هزینه‌های حمل و نقل را کاهش می‌دهد.

این مزیت به‌ویژه برای پروژه‌هایی در مکان‌های دوردست که لجستیک حمل‌ونقل می‌تواند چالش‌برانگیز و پرهزینه باشد، قابل توجه است.

ستون‌های بتن‌آرمه تحت بارگذاری محوری متمرکز قرار گرفتند و مدهای شکست شامل خردشدگی بتن یا گسیختگی فشاری یا کششی میلگردهای FRP گزارش شدند.

همچنین، شکست نرم ستون‌ها عمدتاً تحت تأثیر مقاومت فشاری میلگردهای FRP بود.

مطالعه‌ای مقایسه‌ای توسط Alsayed و همکاران [4] بین ستون‌های بتن‌آرمه با میلگرد فولادی و GFRP انجام شد. در آن، ۱۵ ستون با ترکیب‌های مختلفی از میلگردهای فولادی و GFRP آزمایش شدند.

نتایج نشان دادند که مقاومت ستون‌های تقویت‌شده با GFRP حدود ۱۰ درصد کمتر از موارد با میلگرد فولادی بود.

Leung و Burgoyne [5] استوانه‌های کوتاه بتنی محصورشده با خاموت‌های مارپیچی آرامید با فواصل مختلف (۱۰، ۲۰، ۳۵ و ۵۰ میلی‌متر) را آزمایش کردند.

نتایج نشان دادند که با افزایش گام مارپیچ، ظرفیت باربری پیک کاهش می‌یابد.

Sharbatdar [6] آزمایش‌هایی روی ۱۱ استوانه بتنی تقویت‌شده با میلگرد CFRP تحت بارگذاری خارج از مرکز انجام داد. مقاومت هسته بتن با فاصله خاموت کمتر، کمی بیشتر بود.

Sharma و همکاران [7] در سال ۲۰۰۵ رابطه بین ظرفیت بار محوری ستون‌های مربعی بتنی و نسبت آرماتور GFRP را بررسی کردند. نتایج نشان دادند که شکل‌پذیری با افزایش نسبت آرماتور بیشتر می‌شود.

Choo و همکاران [8] منحنی‌های اندرکنش بار محوری و لنگر خمشی را برای ستون‌های بتنی با میلگرد FRP ترسیم کردند.

در این مدل‌ها، مشارکت FRP در منطقه فشاری نادیده گرفته شد و پیشنهاد شد که حداقل نسبت آرماتور ۰/۶٪ برای جلوگیری از شکست ترد در نظر گرفته شود.

Francis و Teng [9] عملکرد ستون‌های بتنی تقویت‌شده با میلگردهای GFRP و مارپیچ‌های CFRP را بررسی کردند.

نتایج نشان دادند که افزایش مدول الاستیسیته GFRP تأثیر جزئی در ظرفیت باربری داشت.

همچنین، کاهش گام مارپیچ باعث افزایش اندک در محصورسازی هسته، مقاومت و سختی ستون شد.

در [10]، ستون‌های مربعی تقویت‌شده با میلگرد GFRP تحت بارگذاری فشاری محوری بررسی شدند.

شکل‌پذیری با افزایش نسبت آرماتور اصلی افزایش یافت، به‌ویژه در نسبت‌های کم، اما در نسبت‌های بالا تأثیر آن کم بود.

Tobbi و همکاران [11] رفتار فشاری ستون‌های مربعی تقویت‌شده با میلگرد و خاموت FRP را بررسی کردند.

طبق نتایج، ظرفیت اسمی ستون را می‌توان با در نظر گرفتن ۶۵٪ کاهش در مقاومت کششی میلگرد FRP تخمین زد.

در یک مطالعه اخیر [12]، دوازده ستون دایره‌ای بتن‌آرمه با میلگردها و مارپیچ‌های GFRP تحت بارگذاری محوری آزمایش شدند. نتایج نشان دادند که رفتار ستون‌های بتن‌آرمه تقویت‌شده با GFRP مشابه ستون‌های تقویت‌شده با فولاد بود.

مشارکت میلگردهای GFRP در مقاومت فشاری محوری حدود ۵ تا ۱۰ درصد ظرفیت نهایی بود و برای طراحی ستون‌ها، می‌توان مشارکت FRP در ظرفیت فشاری را نادیده گرفت.

در این مطالعه، از میلگردهای پلیمری تقویت‌شده با الیاف شیشه (GFRP) برای تقویت ستون‌های بتنی استفاده شد و رفتار سازه‌ای آن‌ها تحت بار فشاری به‌صورت تجربی بررسی گردید. نمونه‌ها با مقادیر متفاوتی از میلگردهای طولی، پوشش بتنی، و آرماتور عرضی ساخته شدند.

پیش‌بینی مقاومت فشاری و رفتار پس‌الاستیک اعضای بتنی تقویت‌شده با GFRP

مقاومت فشاری پیش‌بینی‌شده با استفاده از مدل‌های تنش و کرنش (معادلات ۱ تا ۴) به‌ترتیب برابر با ۲۹۱، ۲۹۱، ۲۷۲ و ۳۵۱ کیلو نیوتن بود.

این مقادیر از میانگین نتایج آزمایشگاهی (۲۶۷ کیلو نیوتن) بیشتر هستند. اختلاف درصدی بین نتایج مدل‌های پیش‌بینی‌شده و نتایج آزمایشگاهی بین ۹ تا ۳۱ درصد متغیر بود.
دقیق‌ترین مدل‌ها برای پیش‌بینی مقاومت نهایی، مدل‌های Lam و Teng [15] و Park et al. [13] بودند که فقط ۹ درصد اختلاف با نتایج واقعی داشتند. این یافته‌ها با نتایج مطالعات قبلی [14] نیز مطابقت دارند.

در رفتار پس‌الاستیک اعضای بتن‌آرمه سنتی، معمولاً فاکتور شکل‌پذیری (نسبت تغییر مکان در نقطه نهایی به نقطه جاری شدن فولاد) مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اما رفتار میلگردهای FRP، به‌ویژه تحت فشار، با میلگردهای فولادی متفاوت است؛ بنابراین، رفتار پس‌الاستیک در این حالت بهتر است با ظرفیت جذب انرژی سنجیده شود تا فاکتور شکل‌پذیری.

در این مطالعه، ضریب تغییرشکل‌پذیری به‌صورت نسبت انرژی جذب‌شده در نقطه نهایی (زیر منحنی بار-تغییرشکل) به انرژی جذب‌شده در نقطه تغییرشکل محدود در بخش صعودی تعریف شد. نقطه نهایی، نقطه‌ای در بخش نزولی نمودار است که ۸۵ درصد ظرفیت باربری حداکثر را دارد.

بر اساس نتایج به‌دست‌آمده:

• میزان آرماتور طولی و عرضی GFRP تأثیر اندکی بر مقاومت ستون‌ها داشت.

• اگرچه انواع مختلف آرماتور عرضی تأثیر زیادی بر مقاومت نداشتند، آرماتور مارپیچ مؤثرترین نوع از نظر فشار محصورکننده و تغییرشکل غیرخطی بود.

• تأثیر آرماتور عرضی بر قابلیت تغییرشکل بیشتر از تأثیر آن بر مقاومت ستون بود.

• افزایش نسبت آرماتور GFRP منجر به افزایش مقاومت فشاری محصورشده شد.

• پوشش بتن بیشتر بر اثرات اولیه محصورسازی تأثیر داشت، نه بر ظرفیت باربری نهایی یا تغییرشکل در مراحل پایانی.

در اینجا خلاصه‌ای از مزایای مهم میلگرد کامپوزیتی gfrp آورده شده است:

۱. چسبندگی به بتن:
میلگرد GFRP در مقایسه با میلگرد فولادی – هر دو نوع میلگرد دارای چسبندگی تقریباً یکسانی به بتن هستند.

۲. نوع بتن مورد استفاده برای GFRP:
هیچ الزامی برای استفاده از مخلوط بتن خاص وجود ندارد. میلگرد GFRP را می‌توان با بتن معمولی از جمله سیمان پرتلند و انواع آن مانند ضد سولفات، هیدروفوبیک و ... به کار برد.

۳. مقاومت در برابر دما:
میلگرد GFRP در بازه دمایی منفی ۷۰ تا مثبت ۱۲۰ درجه سانتی‌گراد عملکرد خود را حفظ می‌کند و تغییری در مقاومت آن ایجاد نمی‌شود.

۴. عملکرد در برابر زلزله:
میلگردهای GFRP به دلیل مقاومت خستگی بالاتر، در برابر بارهای چرخه‌ای و شدید عملکرد بهتری نسبت به میلگرد فولادی دارند، بنابراین در زلزله مقاوم‌ترند.

۵. معایب در مقایسه با فولاد:

• مدول الاستیسیته پایین‌تر (حدود یک‌چهارم فولاد)

• قابلیت خم شدن در محل ندارد

• قابلیت جوشکاری با برق ندارد

۶. امکان خم‌کاری در محل:
به دلیل الاستیسیته پایین، در محل قابل خم کردن نیست. اما می‌توان عناصر خمیده را از قبل به صورت پیش‌ساخته آماده کرد.

۷. رفتار در برابر آتش:
میلگرد GFRP ضد حریق است و مستقیماً نمی‌سوزد. تحقیقات نشان می‌دهند که سازه‌های دارای این میلگردها در برابر آتش پایدارند.

فروش میلگردهای gfrp با کاربرد در زیرساخت و پروژه های عمرانی پل‌ها (Bridges) و حمل‌ونقل عمومی و فرودگاه‌ها (Mass Transit & Airports) و حمل‌ونقل عمومی و فرودگاه‌ها (Mass Transit & Airports) و تأمین و منابع آب (Water Supply & Resources) و مدیریت پسماند (Waste Management) و تولید و انتقال نیرو (Power Generation & Transmission) و بزرگراه‌ها، جاده‌ها و خیابان‌ها و پل‌ها و حمل‌ونقل عمومی و فرودگاه‌ها و کلاریفایرها در انواع سایزهای 7 تا 20 معادل سایز میلگردهای 10 تا 32 فولادی.

پل‌ها (Bridges)

ساخت، تعمیر و نگهداری پل‌ها برای اتصال مناطق مختلف و حفظ ایمنی ترافیک حیاتی است.

حمل‌ونقل عمومی و فرودگاه‌ها (Mass Transit & Airports)

شامل بهبود سیستم‌های حمل‌ونقل عمومی و گسترش فرودگاه‌ها برای پاسخ به تقاضای رو به رشد مسافران.

تأمین و منابع آب (Water Supply & Resources)

به‌روزرسانی و مدیریت سیستم‌های توزیع آب، همچنین ایجاد راهکارهایی برای مقاومت در برابر خشکسالی.

مدیریت پسماند (Waste Management)

دفع بهداشتی زباله‌ها و فاضلاب برای حفظ سلامت عمومی و محیط‌زیست.

تولید و انتقال نیرو (Power Generation & Transmission)

احداث نیروگاه‌ها و سیستم‌های انتقال برق برای تأمین انرژی مطمئن و پایدار.

مخابرات (Telecommunications)

گسترش زیرساخت‌های ارتباطی برای اتصال بیشتر و سریع‌تر در عصر دیجیتال.

پسماند خطرناک و دفع آن (Hazardous Waste & Removal)

مدیریت مواد خطرناک مانند زباله‌های هسته‌ای، با رعایت کامل اصول ایمنی.

زیرساخت‌های پنهان اما حیاتی (Hidden but Critical)

بسیاری از این زیرساخت‌ها در زیر زمین یا دور از چشم هستند، اما نقش اساسی در زندگی روزمره دارند و نشان می‌دهند که ساخت‌وساز تنها به ساختمان‌سازی ختم نمی‌شود.

1. بزرگراه‌ها، جاده‌ها و خیابان‌ها**

این احتمالاً یکی از رایج‌ترین پروژه‌های زیرساختی در صنعت ساخت و ساز است، زیرا بدون آن‌ها مردم قادر به سفر به هیچ‌جایی نخواهند بود. بیشتر اوقات، این زیرساخت‌ها نیاز به تعمیر دارند، اما بازسازی و resurfacing (روکش‌کاری) نیز به مرور زمان ضروری است. پروژه‌های گسترش نیز برای این نوع زیرساخت رایج است، به‌ویژه در مناطقی که به مرور زمان بیشتر شلوغ می‌شوند

۲. پل‌ها
در حال حاضر، بسیاری از پل‌های بزرگراهی به‌عنوان فرسوده طبقه‌بندی شده‌اند و نیاز به تعمیر دارند، هرچند هنوز برای عبور و مرور وسایل نقلیه ایمن تلقی می‌شوند. انجام این نوع کارهای زیرساختی زمان‌بر است، چرا که باید در حالی انجام شود که ترافیک در جریان است. علاوه بر این، چون بخش زیادی از کار بر روی آب انجام می‌شود، نیاز به برنامه‌ریزی دقیق دارد و نسبت به کار بر روی خشکی چالش‌برانگیزتر است

۳. حمل‌ونقل عمومی و فرودگاه‌ها
در حال حاضر، فرودگاه‌ها و سیستم‌های حمل‌ونقل عمومی به یکی از پرتقاضاترین زیرساخت‌های عمرانی تبدیل شده‌اند، چرا که بسیاری از آن‌ها به شدت نیازمند تعمیرات یا گسترش هستند. تمرکز اصلی در این پروژه‌ها بر روی نصب تأسیسات جدید یا بازپیکربندی تأسیسات موجود است، اگرچه برخی از فرودگاه‌ها نیز به دنبال گسترش باندهای فعلی خود برای پاسخگویی به نیازهای روزافزون مسافران هستند

۴. تأمین و منابع آب
آب یکی از عناصر ضروری برای زندگی است و بدون آن، ادامه‌ی حیات ممکن نیست. به همین دلیل، این نوع زیرساخت‌ها در صنعت ساخت‌وساز از اهمیت بالایی برخوردارند. بیشتر این پروژه‌ها شامل به‌روزرسانی سیستم‌های توزیع آب موجود هستند و در عین حال به دنبال راه‌هایی برای افزایش مقاومت در برابر خشکسالی نیز می‌باشند. بسیار مهم است که افرادی که در این حوزه فعالیت می‌کنند، از اهمیت کار خود آگاه باشند، به‌ویژه در زمینه جلوگیری از نشت آب و یافتن روش‌های مؤثر و کارآمد برای انتقال آن

۵. مدیریت پسماند
مدیریت پسماند یکی دیگر از پروژه‌های مهم زیرساختی در حوزه ساخت‌وساز است، چرا که از پخش شدن زباله‌های خطرناک در محیط جلوگیری می‌کند. این موضوع شامل مدیریت پسماندهای آبی نیز می‌شود، تا از آلودگی منابع آب تمیز مانند رودخانه‌ها، جویبارها، دریاچه‌ها و اقیانوس‌ها جلوگیری شود. افرادی که در تأسیسات مربوط به انتقال این پسماندها فعالیت می‌کنند، باید اطمینان حاصل کنند که این مراکز به‌درستی ساخته شده و پس از آن نیز به‌درستی نگهداری می‌شوند. هر مرکز مدیریت پسماندی که از این دستورالعمل‌ها پیروی نکند، نمی‌تواند تضمین کند که زباله‌ها، مواد قابل بازیافت یا فاضلاب به شیوه‌ای امن و بهداشتی دفع یا ذخیره می‌شوند، و این ممکن است منجر به گسترش بیماری‌ها شود.

۶. تولید و انتقال نیرو (برق)
همه‌ی ما به برق وابسته‌ایم، اما بدون زیرساخت‌های مناسب برای تولید و انتقال انرژی، هیچ‌کس به برق دسترسی نخواهد داشت. افرادی که در صنعت ساخت‌وساز در این حوزه فعالیت می‌کنند، مسئول ساخت نیروگاه‌های تولید برق هستند و همچنین باید اطمینان حاصل کنند که این نیروگاه‌ها به‌درستی نگهداری می‌شوند تا بتوان برق را به‌صورت مؤثر ذخیره و منتقل کرد.

۷. مخابرات
در دوران کنونی که ارتباطات نقش کلیدی دارد، بسیار مهم است که زیرساخت‌های مخابراتی به‌موقع تکمیل شوند. این پروژه‌ها احتمالاً از سریع‌ترین پروژه‌های ساخت‌وساز هستند، چرا که هنوز در بسیاری از مناطق، دسترسی به سیستم‌های مخابراتی محدود است. حتی مناطقی که چندین سیستم مخابراتی دارند، اغلب به زیرساخت‌های بیشتری نیاز دارند، زیرا شبکه‌های فعلی با ازدحام بالا مواجه‌اند. افرادی که در این حوزه کار می‌کنند باید درک درستی از سرعت بالای تغییرات در این زمینه داشته باشند و بدانند که زیرساخت‌های مخابراتی باید به‌طور مداوم به‌روزرسانی شوند تا پاسخگوی نیاز روزافزون کاربران باشند

۸. پسماند خطرناک و دفع آن

پسماند خطرناک با دسته‌بندی پسماندهای معمولی متفاوت است، چرا که شامل مواد مضر و خطرناکی مانند پسماندهای هسته‌ای می‌شود. این نوع مواد بسیار خطرناک‌اند و باید با دقت فراوان جمع‌آوری، حمل و ذخیره‌سازی شوند. این نوع پروژه زیرساختی از جمله دشوارترین‌هاست، زیرا باید با دقت بالا انجام شود تا از بروز فاجعه در آینده جلوگیری گردد. هیچ جزئیاتی نباید نادیده گرفته شود و اقدامات ایمنی باید از آغاز پروژه تا سال‌ها بعد در زمان نگهداری و بهره‌برداری رعایت شود.

جمع‌بندی:

این هشت حوزه، زیرساخت‌هایی هستند که در پروژه‌های عمرانی دیده می‌شوند، اما بسیاری از مردم نمی‌دانند که همه‌ی آن‌ها زیر چتر صنعت ساخت‌وساز قرار می‌گیرند. مهم است که همه متوجه باشند ساخت‌وساز تنها به ساخت ساختمان‌ها محدود نمی‌شود؛ بلکه این زیرساخت‌ها فرصتی عالی هستند برای متخصصان این حوزه تا نشان دهند که دانش و مهارت آن‌ها چقدر گسترده و حیاتی است

کلاریفایرهای آجدار کامپوزیتی راه‌حل‌های سنگین برای تصفیه آب

کلاریفایرهای فایبرگلاس، مخازن ته‌نشینی با عملکرد بالا هستند که به طور مؤثر ذرات زباله جامد را از آب جدا می‌کنند. در فرآیند تصفیه، ناخالصی‌های متمرکز از آب جدا شده و لجن تشکیل‌شده از ته‌نشینی، از کف مخزن تخلیه می‌شود.

این مخازن با ظرفیت سنگین برای کاربردهای تصفیه آب ایده‌آل بوده و در شش اندازه استاندارد از ۳۰۰۰ لیتر تا ۳۰,۰۰۰ لیتر موجود هستند. همچنین مخازن سفارشی مطابق با نیازهای خاص مشتریان نیز طراحی و ساخته می‌شوند.

مجموعه‌ای از مخازن ذخیره آب و ملاس با کیفیت عالی را می توان با میلگرد کامپوزیتی تولید کرد. این مجموعه از مخزن ۲۲۰ لیتری کوچک آغاز شده و تا یک مخزن عظیم ۲۷۰,۰۰۰ لیتری ادامه می‌یابد که عمدتاً برای ذخیره‌سازی آب دریا به‌صورت عمده استفاده می‌شود. مجموعه استاندارد مخازن بسیار گسترده است، اما قطر و ارتفاع مخازن می‌تواند بر اساس نیازهای خاص شما تغییر کند.

سیستم تصفیه و فیلتراسیون کارآمد

سیستم تصفیه و فیلتراسیون کارآمد، بخش ضروری هر تأسیسات تصفیه آب است. کلاریفایر برای حذف مؤثر ذرات قابل ته‌نشینی در آب، فاضلاب و کاربردهای صنعتی طراحی شده است.

شرکت ما میلگرد کامپوزیتی استاندارد اف ار پی مخازن و کلاریفایرهای مستطیلی، حوضچه‌های آب، کاور یا پوشش برای آب، فاضلاب، معادن و سایر کاربردهای صنعتی را ارائه می‌دهد. سطح مقعر بخش‌ها، رسوبات را به سمت حوضچه لجن منتقل می‌کند. در طول حرکت بازگشتی، قسمت‌های تیغه‌ای بخش‌ها زیر لایه لجن می‌لغزند و حمل‌ونقل پیوسته و یک‌طرفه را فراهم می‌آورند. نصب و نگهداری آن آسان است.

مخازن مستطیلی فایبرگلاس، حوضچه‌های آب/کانال و کلاریفایر، کاور/دوم که سبک‌تر از مواد فولادی سنتی است، به شما کمک می‌کند تا مناسب‌ترین جزئیات اتصال و مونتاژ را علاوه بر محصولات، پیدا کنید.

مخازن جمع‌آوری آب و فاضلاب، پوشش‌های حوضچه‌ها، کانال‌های تخلیه کلاریفایر، کانال‌ها و سدها برای تأسیسات تصفیه آب و فاضلاب، تأسیسات معدنی و صنایع دیگر.

محصولات سفارشی ما در هر اندازه یا طراحی که متناسب با نیاز شما باشد، از جمله حوضچه‌های فایبرگلاس، حوضچه‌های شستشو، حوضچه‌های تصفیه، کلاریفایر، جمع‌آوری و تخلیه (کانال‌ها) از مواد پیشرفته FRP ساخته می‌شوند و از فرایند لایه‌گذاری استفاده می‌کنند.

فرایند تولید FRP و ماتریس مواد، محصولات نهایی با استحکام یکپارچه بالا و مقاومت عالی در برابر خمیدگی را فراهم می‌آورد که به‌طور خاص برای استفاده در:

تأسیسات تصفیه آب

تأسیسات تصفیه فاضلاب

طراحی شده است.

در نوامبر ۲۰۱۴، دانشگاه میامی برای دریافت مجوز ساخت یک پل عابر پیاده در مرکز محوطه کورال گیبلز خود اقدام کرد.

این پل به طول ۲۱۰ فوت (۶۴ متر) قرار بود بر روی دریاچه اوسئولا ساخته شود و مناطق پارکینگ و خوابگاه‌ها را به صحنه اجرای روباز در مرکز دانشجویی بازسازی‌شده دانشگاه متصل کند.

این پل که از نزدیکی کالج اقامتی ایتون تا صحنه کنار دریاچه امتداد دارد، بخشی از طرح تحرک‌پذیری دانشگاه برای تشویق به پیاده‌روی بیشتر است. این برنامه شامل ساخت دو پل خودرویی و یک پل عابر پیاده است.

بر اساس درخواست مجوز، کل هزینه ساخت که شامل عملیات مربوط به کانال‌ها نیز می‌شود، یک میلیون دلار برآورد شده بود. ساخت پل عابر پیاده در ماه مه ۲۰۱۵، پس از تأیید مجوز توسط کمیسیونرها آغاز شد.

پس از تهیه نخستین مجموعه نقشه‌های سازه‌ای، طراح تصمیم گرفت که آرماتور دال پل را از فولاد به میلگردهای GFRP تغییر دهد.

پل عابری دانشگاه میامی – جزئیات فنی

طول کل پل ۲۱۰ فوت (۶۴ متر) و عرض آن ۱۳٫۸ فوت (۴٫۲ متر) است. این پل شامل سه دهانه به طول ۶۵ فوت (۱۹٫۸ متر) و یک کنسول ۱۵ فوتی (۴٫۶ متر) است که سازه جدید را به سکو بتنی موجود متصل می‌کند. روسازه، یک سیستم ترکیبی از تیرهای فولادی و تیرهای بتنی مخروطی‌شکل است. دو تیر اصلی W36x52 (با عمق ۹۱۴٫۴ میلی‌متر و مقطع دو‌تی شکل) در امتداد دهانه‌ها اجرا شده‌اند که به تیرهای فرعی W36x135 (با همان عمق و مقطع) جوش داده شده‌اند.

زیرسازه از سه کلاهک میانی بتن‌آرمه (pile cap) تشکیل شده که ابعاد آن‌ها ۱۳٫۸ فوت (۵٫۷ متر) عرض، ۷٫۲ فوت (۲٫۲ متر) طول، و ۳ فوت (۰٫۹ متر) عمق است.

تکیه‌گاه انتهایی (abutment) دارای طول ۶٫۵ فوت (۲ متر)، عرض ۱۳٫۸ فوت (۴٫۲ متر)، و عمق ۵٫۷ فوت (۱٫۷ متر) است.

چهار شمع بتنی پیش‌تنیده مربعی با ابعاد ۱۴×۱۴ اینچ (۳۵۶×۳۵۶ میلی‌متر) درون کلاهک‌ها قرار داده شده‌اند و تکیه‌گاه نیز بر روی سه شمع بتنی مشابه قرار دارد.

ضخامت پوشش بتن در بالا ۲ اینچ (۵۱ میلی‌متر) و در پایین ۱٫۵ اینچ (۳۸ میلی‌متر) است. مقاومت فشاری بتن ۵۰۰۰ psi (معادل ۳۴٫۵ مگاپاسکال) می‌باشد.

دال عرشه پل دارای ضخامت ۶ تا ۶٫۷۵ اینچ (۱۵۲ تا ۱۷۱ میلی‌متر) است و در لایه‌های بالا و پایین، دارای آرماتورهای طولی (در امتداد مسیر حرکت) و عرضی (عمود بر مسیر) می‌باشد.

آرماتور طولی در لایه بالایی شامل میلگرد فولادی شماره ۵ (قطر ۱۶ میلی‌متر) با فاصله ۶ اینچ (۰٫۱۵ متر) و در لایه پایینی میلگرد فولادی شماره ۴ (قطر ۱۳ میلی‌متر) با همان فاصله است.

آرماتور عرضی بین دو تیر بتنی مخروطی‌شکل به طول ۵٫۵ فوت (۱٫۶۸ متر) قرار دارد و شامل میلگرد GFRP شماره ۴ (قطر ۱۳ میلی‌متر) در بالا با فاصله ۶ اینچ (۰٫۱۵ متر) و میلگرد GFRP شماره ۳ (قطر ۹ میلی‌متر) در پایین با فاصله ۱۲ اینچ (۰٫۳ متر) است.

با توجه به سختی زیاد قسمت لبه پل، بارگذاری طراحی بر اساس مدل استاتیکی تیر دوسر گیردار (fixed-fixed) محاسبه شده است. ممان نهایی در حالت حدی مقاومت (Strength I Limit State) برابر با ۰٫۷۸ کیپ-فوت (۱٫۰۷ کیلو نیوتن-متر) است که شامل بار مرده (وزن خود دال و نرده‌ها) و بار زنده عابر پیاده (۱۰۰ پوند بر فوت مربع یا ۴٫۸۴ کیلو نیوتن بر متر مربع) می‌باشد، در حالی که ممان سرویس برابر با ۰٫۴۳ کیپ-فوت (۸ کیلو نیوتن بر متر مربع) است.

هیچ عملکرد مرکبی (Composite Action) بین تیرهای فولادی و دال بتنی در نظر گرفته نشده است.

در ایالات متحده، بیش از ۱۹۰ پروژه از کامپوزیت‌های FRP استفاده کرده‌اند.

در حال حاضر، ۱۶ ایالت از میلگردهای FRP در عرشه پل‌ها بهره می‌برند. در کانادا نیز بیش از ۱۹۵ پروژه از کامپوزیت‌های FRP استفاده کرده‌اند که ۱۹۰ مورد از آن‌ها شامل استفاده از میلگردهای GFRP در عرشه پل‌ها، نرده‌ها، موانع و پیاده‌روها می‌شود.

بیشتر کاربردها به منظور کاهش خطر خوردگی در سازه‌های بتنی است که در محیط‌های دریایی خورنده یا در معرض نمک‌های یخ‌زدا قرار دارند.

تا اواسط دهه ۱۹۹۰، ژاپن بیشترین کاربرد میلگردهای FRP را داشت و بیش از ۱۰۰ پروژه نمایشی یا تجاری را اجرا کرده بود.

در دهه ۲۰۰۰، چین به بزرگ‌ترین مصرف‌کننده میلگردهای کامپوزیتی برای ساخت و سازهای جدید تبدیل شد که این کاربردها از عرشه پل‌ها تا سازه‌های زیرزمینی را شامل می‌شود.

استفاده از میلگردهای FRP در اروپا از آلمان آغاز شد، با ساخت یک پل بزرگراهی پیش‌تنیده با میلگردهای GFRP در سال ۱۹۸۶. از آن زمان، ۲۱ برنامه برای توسعه پژوهش و استفاده از میلگردهای FRP در اروپا اجرا شده است.

مهندسان عمران کانادایی مقررات استفاده از میلگردهای FRP را در «کد طراحی پل‌های بزرگراهی کانادا» گنجانده‌اند و تعداد قابل توجهی سازه بتن‌مسلح با FRP ساخته‌اند.

پل هدلینگلی در منیتوبا از هر دو نوع میلگرد CFRP و GFRP استفاده کرده است.

پل فلوادوِی روی رودخانه رد در وینیپگ، منیتوبا، کانادا، در سال ۲۰۰۶ تکمیل شد. این پل شامل ۱۶ دهانه به ابعاد تقریبی ۶٫۵ در ۱۴۳ فوت (۱۵٫۳ در ۴۳٫۵ متر) است.

تمام اجزای بتنی بالای تیرهای پل با میلگردهای GFRP مسلح شده‌اند. در این پروژه حدود ۳۱۰٬۰۰۰ پوند (۱۴۰٬۰۰۰ کیلوگرم) میلگرد GFRP مصرف شد و به‌عنوان بزرگ‌ترین پل بتن‌مسلح غیر فلزی در جهان شناخته می‌شود. همچنین، پل‌های متعددی در استان کبک با استفاده از میلگردهای GFRP ساخته شده‌اند.

در کانادا، میلگردهای GFRP در عرشه پل‌هایی مانند پل ووتون در ووتون، پل ماگوگ در بزرگراه ۵۵ شمالی، پل کوکشیر ایتن در مسیر ۱۰۸، و پل وال-الین در بزرگراه ۲۰ شرقی به کار رفته‌اند.

برخی از این پل‌ها بیش از ۱۰ سال در سرویس بوده‌اند، بدون هیچ نشانه‌ای از تخریب یا آسیب به میلگردهای GFRP. به همین دلیل، استفاده از میلگردهای GFRP در کانادا به‌طور قابل توجهی افزایش یافته و تاکنون بیش از ۲۰۰ سازه پل با موفقیت ساخته شده‌اند.

در این پروژه‌ها از میلگردهای FRP مستقیم و خمیده برای دال عرشه و/یا موانع بتنی و تیرهای پل‌ها استفاده شده است.

همچنین، میلگردهای GFRP در پل‌های بزرگ‌تر و با حجم ترافیک بالا نیز مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

در سال ۲۰۱۳، دال عرشه پل I-635 بر فراز خیابان State در شهر کانزاس، ایالت کانزاس، با میلگردهای GFRP نصب‌شده در محل جایگزین شد.

این میلگردها در لایه‌های بالایی و پایینی دال، مطابق شکل ۲.۳، به کار رفته‌اند. عرض این پل ۳۲ فوت و طول آن ۲۳۲ فوت (۹٫۸ متر در ۷۰٫۷ متر) است.

پیشنهادهای قیمت ساخت برای این پروژه، هزینه نصب میلگردهای GFRP و میلگردهای با پوشش اپوکسی را برابر گزارش کردند.

این مقاله نشان می‌دهد که با دانش موجود، می‌توان یک روش طراحی برای ستون‌های بتنی با مقطع مستطیلی یا دایره‌ای با استفاده از میلگردها و خاموت‌های GFRP توسعه داد. روش طراحی ارائه‌شده در مقاله به چند نکته مهم که بر محاسبات و ایمنی تأثیر می‌گذارند، اشاره دارد:

• دیاگرام‌های اندرکنش با این فرض توسعه داده شده‌اند که میلگردهای طولی GFRP فقط در کشش مؤثر هستند. زمانی که تحت فشار قرار می‌گیرند، می‌توان آن‌ها را با سطح معادل بتن جایگزین کرد، به‌گونه‌ای که گویی در مقطع وجود ندارند.

• فرمول‌بندی یکپارچه ضریب کاهش مقاومت برای دیاگرام اندرکنش می‌تواند بر اساس مقادیر موجود در ACI 440.1R-06 برای خمش (ACI 2006) باشد.

• برای جلوگیری از تغییر شکل‌های بیش از حد، کران حداکثر کرنش طراحی میلگردهای طولی GFRP به ۱٪ محدود شده است.

• بر اساس ACI 440.1R، سهم بتن در مقاومت برشی بازنویسی شده تا برای ستون‌ها نیز قابل استفاده باشد.

• ضرایب اصلاحی برای سختی خمشی اعضای بتن‌مسلح با GFRP پیشنهاد شده است.

• این ضرایب تابعی از مدول الاستیسیته میلگردهای GFRP هستند و اعمال آن‌ها باعث می‌شود این پارامتر در نتایج تحلیل وارد شود.

• این ضرایب به‌ویژه زمانی اهمیت دارند که انحرافات جانبی و لنگرهای مرتبه دوم مورد توجه باشند.

بتن به‌عنوان یک مصالح ساختمانی به‌دلیل مقاومت فشاری بالا، دوام زیاد و هزینه پایین، مدت‌هاست که مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این حال، ضعف‌های شناخته‌شده‌ای مانند شکنندگی و مقاومت کششی محدود دارد.

این مشکل با استفاده از میلگردهای فولادی (آرماتور) در سمت کششی سازه‌های بتنی برطرف شده است. میلگرد فولادی از نظر عملکردی کارآمد و نسبتاً ارزان است، بنابراین در بیشتر موارد این راه‌حل مؤثر واقع می‌شود.

با این وجود، میلگرد فولادی یک ضعف مهم دارد:

در برابر خوردگی (اکسیداسیون) زمانی که در معرض نمک، مواد شیمیایی خورنده و رطوبت قرار می‌گیرد، حساس است.

خوردگی باعث انبساط میلگرد شده و تنش وارد بر بتن را افزایش می‌دهد، که این امر منجر به ترک خوردن و جدا شدن لایه‌های بتن می‌شود.

در نتیجه، ریز ترک هایی ایجاد می‌شود که به تخریب بیشتر میلگرد و بتن منجر می‌گردد.

این موضوع نیازمند تعمیرات و نگهداری پرهزینه بوده و در صورت پیشرفت خوردگی، می‌تواند یکپارچگی سازه را به خطر بیندازد.

برای دهه‌ها از انواع پوشش‌ها و مواد نفوذناپذیر استفاده شده تا بتن را خشک نگه دارند و همچنین میلگردها با پوشش اپوکسی یا استفاده از فولاد ضد زنگ بهبود یافته‌اند.

به طور کلی، میلگرد تقویت‌شده با الیاف شیشه (GFRP) دارای مقاومت کششی بالاتر و مقاومت به خوردگی بالاتر نسبت به میلگرد فولادی است.

علاوه بر این، مقاومت خمش متوسط نیز دارد. این ویژگی‌ها باعث می‌شود که GFRP یک جایگزین مناسب برای فولاد در کاربردهای فونداسیون باشد.

۲. بر اساس نتایج، ویژگی‌های مکانیکی به شرح زیر قابل استنباط است:

الف. مقاومت کششی میلگرد GFRP بدون پوشش بالا است، زیرا این میلگردها از مواد کامپوزیتی غیر همسان (آنیسوترک) ساخته شده‌اند.

میلگرد GFRP حدود ۱۳ درصد مقاومت کششی بالاتری نسبت به میلگرد فولادی دارد، در حالی که کرنش تسلیم میلگرد GFRP حدود ۵۸ درصد بیشتر از فولاد است. از این تحقیق، نتایج زیر به دست آمده است:

• به طور کلی: میلگرد تقویت‌شده با الیاف شیشه (GFRP) دارای مقاومت کششی بالاتر و مقاومت به خوردگی بیشتر نسبت به میلگرد فولادی است. علاوه بر این، مقاومت خمشی متوسط دارد.

این ویژگی‌ها باعث می‌شود که GFRP یک جایگزین مناسب برای فولاد در کاربردهای فونداسیون باشد.

ب. مقاومت به خم شدن میلگرد GFRP بدون پوشش خوب است؛ جایی که مقاومت تسلیم میلگرد GFRP حدود ۷۲ درصد از مقاومت میلگرد فولادی است، در حالی که کرنش تسلیم میلگرد GFRP حدود ۲۰ درصد بیشتر از فولاد است.

ج. مقاومت فشاری بتن بدون آرماتور برابر با ۲۵٫۶۷ مگاپاسکال است؛ این مقدار طبق مشخصات استاندارد بریتانیا قابل قبول است.

د. مقاومت خمشی میلگرد GFRP پوشش‌دار (ساندکوات) در تمام سنین گیرش خوب است.

افزایش مقاومت خمشی میلگرد GFRP صاف در حدود ۷۶ تا ۸۱ درصد و میلگرد GFRP پوشش‌دار (ساندکوات) در حدود ۷۸ تا ۸۳ درصد نسبت به مقاومت بتن بدون آرماتور بود.

با این حال، مقاومت خمشی میلگرد GFRP صاف بین ۷۱ تا ۷۵ درصد و مقاومت خمشی میلگرد GFRP پوشش‌دار بین ۷۷ تا ۸۲ درصد مقاومت خمشی میلگرد فولادی بود.

کاهش مدول خمشی میلگرد GFRP صاف حدود ۶۶ درصد و کاهش مدول خمشی میلگرد GFRP پوشش‌دار حدود ۳۳ درصد نسبت به میلگرد فولادی بود.

کرنش خمشی میلگرد GFRP صاف حدود ۴۴ درصد افزایش یافته و کرنش خمشی میلگرد GFRP پوشش‌دار حدود ۱۴ درصد افزایش یافته است، در مقایسه با کرنش خمشی میلگرد فولادی در سن ۲۸ روز گیرش

میلگردهای کامپوزیتی GFRP (پلیمری تقویت‌شده با الیاف شیشه) با حذف خطر خوردگی، دوام بتن مسلح را تا چهار برابر افزایش می‌دهند؛

این ویژگی آن‌ها را به گزینه‌ای مناسب برای زیرساخت‌های آینده تبدیل می‌کند، جایی که با افزایش ترافیک، گسترش شهرنشینی و شدت گرفتن شرایط آب‌وهوایی مواجه خواهیم بود.

کانال کنترل سیلاب جیزان یکی از پروژه‌های زیرساختی در حال اجرا در شهر اقتصادی جیزان در عربستان سعودی است.

این شهر ساحلی به دلیل بارندگی‌های شدید و مکرر، با خطر همیشگی سیلاب مواجه است.

این کانال نقش حیاتی در محافظت از مناطق پایین‌دست در برابر آسیب‌های ناشی از سیلاب‌های بزرگ ایفا می‌کند.

از آنجا که این سازه در معرض آب دریا و آلودگی‌های محیطی قرار دارد که می‌توانند خوردگی فولاد را تسریع کنند، میلگرد کامپوزیتی GFRP از شرکت اپوراد به‌عنوان راهکار ایده‌آل در بخش اعظمی از پروژه انتخاب شد.
در مجموع، نزدیک به ۲ میلیون متر میلگرد GFRP صادراتی برای این پروژه تأمین شده است.

میلگرد GFRP، میلگردی غیر فلزی و فاقد خوردگی است که ضمن برخورداری از مقاومت کششی بالاتر نسبت به فولاد، وزن بسیار کمتری نیز دارد.

با تکمیل این پروژه، کانال کنترل سیلاب جیزان عنوان بزرگ‌ترین پروژه ساخت‌وساز جهان با استفاده از میلگردهای GFRP را به خود اختصاص خواهد داد.