وب سایت مهندس عبدالنور افرند

در این مقاله بررسی میلگردهای پلیمری تقویت‌شده با الیاف شیشه (GFRP) در سازه‌های بتنی مورد استفاده در بنادر و سازه‌های دریایی در مناطق ساحلی و دریایی مانند دریای خزر و خلیج فارس ارائه شده است:

۱. دلایل استفاده از میلگرد GFRP در محیط‌های دریایی

• محیط بسیار خورنده: سازه‌های دریایی در معرض یون‌های کلرید، رطوبت، مه نمکی و آب شور قرار دارند که باعث خوردگی شدید میلگردهای فولادی می‌شود.

• کاهش دوام: خوردگی فولاد منجر به ترک خوردگی، ورقه شدن سطح بتن و کاهش عمر مفید سازه می‌شود.

• میلگرد GFRP غیر فلزی و مقاوم در برابر خوردگی است و گزینه‌ای مناسب برای این شرایط محسوب می‌شود.

۲. ویژگی‌های فنی میلگرد GFRP در مقایسه با فولاد

ویژگی میلگرد فولادی میلگرد GFRP

مقاومت در برابر خوردگی ضعیف بسیار بالا (غیر فلزی)

مقاومت کششی حدود ۵۰۰ مگاپاسکال حدود ۶۰۰ تا ۱۲۰۰ مگاپاسکال

مدول الاستیسیته حدود ۲۰۰ گیگاپاسکال حدود ۴۰ تا ۶۰ گیگاپاسکال

انبساط حرارتی مشابه بتنت قریباً مشابه بتن

رسانایی الکتریکی: رسانا نارسانا

نکته: به دلیل مدول پایین‌تر، ممکن است اعضای تقویت‌شده با GFRP در مقایسه با فولاد، دفرمگی بیشتری تحت بار تجربه کنند؛ لذا طراحی دقیق لازم است.

۳. کاربردهای GFRP در سازه‌های بتنی دریایی و بندری

نمونه‌های کاربرد:

• اسکله‌ها و اسکله‌های شناور

• دیوارهای ساحلی (Seawalls)

• سرشمع‌ها (Pile caps)

• عرشه‌های پل در نزدیکی دریا

• دیوارهای اسکله و جتی

پروژه‌های برجسته:

• تونل بندر میامی (آمریکا)

• بندر هلیفکس (کانادا) – استفاده از شمع‌های پیش‌ساخته بتنی تقویت‌شده با GFRP

• بنادر حوزه خلیج فارس – به دلیل خاک شور و آب دریا

۴. محورهای اصلی تحقیقات علمی

الف) مطالعات دوام بلندمدت

• آزمایش غوطه‌وری در آب شور

• پیرسازی شتاب‌ یافته در دما و رطوبت بالا

• بررسی مقاومت در محیط قلیایی بتن

ب) رفتار پیوستگی با بتن

• پیوستگی میلگرد GFRP با بتن کمتر از فولاد است

• استفاده از پوشش‌های سطحی بهبود‌یافته مانند پوشش ماسه‌ای یا آج‌دار

پ) عملکرد سازه‌ای

• کنترل تغییر شکل و عرض ترک تحت بار بهره‌برداری

• استفاده از سیستم‌های ترکیبی (فولاد GFRP) برای بهینه‌سازی عملکرد و هزینه

ت) تحلیل هزینه در چرخه عمر

• هزینه اولیه بالاتر، اما هزینه نگهداری و تعمیر بسیار کمتر

• تحلیل هزینه در بازه‌های ۵۰ ساله معمولاً به نفع GFRP تمام می‌شود

۵. استانداردها و آیین‌نامه‌های مرتبط

• ACI 440.1R – طراحی اعضای بتن مسلح با FRP

• CSA S807 – مشخصات مواد FRP

• ASTM D7957 – استاندارد میلگرد GFRP

• Fib Bulletin 40 و 80 – مستندات بین‌المللی تحقیقاتی

۶. مزایای میلگرد GFRP در سازه‌های دریایی

• مقاومت بسیار بالا در برابر خوردگی

• وزن کم (حدود 1/4 فولاد)

• حمل‌ونقل آسان‌تر

• نارسانا بودن الکتریکی (مناسب در مجاورت تجهیزات حساس)

• کاهش نیاز به تعمیرات و افزایش طول عمر سازه

۷. چالش‌ها و ملاحظات اجرایی

• رفتار خزش و خستگی در طولانی‌مدت

• محدودیت در آیین‌نامه‌ها نسبت به فولاد

• آشنایی محدود پیمانکاران با این فناوری

• طراحی دقیق اتصالات، مهارها و وصله‌ها

جهت پاسخگویی تلفنی بر روی لینک شماره تلفن همراه زیر کلیک کنید. 989904509825

جهت پاسخگویی واتس آپ هر روز ساعت 8 صبح تا 10 شب کلیک کنید.

جهت پاسخگویی اینستاگرام هر روز ساعت 8 صبح تا 10 شب کلیک کنید. ما را به دوستانتان معرفی کنید.

انکرهد کامپوزیتی (GFRP Anchor Head) در اسکله‌ها کاربرد ویژه و مهمی دارد، چون اسکله‌ها محیط‌هایی با رطوبت بالا، شوری، و خوردگی شدید هستند، و مصالح معمول مثل فولاد در این شرایط عمر مفید کمی دارند. در ادامه کاربردهای انکرهد در سازه‌های اسکله‌ای را توضیح می‌دهم:

کاربردهای اصلی انکرهد کامپوزیتی در اسکله‌ها:

1. مهار شمع‌ها (Piles Anchoring):

• در اسکله‌هایی با شمع‌های بتنی یا GFRP، انکرهد برای انتقال بار شمع به سازه رویی اسکله استفاده می‌شود.

• سر شمع معمولاً به کمک انکرهد در داخل تاج اسکله (cap beam یا deck) ثابت می‌شود.

2. اتصال پانل‌های پیش‌ساخته بتنی:

• پانل‌های دیواری یا کف اسکله که از بتن پیش‌ساخته سبک ساخته می‌شوند، با انکرهد کامپوزیتی به شمع یا فریم سازه‌ای متصل می‌گردند.

3. مقاوم‌سازی و بهسازی اسکله‌های فرسوده:

• در پروژه‌های بهسازی، برای اتصال المان‌های جدید به اسکله قدیمی، از انکرهد GFRP استفاده می‌شود تا مشکل خوردگی تکرار نشود.

4. جلوگیری از خوردگی در ناحیه جزر و مد (Splash Zone):

• این ناحیه بیشترین آسیب را از آب و نمک می‌بیند؛ استفاده از انکرهد کامپوزیتی همراه با میلگرد GFRP، نیاز به تعمیرات دوره‌ای را به شدت کاهش می‌دهد.

مزایای انکرهد کامپوزیتی در اسکله‌ها:

ویژگی مزیت برای اسکله

مقاومت در برابر خوردگی عمر طولانی‌تر در محیط شور

وزن سبک حمل آسان روی اسکله و نصب سریع

عایق الکتریکی جلوگیری از خوردگی گالوانیکی با فلزات دیگر

عدم نیاز به پوشش حفاظتی کاهش هزینه نگهداری و رنگ‌آمیزی

مثال‌های کاربردی:

• اسکله‌های بنادر جنوب ایران (چابهار، بندرعباس) و مناطق ساحلی خلیج فارس که محیط بسیار خورنده دارند، محل‌های ایده‌آل برای استفاده از انکرهد کامپوزیتی هستند.

جهت پاسخگویی تلفنی بر روی لینک شماره تلفن همراه زیر کلیک کنید. 989904509825

جهت پاسخگویی واتس آپ هر روز ساعت 8 صبح تا 10 شب کلیک کنید.

جهت پاسخگویی اینستاگرام هر روز ساعت 8 صبح تا 10 شب کلیک کنید. ما را به دوستانتان معرفی کنید.