گاهی اوقات با ترکیب چند ماده می توان به یک ساختار جدید دست یافت که ویژگی ها و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی بسیار مناسبی برای اهداف ما دارد و
کامپوزیت FRP هم به همین روش تولید و استفاده می شود.
FRP یا پلاستیک تقویت شده با فیبر یکی از انواع مصالح پرکاربرد در ساخت بناهای ساختمانی است که به دلیل ویژگی های فوق العاده اش محبوبیت خاصی پیدا کرده است.
در این مقاله ضمن معرفی FRP و فرآیند تشکیل شدن آن به بررسی ویژگی ها و کاربردهای آن می پردازیم؛ همراه ما باشید.
1# FRP چیست؟
FRP از نظر لغوی مخفف عبارت Fiber-Reinforced Polymer به معنای پلیمر تقویت شده با فیبر است که
یک ماده مرکب است که از دو قسمت کاملاً متفاوت ماتریس و فیبر تشکیل شده و
منجر به تشکیل کامپوزیت FRP مورد استفاده در صنایع می شود.
خواص مکانیکی FRP عمدتا با توجه به نوع الیاف آن تعیین می شود.
ماتریس از برخی مواد شیمیایی مانند رزین های اپوکسی و پلی استر تشکیل شده است.
مواد افزودنی این ماده باعث بهبود خصوصیات مکانیکی محصول FRP می شوند.
نقش الیاف مراقبت از خواص مکانیکی FRP در کامپوزیت FRP است.
حتی اگر ماتریس نقش باربری نداشته باشد، برای محافظت از الیاف در برابر خوردگی و آسیب لازم است.
ماتریس همچنین انتقال بار را در کامپوزیت FRP انجام می دهد.
یکی دیگر از کاربردهای ماتریس کنترل خاصیت ارتجاعی موضعی الیاف تحت فشار است.
به طور کلی، الیاف می تواند آرامید، بازالت یا کربن باشد، در بعضی موارد از کاغذ، آزبست یا چوب نیز استفاده می شود.
در نتیجه، صفحات پلاستیکی انعطاف پذیر به طور معمول از رزین پلی استر ساخته شده و
همچنین با فایبرگلاس تقویت می شوند.
این مواد از کاربردهای متنوعی برخوردار است؛ از جمله:
- هوا فضا
- حمل و نقل
- ساخت و ساز
- بخش های دریایی و موارد دیگر.
2# چگونگی فرآیند تشکیل FRP
دو فرآیند وجود دارد که از طریق آن ها یک پلیمر تولید می شود:
- پلیمریزاسیون مرحله ای
- پلیمریزاسیون اضافی
پلاستیک های کامپوزیت وقتی تشکیل می شوند که
چند ماده همگن دارای خصوصیات مختلف با هم پیوند خورده و یک محصول نهایی با خواص مکانیکی و مواد دلخواه تولید کنند.
این مواد کامپوزیتی می توانند در دو نوع تقویت شده با الیاف و ذره باشند.
در پلاستیک تقویت شده با الیاف، مقاومت مکانیکی و کشش پلاستیک ها از طریق اختلاط مواد الیاف افزایش می یابد.
ماتریس که ماده اصلی فاقد تقویت الیاف است، سخت اما نسبتاً ضعیف تر است و
باید از طریق افزودن الیاف تقویت کننده یا رشته های مقاوم، سخت شود.
این فیبر است که در تمایز پلیمر مادر از FRP بسیار مهم است.
بیشتر این پلاستیک ها از طریق فرآیندهای مختلف قالب گیری شکل می گیرند که
در آن قالب یا ابزاری برای قرار دادن فیبر، تشکیل الیاف خشک یا فیبر حاوی نسبت خاصی از رزین استفاده می شود.
پس از مرطوب کردن الیاف خشک با رزین، “پخت” صورت می گیرد که در آن الیاف و ماتریس شکل قالب را به خود می گیرند.
در این مرحله، گاهی اوقات گرما و فشار اعمال می شود.
روش های مختلف تولید FRP چیست؟
- قالب گیری فشاری
- قالب گیری با کیسه تحت فشار
- روکش مندرل
- اتوکلاو
- رشته پیچی
- لی آپ مرطوب
3# کاربرد FRP چیست؟
خواص FRP آن ها را برای کاربردهای مختلف در صنعت ساخت و ساز و به طور کلی در مهندسی عمران واجد شرایط کرده است.
متداول ترین کاربرد محصولات FRP توانبخشی و مقاوم سازی سازه های بتنی است.
کامپوزیت های FRP می توانند با قرار دادن و نصب روی سطوح بتنی مانند دال، تیر، ستون، دیواره های بتنی و زیرسازی بتن، مقاومت بتن را افزایش دهند.
طیف گسترده ای از کاربردهای FRP شامل موارد زیر است:
- ساختمان ها و دفاتر مسکونی
- ساختمان های تجاری و صنعتی
- ماشین آلات سنگین
- تجهیزات سنگین
- سازه های آب و دریا مانند سدها و کانال ها
علاوه بر این، از محصولات FRP می توان برای ترمیم زیرساخت های مهندسی مانند پل های جاده ای و ریلی، مخازن آب و مواد شیمیایی، سیلوها و برج های خنک کننده استفاده کرد.
ساختارهای ترکیبی FRP یکی دیگر از خواص FRP است؛
بنابراین، کامپوزیت FRP در مهندسی عمران، اصطلاحی کاملاً آشنا در صنعت FRP است.
4# مزایای استفاده از FRP چیست؟
با مروری بر ویژگی های فوق العاده FRP ها در ادامه در خواهید یافت که مزایای استفاده از FRP چیست.
1-4# زمان تولید و نصب کوتاه
در حالت ایده آل، وقتی صحبت از توسعه طرح برای محصول شما می شود،
باید زمان لازم برای کل پروژه و همچنین هر مرحله از تولید را در نظر بگیرید.
اگر موفق به صرفه جویی در بین قسمت های حاوی ذرات ریز پروژه شوید، می توانید هزینه آن را نیز پس انداز کنید.
تا زمانی که کیفیت از بین نرود، این گام در مسیر درست است.
FRP تعادل مناسبی را برای صرفه جویی در وقت و ارائه دوام، مقاومت و کیفیت ایده آل فراهم می کند.
این امر به راحتی می تواند به زمان نصب و تولید کوتاه آن مرتبط شود.
2-4# سبک بودن
وزن FRP ها با نیاز زمان نصب کوتاه آن همراه است.
در حقیقت، این مواد 8 برابر سبک تر از بتن مسلح هستند.
همچنین بدان معنی است که نصب و حذف FRP کار کمتری دارد و تجهیزات کمتری نیز مورد نیاز است.
3-4# مقاوم در برابر خوردگی و نگهداری آسان
از آن جا که استحکام و دوام بالا و مقاومت در برابر خوردگی را ارائه می دهد، FRP نیاز به نگهداری کمتری دارد.
این کاهش نیاز به تعمیر و نگهداری به این معنی است که
منابع کمتری برای نگهداری از زیرساخت های مورد نیاز استفاده خواهد شد و
کاربر نهایی ملزم به کاهش زمان خرابی است.
گرچه ممکن است هزینه اولیه مواد کمی بیشتر از سایر مواد باشد؛
اما پس انداز طولانی مدت شما از FRP ها می تواند هزینه اضافی را کاهش دهد.
- انعطاف پذیر بودن
FRP ها معمولاً بسیار متنوع هستند.
می توانید از آن ها برای اکثر نیازهایتان که به انعطاف بیشتر نسبت به سایر مواد احتیاج دارد، استفاده کنید.
به عنوان مثال، شما می توانید هر پیکربندی یا قطعه ای از تجهیزات را قالب بندی کنید که
به شما کمک می کند یک قالب دائمی یا موقت ایجاد کنید.
شما می توانید قطعات مختلفی را ایجاد کنید؛
از تغییر حالت دایره ای به مستطیل شکل، میله ها و لوله ها، کانال ها و میله ها با کمترین هزینه ابزار.
- عایق حرارتی
برخی از محصولات به سطح خاصی از عایق حرارتی نیاز دارند.
بسته به ترکیبات پیچیده FRP، می توانید از سطح قابل قبول عایق حرارتی آن ها لذت ببرید.
این می تواند شامل عایق بندی شده در برابر آتش و حتی اشعه ماورا بنفش باشد.
 |
درباره نویسنده : نفیسه سجادی
نظرتون درباره این مقاله چیه؟
ما رو راهنمایی کنید تا اون رو کامل تر کنیم و نواقصش رو رفع کنیم.
توی بخش دیدگاه ها منتظر پیشنهادهای فوق العاده شما هستیم.
سلام.بسیارعالی بود.سپاسگزارم.
سلام خدمت شما جناب مهندس بزرگوار
خیلی ممنون از لطف و همراهی شما با سایت نماتک
موفق و موید باشید.