إحدى الطرق الحديثة لتقوية العوارض هي استخدام ألياف البوليمر FRP تعمل هذه الألياف على تقوية العوارض والأعضاء الخرسانية والألواح الجانبية ، وفي النهاية تزيد من قدرة القص للعوارض.
ما هي حدائد التسليح FRP و GFRP؟
في العمارة الحديثة ، تعتبر هذا حدائد التسلیح أفضل بديل للحدائد التسلیح المعدنية. GFRP ، المعروف أيضًا باسم البوليمر المقوى بالألياف الزجاجية ، هو طريقة عملية للغاية لتحسين الخرسانة المسلحة في صناعة البناء.
يبلغ قطر هذا الحدائد التسلیح 12.5 مم وهي خفيفة جدًا وخالية من التآكل ولديها قوة شد عالية جدًا وأداء ميكانيكي. من أهم أسباب استخدام هذه المركبات هو مقاومتها للتآكل وهي مناسبة جدًا للاستخدام في البيئات المسببة للتآكل والحمضية. أيضًا ، باستخدام حديد التسليح FRP ، يمكن حل مشاكل القرب من المجالات الكهربائية والمغناطيسية إلى حد كبير.
واحدة من المزايا المهمة لهذا الحدائد التسلیح هي قطرها الصغير ومقاومتها الأكبر والأهم من ذلك انخفاض تكلفتها. من ناحية أخرى ، يزيد تقوية FRP من تخميد الهيكل ضد اهتزازات الزلزال ، ولهذا السبب ، يمكن القول أن حديد التسليح هذا يستخدم في جعل المباني مقاومة للزلازل.
أنواع حدائد التسليح FRP و GFRP
- حديد التسليح الزجاجي أو المقواه المرکب (البوليمر المقوى بالألياف الزجاجية) GFRP
- حدید التسلیح الكربون أو (البوليمر المقوى بألياف الكربون) GFRP
- حديد التسليح آرامید (البوليمر المقوى بألياف الأراميد AFRP)
- تقوية العوارض باستخدام ألياف البوليمر FRP
اليوم ، تستخدم الواح التسلیح FRP على نطاق واسع لتقوية الهياكل الخرسانية المسلحة. ستزيد هذه الواح من مقاومة الانحناء والقص للخرسانة. أحد الأسباب الرئيسية لاختيار هذه الطريقة لتقوية الهيكل هو الوزن الخفيف جدًا لهذا الحدائد التسلیح ، ومقاومتها للتآكل، وسهولة نقلها وتركيبها.
تظهر نتائج استخدام هذا النوع من حديد التسليح في الهياكل أن العوارض المقواة بحواجز GFRP تظهر أعلى قدر من المقاومة ضد أقل إزاحة ولها ما يسمى بالسلوك الأكثر هشاشة.
أهم مزايا استخدام حدائد التسليح FRP و GFRP
إن استخدام هذه الطريقة في بناء الهياكل المختلفة له العديد من المزايا ، بحيث يمكن القول أن استخدام حدائد التسليح FRP و GFRP يزيد بشكل كبير من قوة الهياكل. فيما يلي سنناقش بعض مزايا هذه الطريقة.
مقاومة عالية للتآكل
ربما يكون السبب الأول لاستخدام حدائد التسليح FRP و GFRP هو مقاومتها العالية للتآكل. هذا الحدائد التسلیح هي أفضل أنواع حديد التسليح لبناء المنازل وجميع أنواع الهياكل في المناطق البحرية.
ارتفاع قوة الشد
في حديد التسليح FRP ، لا يحدث العائد وبالتالي فإن قوة الشد النهائية هي المعيار. قطر هذا الحدائد التسلیح أصغر بكثير من أنواع الفولاذ ، ولا تحتوي الألياف الموجودة بالقرب من مركز المقطع العرضي على نفس الضغوط المنتظمة مع الألياف بالقرب من السطح الخارجي. هذه الميزات تجعلها تتمتع بقوة شد عالية جدًا ، ولكنها ليست عالية جدًا ضد الضغط.
الوزن الخاص
عادةً ما تكون حدائد التسلیح الفولاذی ثقيلة جدًا ويصعب نقلها. استخدام ألياف حديد التسليح يحل هذه المشكلة تمامًا. يبلغ وزن حديد التسليح FRP 25٪ فقط من وزن حديد التسليح الفولاذي ، لذلك يسهل تخزينه ونقله وتركيبه.
العزل الكهربائي والمغناطيسي
تم بناء العديد من الهياكل في مناطق في المجالات الكهربائية والمغناطيسية. قد يؤدي استخدام حديد التسليح في بناء الهياكل في هذه المناطق إلى مخاطر لا يمكن إصلاحها على الحياة. لهذا السبب ، يوصى باستخدام حديد التسليح البوليمر مثل FRP لبناء أماكن مثل المستشفيات والمطارات ومراكز الرادار وما إلى ذلك ، والتي تكون شديدة التعرض للأمواج. هذه الألياف غير موصلة ويمكن أن تعمل كعوازل في المجالات الكهربائية.
مقاومة للزحف
تتمتع ألياف الكربون والزجاج و FRP و GFRP بمقاومة عالية جدًا للزحف. من ناحية أخرى ، يلعب اتجاه وضع وحجم ألياف المقوی دورًا مهمًا في أداء الزحف للمركب.
تظهر الأبحاث أن ألياف GFRP ذات النوعية الجيدة لديها سلالة زحف تبلغ حوالي 3٪ من الإجهاد الأولي المرن. لهذا السبب ، يمكن القول أن مقاومة الزحف لهذه الألياف الحديدية أعلى بكثير من حديد التسليح الفولاذي.
من ناحية أخرى ، أظهر بحث آخر أنه إذا تعرض الفولاذ لضغط أكبر من 75٪ من إجهاده النهائي ، فإنه سيواجه فجأة تمزقًا زحفًا دون أي تغيير في القوة. ولكن في حالة حديد التسليح FRP و GFRP ، يُقال أنه إذا كان الضغط المطبق عليهم أقل من 60 ٪ من القوة النهائية ، فلن يحدث تمزق الزحف.
مقاومة عالية للتعب
تسمى دورات التحميل المتناوبة للهيكل مستوى تعب هذا الهيكل. تعتبر مقاومة مركب FRP ضد هذه الدورات عالية جدًا ، وهذا هو السبب في استخدام هذه الألياف أكثر من غيرها في صناعة الطيران. في المقابل ، يتمتع الفولاذ بمقاومة أقل لهذه الدورات. بالطبع ، تظهر الأبحاث أن GFRP لديها مقاومة إجهاد أقل من FRP ، وهذه المقاومة أقل من الفولاذ.
التصاق عالي
أحد الأشياء التي تسهل العمل مع حدائد التسليح المركب هو الالتصاق العالي. تظهر نتائج البحث أن التصاق ألياف FRP مرتفع جدًا عند التعامل مع الخرسانة. لزيادة الالتصاق بين ألياف المقوی ومصفوفة الراتنج ، يتم أيضًا استخدام تعديل السطح.
كلمة أخيرة؛ تقویه حديثة بألياف FRP و GFRP
في هذه المقالة ، ناقشنا القضية المهمة للغاية المتمثلة في تقویه العوارض باستخدام حدائد التسلیح FRP و GFRP. لقد جعل استخدام حدائد التسليح هذه أعمال البناء أسهل بكثير وخفض العديد من التكاليف. من ناحية اخری ، تزيد هذا الحدائد التسلیح من مقاومة الهياكل ضد الزلازل. جعلت الطبيعة غير الموصلة لهذه الألياف خيارًا لا يمكن الاستغناء عنه في العديد من الهياكل.