فایبرگلاس (FRP) چیست و چه کاربردی دارد؟
می‌دانیم یکی از مهم‌ترین خطرات بیرونی که برای سازه‌های آهنی وجود دارد زنگ‌زدگی است. همیشه زنگ زدن آهن برای صنعتگران و افرادی که از محصولات آهنی استفاده می‌کنند چالش و معضل بزرگی بوده است. بنابراین جدای روش های جلوگیری از زنگ زدگی آهن ممکن است اولین راه‌حل شما برای این مشکل استفاده از مواد زنگ‌نزن باشد. این مواد ممکن است گاهی قیمت بالایی داشته باشند یا با توجه به دلایل دیگری کارایی مدنظر برای موارد مصرف را نداشته باشند. از این رو فایبرگلاس به وجود آمد. فایبرگلاس معمولا از مواد پلیمری با الیاف شیشه ساخته می‌شود. یکی از کاربردهای فایبرگلاس این است که بر روی آهن به صورت کامپوزیت قرار بگیرند و در برابر خطرات از آهن محافظت کنند. در این مقاله سعی داریم در مورد انواع محصولات فایبرگلاس صحبت کنیم و کاربرد آن را بگوییم.
فایبرگلاس (FRP) چیست؟
فایبرگلاس (FRP) یا Fiber Reinforced Polymer نوعی کامپوزیت است که شامل دو بخش زمینه و تقویت‌کننده، است. قسمت تقویت‌کننده کامپوزیت می‌تواند در اشکال مختلفی مثل الیاف پشم شیشه، کربن؛ آرامید و بازالت، باشد و تقویت‌کننده، به شکل الیاف (fiber) و از جنس شیشه (glass) است و این الیاف‌ها به شکل بافته شده و به حالت تار و پود در زمینه قرارمی‌گیرند. قسمت زمینه یا ماتریس معمولا از جنس پلیمر است. استفاده از این ماده در صنایع گوناگون دلایل مختلفی دارد. با مقایسه کامپوزیت FRP با آهن، در می‌یابیم که آهن به خودی خود ماده‌ای بسیار مقاوم و مستحکم است؛ اما کامپوزیت فایبرگلاس (FRP) این استحکام را بیشتر می‌کند. فیبرها در ساختار فایبرگلاس معمولا نیرو را به زمینه منتقل می‌کنند. مهم‌ترین خاصیت فیبرها، محافظت از زمینه در برابر خطرات فیزیکی و به ویژه شیمیایی محیط از جمله انواع خطرات خوردگی و سولفات و... است.
کامپوزیت تقویت‌شده با فایبرگلاس به دلیل اقتصادی بودن در انواع صنایع مختلف کاربرد دارد. یکی از پرکاربردترین قسمت‌هایی که از فایبرگلاس استفاده می‌کنند، صنعت ساختمان است. این محصولات به دلیل مقاومت در برابر خطرات و استحکام بالا در ساختمان‌ها مقاومت سازه را تقویت می‌کنند. کامپوزیت فایبرگلاس به حالت‌های مختلف میلگرد، ورقه، تسمه، گریتینگ فایبرگلاس و... ساخته و مورد استفاده قرار می‌گیرد.
کامپوزیت تقویت‌شده با فایبرگلاس به دلیل اقتصادی بودن در انواع صنایع مختلف کاربرد دارد. یکی از پرکاربردترین قسمت‌هایی که از فایبرگلاس استفاده می‌کنند، در صنعت ساختمان به صورت میلگرد، پروفیل، تسمه و گریتینگ فایبرگلاس است.
کاربرد فایبرگلاس در ساختمان
قیمت محصولات مورد استفاده در سازه همیشه در صنعت ساختمان در اولویت اول بوده است. همچنین به دلیل سنگین بودن مواد در ساختمان، مقاومت فیزیکی سازه‌ها نیز اهمیت زیادی دارد. علاوه بر مقاومت فیزیکی، استحکام شیمیایی مواد سازه‌ها هم عاملی است که باید آن را مدنظر قرار دارد. تمام این فاکتورهای ذکرشده باعث شده است که این محصولات کامپوزیتی فایبرگلاس در صنعت ساختمان پرکاربرد باشد. این محصول به خاطر ظاهر زیبایی که نسبت به محصولات آهنی دارد، در ظاهر و دکور سازه‌ها شهری بسیار زیاد مورد استفاده قرار می‌گیرد. در بسیاری از مجسمه‌هایی که شهرداری ساخته و در سطح شهر مورد استفاده قرار می‌گیرد، وجود فایبرگلاس مشهود است. همچنین در قسمت پارکینگ ساختمان‌ها از محصولات فلزی فایبرگلاس استفاده زیادی می‌شود. در نیمکت‌های بسیاری از پارک‌ها و جدا از قسمت‌های نمایان و بیرون سازه‌ها در سطح شهر، در دکوراسیون داخلی نیز از این محصول پرکاربرد بهره می‌گیرند.
ویترین مغازه‌ها مکان دیگری است که استفاده از فایبرگلاس‌ها در آن متفاوت است. نمای بیرونی انواع ساختمان با کارکرد تجاری و مسکونی جایی است که محصولات فایبرگلاس مورد توجه ویژه معماران و هنرمندان قرار گرفته است. این موضوع نشان‌دهنده آن است که این محصولات علاوه بر استحکام در دو فاکتور فیزیکی و شیمیایی، از نظر بصری هم جذاب و مورد توجه هستند. دیگر جایی که فایبرگلاس‌ها به وفور دیده می‌شوند، استخر و سونا و جکوزی است. دلیل استفاده این محصولات مقاومت بالای فایبرگلاس‌ها در برابر رطوبت و همچنین حرارت است. علاوه بر موارد ذکر شده، در سینک ظرفشویی و دستشویی ممکن است که محصولاتی از جنس فایبرگلاس به کار رفته باشند.
میلگرد فایبرگلاس
میلگرد فایبرگلاس در صنعت قدمت طولانی دارد. بیش از ۵۰ سال است که در دنیا از میلگرد فایبرگلاس استفاده می‌شود. این میلگرد در ابعاد گوناگون تولید و روانه بازار می‌شود و شما می‌توانید در بازار این میلگرد را در قطر ۴ تا ۲۲ میلی‌متری بیابید. در حالت خاص و سفارشی می‌توان این محصول را تا قطر ۳۲ میلی‌متر سفارش داد. میلگرد فایبرگلاس در اغلب اوقات مکمل بتن در ساختمان‌سازی برای تقویت مقاومت قسمتی یا کل یک بنا است. در کف زمین، فرودگاه‌ها و هر سازه بتنی ممکن است اثراتی از میلگرد فایبرگلاس بیابید. مهندسان عمران مقاومت و نیاز یک سازه را بر اساس کاربرد و سایر متریال‌های به کار گرفته شده محاسبه می‌کنند و به شما می‌گویند که چه میلگردی با چه ابعادی مورد نیاز است. قیمت میلگرد عامل دیگری در تصمیم‌گیری در این باره است.
وزن کم میلگرد فایبرگلاس و بالا بردن استحکام در کنار بتن عوامل مهمی هستند که یک ساختمان‌ساز برای کارش از این محصول استفاده کند. همچنین این میلگرد مانند سایر محصولات فایبرگلاس مقاومت بالایی در برابر حرارت و زنگ‌زدگی دارد و عمر یک بنا را بالا می‌برد.
گریتینگ فایبرگلاس
گریتینگ شبکه‌ای از تسمه‌های رابط و باربر از جنس فولاد یا سایر مواد است که کاربرد فراوانی دارد؛ در انواع صنایع و شهرسازی می‌توان ردپای گریتینگ را مشاهده نمود. همچنین در کفپوش‌‌ها و پله مکان‌های تولیدی ممکن است گریتینگ را دیده باشید. این سازه از اتصال تسمه‌های مختلف ساخته می‌شود و انواع مختلفی دارد که یکی از مهم‌ترین آن‌ها گریتینگ فایبرگلاس است. این نوع گریتینگ از تسمه‌هایی که جنس کامپوزیت تقویت شده با الیاف فایبرگلاس دارند، ساخته می‌شود؛ گریتینگ فایبرگلاس به تنهایی بسیار مقاومت بالایی دارد و مانند سایر نوع‌های گریتینگ برای افزایش مقاومت به خوردگی نیاز به گالوانیزه شدن ندارد. جدای از ساختمان‌سازی، صنایع الکترونیکی، صنایع غذایی، صنایع آزمایشگاهی و... پذیرای گریتینگ فایبرگلاس هستند. این محصول در رنگ‌ها و طرح‌های مختلف تولید می‌شود. رنگ زرد و قرمز گریتینگ فایبرگلاس معمولا در صنایع نفت و گاز پرکاربرد است. اما رنگ توسی و سبز این محصول در ساختمان‌سازی و زیباسازی نمای شهری پرکاربرد است.
کامپوزیت فایبرگلاس همان پلیمر تقویت‌شده با فیبر است و ممکن است این محصول را در بازار گریتینگ، کامپوزیت بنامند که به همین محصول اشاره دارد. گرما و خطرات شیمیایی قادر به صدمه زدن به این محصول مستحکم نمی‌شوند. این محصول با توجه به عمر و دوام بالایی که در سازه دارد، از نظر اقتصادی به‌صرفه است. گریتینگ فایبرگلاس در مقایسه به گریتینگ گالوانیزه بسیار بهتر و دارای ظاهر زیباتری است.
ورق فایبرگلاس
ورق‌های فایبرگلاس کاربرد وسیعی در صنعت دارند. نورگیر انواع سالن‌ها و سازه‌ها ممکن است با ورق فایبرگلاس ساخته شود. همچنین در گلخانه‌ها برای رسیدن نور به محصولات کشاورزی از این نوع ورق استفاده می‌کنند. دیگر کاربرد این ورق، در پوشش سقف و بدنه سازه‌ها است. وزن کم و مقاومت بالا عاملی شده تا سازنده‌های قالب‌ها و قطعات صنعت هوایی از ورق فایبرگلاس استفاده کنند. صنعت هوایی از صنایعی است که در آن ایمنی بسیار مهم است. در انواع کشتی‌ها و تجهیزات دریایی ممکن است ورق فایبرگلاس موجود باشد. صنعت ساختمانی که محل اصلی استفاده از این محصول است. هزینه پایین این محصول در مقابل محصولات مشابه مزید بر علت شده تا این محصول به وفور در ساختمان‌ها استفاده شود. پارکینگ خانه‌ها دیگر مکانی است که از این ورق پرکاربرد استفاده می‌کنند.
از جمله ویژگی‌های ورق فایبرگلاس موارد زیر است:
- ورق فایبرگلاس قابل شستشو است. همین خصوصیت به تنهایی می‌تواند این ورق را در برابر رقبا پیروز کند.
- سبک و محکم است.
- خاصیت عایق حرارتی دارد.
- عایق رطوبتی و الکتریسیته از دیگر خصوصیات این محصول است.
- شکل و وزن این محصول باعث شده است ک قابلیت اجرایی بالایی داشته باشد. یعنی تکنسین‌های متخصص نصب این محصول می‌توانند در کمترین زمان ممکن این محصول را نصب کنند. همین موضوع باعث کاهش هزینه‌های نصب در ساخت یک بنا است.
پروفیل فایبرگلاس
محصولات استفاده شده در سازه‌ها ممکن است در برابر خطرات جدی الکتروشیمیایی قرار بگیرند؛ برای این مشکل می‌توان از فولاد زنگ‌نزن استفاده نمود؛ اما مشکل فولاد زنگ‌نزن این است که قیمت آن به شدت بالا است. در صنعت ساختمان همانطور که اشاره کردیم، قیمت محصولات اهمیت زیادی دارد. بنابراین در اکثر مواقع استفاده از فولاد ضدزنگ صرفه اقتصادی ندارد. علاوه بر فولاد ضدزنگ، راه‌های به این شکل دیگری هم برای این موضوع وجود دارد. ولی تمام راه‌حل‌های دیگر هم یا هزینه گزافی را در پی دارند و یا نصب آن‌ها دردسر دارد. همین موضوع باعث شده است که از آرماتورها و پروفیل‌های فایبرگلاس کامپوزیتی بهره بگیرند.
پروفیل فایبرگلاس علاوه بر صنعت ساختمان‌سازی در صنایع دریایی و نظامی هم کاربرد فراوانی دارد. زیرا در این صنایع هم انواع خوردگی و زنگ‌زدگی و آسیب‌های شیمیایی و فیزیکی به وفور یافت می‌شود. وزن کم و استحکام بالا و نارسانایی از عمده دلایل استفاده از این محصول است. با این حال بزرگ‌ترین سهم بازار این محصول را صنعت ساختمان‌سازی دارد. استفاده از این محصول در کشور ما روزبه‌روز سرعت بالاتری پیدا می‌کند. مخصوصا در شهرهای دارای آب و هوای غیرطبیعی و شهرهای مرطوب ایران استفاده از این محصول به سرعت در حال افزایش است.
از جمله ویژگی‌های پروفیل فایبرگلاس موارد زیر است:
- عایق الکتریسیته و حرارت است.
- به راحتی می‌توان آن را حمل نمود.
- تنوع رنگی و ابعادی این محصول بسیار زیاد است و همین نکته باعث توجه این پروفیل در زیبایی بناها شده است.
- با محیط بهداشتی و پزشکی سازگاری بالایی دارد.
- از نظر مغناطیسی نفوذناپذیر است و این موضوع برای فعالان بسیاری از صنایع اهمیت خاصی دارد.
استانداردها و خواص کامپوزیت FRP
استاندارد خیلی قوی و در سطح بین‌المللی برای فایبرگلاس‌ها وجود ندارد. همین موضوع کارهای محاسباتی را در صنعت ساختمان برای مهندسان عمران سخت کرده است. ولی یک مدل استاندارد آمریکایی در مورد شکل‌ها وجود دارد. همچنین استانداردهایی در مورد موادی که در ساخت فایبرگلاس استفاده می‌شود، وجود دارد. این استاندارد بیشتر بر روی فشار و اشتعال‌پذیری و مقاومت در برابر خوردگی تاکید دارد.
از خواص فایبرگلاس می‌توان سبک بودن اشاره کرد. همچنین مهم‌ترین خاصیت این ترکیب از متریال استحکام آن است. استحکام این محصول به قدری بالا است که در سازه‌های ساختمانی چندین تن بار را تحمل می‌کند. مقاومت در برابر خوردگی دیگر خاصیت مهم این محصول است. همین موضوع باعث شده که در مکان‌های مرطوب مانند شمال کشور از این محصول استفاده کنند. مقاومت بالا در برابر آتش‌سوزی و غیرمغناطیسی بودن از دیگر خواص این ماده است.
مزایا و معایب سازه‌های فایبرگلاس
سازه‌های فایبرگلاس مزایا و معایب زیادی دارند. البته مزایای این محصول بیشتر از معایب آن است. به همین جهت در صنایع گوناگون به ویژه در خانه‌سازی مورد توجه قرار گرفته است. از مزایای این محصول سبک بودن است. سبک بودن از آن جهت است که این محصول جایگزین محصولات آهنی و فولادی است. نصب این محصول در محل مورد استفاده‌اش آسان است. استفاده از این سازه در ساختمان باعث می‌شود که علی‌رغم انتقال نور خورشید به داخل ساختمان دید وجود نداشته باشد. در آب و هوای سرد به خوبی از بنا و ساختمان محافظت می‌کند. در برابر رطوبت و خوردگی مقاومت بالایی دارد. به نسبت کاربردهایی که دارد، می‌توان گفت ارزان‌ترین پوشش سقفی موجود در بازار ایران است و برعکس آهن ضخیم این محصول را می‌توان به شکل منحنی نصب کرد. تنوع رنگی و ابعادی این محصول برای جلوه‌های بصری کارایی بالا دارد.
از معایب این محصول این است که زود کدر می‌شود و بسیار زیاد دیده شده که فایبرگلاس پوسته پوسته شده باشد. حتی ممکن است الیاف آن از سطح آن جدا شوند و بر روی زمین بریزند. این محصول از نظر محیط زیستی دوستدار طبیعت نیست. صدای برخورد قطره‌های باران به این محصول واقعا آزاردهنده است و حتی باد شدید و تکان‌های فایبرگلاس باعث صلب آسایش می‌شود. شکننده است و گزارش‌هایی وجود دارد که نشان می‌دهد این محصول مانند تکه چوب خشک و نازکی به راحتی شکسته است.
نتیجه‌گیری
فایبرگلاس ترکیبی از دو نوع ماده فیبری و الیافی است. سازنده‌های فایبرگلاس سعی کرده‌اند جایگزین مناسبی برای محصولات فولادی در صنایع مختلف به خصوص صنعت ساختمان بسازند. مهم‌ترین مزایایی که این محصول دارد سبک بودن و استحکام بالای آن است. همچنین این محصول به گونه‌ای طراحی شده که علاوه بر دوام بالا قیمت پایینی داشته باشد. افزون بر موارد فوق، فایبرگلاس ضدخوردگی و ضدزنگ است. این خاصیت باعث شده که صنعتگران آن را در مواردی که تغییرات شیمیایی زیاد است، استفاده کنند. تنوع در رنگ و ابعاد قدرت انتخاب بالایی به مهندسان و طراحان پروژه‌های عمرانی و حتی معماری داده است. اگر شما هم تجربه‌ای از استفاده از این مدل محصولات کامپوزیتی دارید لطفا در قسمت نظرات زیر همین مقاله با ما به اشتراک بگذارید.
