التآكل هو أحد الأنواع الشائعة لتدهور الهياكل الفولاذية ، وخاصة العوارض الفولاذية. غالبًا ما تتسبب عوامل أخرى مثل التعب وزيادة الحمل والصيانة غير السليمة في تلف الأعضاء الرئيسية للهياكل مثل العوارض. لحل هذه المشكلة ، فإن الطريقة الأفضل وربما الأكثر فعالية من حيث التكلفة هي تقویه المبنى والهيكل ، وهو أقل تكلفة بكثير من إعادة بناء الهيكل.
أفضل حدید التسلیح لتقوية العوارض الفولاذية
يتم اقتراح طرق مختلفة لتقوية العوارض الفولاذية وزيادة سعة تحميل الهياكل الفولاذية. كانت إحدى هذه الطرق هي اللحام أو لصق الواح الفولاذ ، والتي كانت تستخدم في الماضي. لكن هذه الطريقة لها عيوب كثيرة. يتطلب التقویه بهذه الطريقة معدات رفع لوضع الواح فولاذية ثقيلة ، كما أن عملية اللحام بهذه الطريقة مكلفة للغاية ومعقدة. أيضا ، لمزيد من المعلومات ، يمكنك الاتصال بشركة بیکران سازان للتقویه.
بالإضافة إلى مشكلات اللحام هذه ، فإنه ينتج ضغوطًا متبقية في المواد ويسبب إجهادًا في الحمل الكلي للمبنى. لهذا السبب ، فإن أفضل بديل لألواح الفولاذی هو استخدام الألياف المركبة. تتميز ألياف الكربون هذه بخصائص ميكانيكية وتعب أفضل بكثير من الواح الفولاذ.
إن مقدار اللیونه والمرونة لمركبات CFRP و GFRP أعلى بكثير من تلك الموجودة في ألواح الفولاذی ، وقدرتها على التحمل أعلى بكثير من تلك الخاصة بألواح الفولاذی. باستخدام هذه المركبات ووفقًا لخصائصها ، من الممكن تحقيق زيادة كبيرة في سعة الحمولة حتى قبل توصيل الفولاذ ، ومع ذلك ، فإن ليونة هذه الألياف منخفضة جدًا.
لماذا يجب استخدام الألياف الزجاجية أو GFRPs في تقوية العوارض الفولاذية؟
هناك مشكلة أخرى عندما يتلامس الفولاذ والبلاستيك المقوى بألياف الكربون في وجود المنحل بالکهرباء وهي تكوين بطارية كهربائية وتآكل الفولاذ. إذا كان المنحل بالكهرباء المطلوب هو ماء البحر ، فإن مركب CFRP يتأثر أيضًا وبثور سطحه.
يمكن حل هذه المشكلة باستخدام GFRP ، وهي طبقة من الألياف الزجاجية المقواة. بهذه الطريقة يوضع هذه الطبقة الزجاجية بين الفولاذ والبلاستيك المقوى بألياف الكربون وتمنع الاتصال المباشر بين هاتين المادتين. تزيد هذه الطريقة أيضًا من مقاومة فشل الاتصال. بهذه الطريقة ، ينقل الحمل من الفولاذ والطبقة اللاصقة و GFRP إلى مركب CFRP ويحدث تغييرًا تدريجيًا في إجهاد القص.
ما هي الألياف الزجاجية أو GFRP؟
الألياف الزجاجية مصنوعة من الألياف الزجاجية. يبلغ سمك هذه الخيوط حوالي 10 ميكرون. نظرًا للمقاومة العالية للشد والمقاومة الكيميائية لهذه الألياف ، فهي تستخدم على نطاق واسع في تصنيع أجزاء صناعة الطيران والسيارات والبحرية والبناء ومعدات الأثاث والمعدات الرياضية. تعتبر هذه الألياف من أفضل المواد لتقوية وتقوية وتحسين جميع أنواع الهياكل البنائیه.
تُستخدم هذه الألياف أيضًا لحماية المكونات المختلفة في البيئات المسببة للتآكل والكيماويات ، مثل عزل الأنابيب المعدنية والحماية الكيميائية في البيئات المسببة للتآكل. الشيء المهم في هذه الألياف هو تكلفتها. يعتبر سعر الألياف الزجاجية منخفضًا جدًا مقارنةً بأنواع ألياف الكربون والأراميد ، وقد أدى ذلك إلى زيادة بيع الألياف الزجاجية في السنوات الأخيرة.
مزايا استخدام الألياف الزجاجية GFRP
سعر الألياف الزجاجية أكثر ملاءمة من الألياف الأخرى. بيع هذه الألياف مرتفع للغاية والوصول إليها أفضل. قوة الشد لهذه الألياف عالية جدا. هذه الألياف غير موصلة وتعتبر عوازل كهربائية جيدة جدًا. المقاومة الكيميائية لهذه الألياف عالية جدًا ويجب أن تكون الخيار الأول في البيئات المعرضة للتآكل. المقاومة الحرارية لهذه الألياف مناسبة جدا.
عيوب الألياف الزجاجية GFRP
بالمقارنة مع ألياف الكربون ، فإن الألياف الزجاجية لها معامل شد أقل ، ولهذا السبب ، يتم استخدام FRP في كثير من الأحيان في تقوية العوارض الفولاذية في المباني. وزن الألياف الزجاجية أعلى من وزن ألياف الكربون والكيفلار. هذه الألياف حساسة للغاية للارتداء أثناء النقل. مقاومة الألياف الزجاجية للإرهاق أقل. الألياف الزجاجية قابل للکسر وهشة. صلابة الألياف الزجاجية عالية ، وهذا يسبب تآكل القوالب ويبطئ أداة القطع.
تطبيق الألياف الزجاجية و FRP في الأعمدة وتقوية الهياكل الخرسانية
ینتج الألياف الزجاجية في أنواع مختلفة ولكل نوع من هذه الأنواع تطبيقات مختلفة. بشكل عام ، ينتج هذه الألياف في نسج أحادية الاتجاه وذات اتجاهين ومتعدد الاتجاهات بأوزان ومقاومات مختلفة.
هذه الألياف مشبعة بالعديد من أنظمة الراتنج مثل البوليستر ومتوافقة مع فينيل إستر وراتنجات الفينول وراتنجات الإيبوكسي. وقد جعل هذا من هذه الألياف تكوينًا مركبًا مقبولاً للغاية.
تنقسم أنواع الألياف الزجاجية GFRP إلى أنواع مختلفة وفقًا لتكوين المواد المستخدمة في تحضيرها ، والتي سنقدمها أدناه وأسعارها.
أنواع الألياف الزجاجية
ألياف زجاجية E-Glass (نوع من الیاف العزل الکهربائی)
تعتبر هذه الزجاجات الإلكترونية من أكثر أنواع الألياف الزجاجية شيوعًا المتوفرة في السوق ويمكن القول أن 80-90٪ من إنتاج GFRP من هذا النوع. يتم استخدام الحد الأدنى من المواد القلوية في إنتاج هذه المواد. تُستخدم هذه المواد على نطاق واسع في التقویه للمباني ، ولكنها تُستخدم أيضًا كمقاومة كهربائية في الصناعة الكهربائية. من حيث السعر ، هذه الفئة من الألياف الزجاجية رخيصة جدًا وبأسعار معقولة.
ألياف زجاجيةC-Glass ( نوع من الالیاف ذو مقاومه کیمیائیه عالیه)
في بناء هذا النوع ، يتم استخدام الألياف الزجاجية المفيدة من الجير جنبًا إلى جنب مع البورون والسيليكات. لهذا السبب ، يمكن استخدام هذه الألياف أكثر في البيئات التي توجد بها مواد كيميائية مسببة للتآكل. تستخدم الألياف الزجاجية C-Glass أيضًا لتقوية الخرسانة. تعتبر مقاومة هذه الألياف ضد التآكل الحمضي عالية جدًا وتستخدم بشكل أساسي في إنشاء غطاء سطحي لخطوط الأنابيب و غطاء أسطح الخزانات.
ألياف زجاجيةA -Glass (الیاف ذات مقاومه جیده للاحماض)
نسبة المواد القلوية في هذا النوع من ألياف GFRP عالية جدًا ولهذا السبب لم تعد تنتج. كما استخدمت هذه الألياف في صناعة تقویه العوارض الفولاذیه و الخرسانیه للمبانی.
ألياف زجاجيةS- Glass ( نوع من الالیاف ذو مقاومه میکانیکیه عالیه)
مقاومة ومعامل المرونة لهذه الألياف مرتفعان للغاية. لهذا السبب ، تُستخدم هذه الألياف في صناعة الطيران والبحوث الفضائية والجوية لتغطية الصواريخ وأجزاء الطائرات. الأداء الحراري لهذه الألياف مناسب تمامًا ، لكنها أغلى أنواع GFRP