میلگرد GFRP یا میلگرد کامپوزیتی چیست؟

میلگرد GFRP یا میلگرد کامپوزیتی تقویت‌شده با الیاف شیشه (GFRP)نوعی میلگرد تقویت‌کننده است که در سازه‌های بتنی استفاده می‌شود. این نوع میلگرد از الیاف شیشه‌ای که با یک رزین پلیمر، مانند اپوکسی، ترکیب شده‌اند، ساخته می‌شود. این ترکیب به تولید میلگردی منجر می‌شود که در عین سبک وزن بودن مقاومت بالایی دارد....

• نویسنده: سمیرا افشار
• 1404/05/09 - 12:22
• دانشنامه
• 0 نظر

آهن پرایس: دنیای ساخت‌وساز به طور مداوم در حال پیشرفت و نوآوری است و یکی از این نوآوری‌ها که به تحول در صنعت ساخت و ساز منجر شده، میلگرد کامپوزیتی تقویت‌شده با الیاف شیشه (GFRP) است. اگرچه قیمت میلگرد GFRP ممکن است کمی بیشتر از قیمت میلگرد فولادی معمولی باشد، اما مزایای متعدد آن باعث می‌شود که این سرمایه‌گذاری در درازمدت مقرون‌به صرفه و ارزشمند باشد.

 میلگرد GFRP چیست؟

میلگرد کامپوزیتی تقویت‌شده با الیاف شیشه Glass Fiber Reinforced Polymer همانطور که اشاره شد عنصر مرکب متشکل از الیاف شیشه‌ای با مقاومت بالا است. این محصول نوآورانه برای جایگزینی با میلگرد آجدار و ساده فولادی در سازه‌های بتنی طراحی شده است. میلگرد GFRP دارای مزایای متعددی از جمله مقاومت فوق‌العاده در برابر خوردگی، استحکام کششی بالا و وزن سبک است. از همین رو امروزه انتخاب ایده‌آلی برای پروژه‌های ساختمانی مدرن محسوب می‌شود.

چرا باید میلگرد GFRP را انتخاب کنیم؟

میلگرد GFRP با توجه به ویژگی‌های منحصر به فردی که در بالا اشاره کردیم طول عمر مفید بالاتر و هزینه‌های نگهداری کمتری در بلندمدت دارد از همین رو در سال‌های اخیر جزو گزینه‌های اصلی سازندگان و پیمانکاران در پروژه‌های عمرانی و ساختمانی به شمار می‌رود. از دیگر ویژگی‌هایی که منحصر به فرد این محصول می‌توان موارد زیر را نام برد.

• مقاومت در برابر خوردگی و زنگ زدگی: برخلاف میلگرد فولادی، میلگردهای GFRP دچار خوردگی نمی‌شود. این مقاومت در برابر خوردگی باعث حذف ورم‌هایی می‌شود که منجر به ترک و پوسته‌پوسته شدن بتن می‌گردد و به حفظ یکپارچگی سازه‌ها و زیرساخت‌ها تا۲۰۰ سال منجر می‌شود که امر به معنای صرفه‌جویی در هزینه‌های نگهداری و تعمیر است.
• سبک و بادوام: وزن میلگرد GFRP به‌طور قابل‌توجهی سبک‌تر از وزن میلگرد فولادی است، به عبارتی وزن میلگرد GFRP بین یک‌چهارم تا یک‌هفتم میلگرد فولادی است. از همین رو وزن سبک میلگرد GFRP کاهش هزینه‌های کارگری و هزینه‌های نصب، کاهش خطر آسیب‌دیدگی در حین حمل و نقل و آسیب به خود میلگرد را به دنبال دارد.
• پایداری و دوام بالا: عمر طولانی و دوام میلگرد GFRP نیاز به تعویض‌های مکرر را کاهش می‌دهد و در نتیجه منابع را حفظ و ضایعات را کاهش می‌دهد.
• صرفه‌جویی اقتصادی: اگرچه هزینه خرید میلگرد GFRP ممکن است بالاتر از قیمت میلگرد آهن باشد، اما مزایای بلندمدت آن هزینه‌های اولیه را جبران می‌کند. به عبارتی مزایایی مانند نیاز کمتر به تعمیر و نگهداری، حمل و نقل ارزان‌تر به دلیل ‌وزن سبک، میلگرد GFRP را در درازمدت اقتصادی‌تر می‌سازد.
• تأثیر زیست‌محیطی: استفاده از GFRP با تغییر جهانی به سمت شیوه‌های ساخت‌وساز پایدار هم‌راستا است. این ماده مزایای تولید کمتر و اثرات زیست‌محیطی کمتری نسبت به مواد معمولی دارد. در مواجهه با چالش‌های فزاینده ناشی از تغییرات اقلیمی، پذیرش موادی مانند GFRP به کاهش اثرات زیست‌محیطی ما کمک می‌کند.
• هدایت حرارتی پایین: تقریباً 100 برابر کمتر از میلگرد فولادی، که باعث کاهش اتلاف حرارت در سازه‌های بتنی تقویت‌شده با میله‌های کامپوزیتی می‌شود.
• تقویت بدون جوشکاری: کامپوزیت شیشه‌ای به سادگی با سیم یا گیره‌های پلاستیکی بسته می‌شود.
• مقاومت کششی 2 تا 2.5 برابر بیشتر از فلز.
• قابلیت استفاده در دمای بین -70 تا +200 درجه سانتی‌گراد.

میلگرد GFRP چه معایبی دارد؟

اگر چه میلگرد GFRP مزایای بی‌شماری دارد اما مانند هر محصول دیگری ممکن است از جهات مختلفی با معایب و چالش‌هایی نیز همراه باشد. که در ادامه به مهمترین آنها اشاره می‌شود.

• قیمت بالا: قیمت میلگرد GFRP ممکن است گران‌تر از قیمت میلگرد فولادی باشد و این موضوع می‌تواند بر بودجه کلی پروژه و هزینه‌های نهایی تأثیر بگذارد. اما در بلند مدت کاهش نیاز به نگهداری و عمر طولانی‌تر این محصول می‌تواند از نظر اقتصادی به صرفه باشد و این سرمایه‌گذاری را توجیه کند.
• دقت و تخصص بالا در نصب: میلگرد GFRP به مراقبت و نصب صحیح نیاز دارد از همین رو برای نصب و جایگذاری آن از افراد متخصص و ماهر استفاده کرد. همچنین رعایت دستورالعمل‌های تولیدکننده برای اطمینان از عملکرد صحیح آن با بتن بسیار ضرورت دارد.

میلگرد فایبرگلاس در چه سایزهای تولید می‌شود؟

میلگرد کامپوزیتی یا GFRP مانند میلگردهای فولادی عمدتا به صورت شاخه‌ای و کلافی در سایزهای مختلفی تولید می‌شود. به عبارتی دیگر قطر میلگردهای فایبرگلاس عمدتا بین 4 تا 40 میلیمتر است و طول آن نیز در هر کلاف ممکن است به 100 متر نیز برسد و در اندازه‌های مورد نیاز برش بخورد. همچنین میلگردهای با ابعاد بالاتر و سایز بزرگ نیز که به صورت شاخه‌ای تولید می‌شود، عمدتا 15 متری هستند.

استانداردهای تولید میلگرد GFRP

تولید میلگردهای GFRP عمدتا براساس استانداردهای بن‌آلمللی متعددی تولید می‌شود براساس این استاندارد تولید داری ویژگی‌های مختلفی است.

• ACI 440.1R (ایالات متحده) – راهنمای طراحی برای تقویت‌کننده‌های FRP
• CSA S807 / S806 (کانادا) – بتن تقویت‌شده با FRP
• CNR-DT 203 (ایتالیا) – راهنمای اروپایی

این استانداردها قوانین روشنی برای استفاده ایمن ارائه می‌دهند و پذیرش جهانی را ترویج می‌کنند.

انواع میلگرد GFRP 

• ASK - تقویت‌کننده کامپوزیتی الیاف شیشه‌ای؛
• ASP - تقویت‌کننده پلیمری الیاف شیشه‌ای؛
• AUK - میلگرد کامپوزیتی کربنی؛
• AKK - تقویت‌کننده کامپوزیتی ترکیبی.

با خرید تقویت‌کننده‌های کامپوزیتی، به‌عنوان مثال، در یک حلقه 100 متری، می‌توانید حلقه‌هایی با هر طول مورد نیاز خود برش دهید که این امر مقدار ضایعات را کاهش می‌دهد و از نیاز به اتصال میله‌های فردی با طول استاندارد (6 یا 12 متر) جلوگیری می‌کند.

با خرید میلگرد کلافی می‌توانید در هزینه حمل و نقل صرفه‌جویی کنید، زیرا نیازی به سفارش حمل و نقل با طول بدنه بلند و ظرفیت بار بزرگ نیست. همچنین پس از باز کردن حلقه میلگرد کامپوزیتی، نیازی به صاف کردن آن نیست! خود به خود صاف می‌شود و رفتار آن مشابه رفتار یک فنر است. هرچه قطر میلگرد پیچیده شده در حلقه بیشتر باشد، باید با احتیاط بیشتری آن را باز کنید.

کاربردهای اصلی میلگرد GFRP

میلگرد GFRP در پروژه‌های ساختمانی مختلفی به‌ویژه در محیط‌هایی که میلگردهای ساختمانی فولادی ممکن است با مشکلاتی مواجه شود، مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ادامه به رایج‌ترین کاردهای این محصول اشاره می‌شود.

• پل‌ها و جاده‌ها: میلگرد GFRP برای پل‌ها و جاده‌هایی که در معرض نمک و شرایط آب و هوایی سخت قرار دارند، انتخاب مناسبی است.
• سازه‌های دریایی: این میلگرد برای اسکله‌ها، داک‌ها و سایر سازه‌هایی که در معرض آب دریا و محیط قلیایی قرار دارند، ایده‌آل است زیرا در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی مقاومت بالایی دارد.
• ترمیم بتن: میلگرد GFRP برای ترمیم و تقویت سازه‌های بتنی موجود استفاده می‌شود تا عمر آنها را افزایش دهد.
• ساختمان‌های صنعتی: این میلگرد در کارخانه‌ها و کارگاه‌های تولیدی که ممکن است مواد شیمیایی وجود داشته باشد، گزینه مناسب و ایده‌آلی است.
• تاسیسات پزشکی: در محیط‌های بیمارستانی، به‌ویژه در اتاق‌هایی که تجهیزات حساسی مانند دستگاه‌های MRI وجود دارد، استفاده از میلگرد GFRP به دلیل طبیعت غیرهدایت‌گر خود بر میلگرد فولادی ارجحیت دارد تا از تداخل با تجهیزات پزشکی جلوگیری کند.

از دیگر کاربردهای میلگردهای کامپوزیتی می‌توان به طراحی منظر، تقویت دیوارها و سقف‌ها، سازه‌های کشاورزی ساخت مترو، کف‌پوش‌های بتنی و ساخت پارکینگ‌ها و پارکینگ‌های خودرو اشاره کرد.

استفاده از تقویت‌کننده‌های غیر فلزی عمر سازه‌ها را 2 تا 3 برابر بیشتر از استفاده از تقویت‌کننده‌های فلزی افزایش می‌دهد، به‌ویژه در معرض محیط‌های خورنده، از جمله آن‌هایی که حاوی نمک‌های کلرید، قلیاها و اسیدها هستند. از همین رو امروزه کاربرد میلگرد GFRP در غالب صنایع ساختمانی، عمرانی و صنایع مختلف رواج یافته است.

تفاوت‌های میلگرد GFRP با میلگرد فولادی

شاید این پرسش برای شما هم ایجاد شود که میلگردهای GFRP با میلگردهای فولادی چه تفاوتی دارند و چرا استفاده از میلگرد کامپوزیتی توصه می‌شود و مزیت رقابتی بالایی نسبت به نوع فولادی خود دارد.

در پاسخ باید گفت عناصر به کار رفته، فرایند تولید، شکل میلگرد، سایزها و استاندارد به کار رفته در تولید و قیمت میلگرد پارامترهایی است که این دو محصول را از نظر کیفیت، قیمت و کاربرد و عملکرد متمایز می‌کند. در ادامه به مقایسه برخی از این ویژگی‌ها پرداخته می‌شود.

مقایسه هزینه میلگرد فولادی با میلگرد GFRP در 30 سال

آنچه در جدول زیر مشاهده می‌کنید مقایسه‌ای تحلیلی بر هزینه استفاده از میلگرد فولادی و میلگرد کامپوزیتی در بازه 30 ساله است، گفتنی است قیمت‌ها واقعی و از میانگین FOB چین، در سه‌ماهه دوم سال 2025 استفاده شده است.

مقایسه ویژگی‌های مکانیکی میلگرد فولادی با میلگرد GFRP

استحکام مکانیکی عامل اصلی در انتخاب تقویت‌کننده است. به عنوان نمونه از نظر مقاومت کششی، میلگرد الیاف شیشه‌ای با قطر 12 میلی‌متر از میلگرد فولادی با قطر 14 میلی‌متر کمتر نیست و به‌خوبی می‌تواند جایگزین آن شود. در زیر جدول مقایسه‌ای از ویژگی‌های کلیدی مکانیکی این دو میلگرد درج شده شده است:

میلگرد کامپوزیتی تقویت‌شده با الیاف شیشه (GFRP) یک ماده ساختمانی پیشرفته با مزایای چندگانه است که از جمله آن‌ها می‌توان به مقاومت در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی، وزن سبک و دوام و طول عمر بالا اشاره کرد. اگرچه ممکن است هزینه بیشتری نسبت به میلگرد فولادی سنتی داشته باشد، اما مزایای آن می‌تواند آن را به انتخابی هوشمندانه برای پروژه‌های خاص تبدیل کند.

با درک نقاط قوت میلگرد GFRP، سازندگان و مهندسان می‌توانند تصمیمات آگاهانه‌تری اتخاذ کرده و از این ماده برای ایجاد سازه‌های قوی‌تر و بادوام‌تر استفاده کنند که می‌توانند در برابر شرایط چالش‌برانگیز مقاومت کنند.

پرسش‌های متداول درباره میلگرد GFRP

1- مزایای استفاده از GFRP نسبت به میلگرد فولاد چیست؟

استفاده از میلگرد GFRP در انواع سازه‌های عمرانی با مزایایی از جمه افزایش طول عمر و دوام سازه، کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری، بدون نیاز به جوشکاری، وزن سبک و حمل و نقل و نصب آسان همراه است.

2- یا GFRP گران‌تر از فولاد است؟

بله به ازای هر تن ممکن است قیمت میلگرد فایبرگلاس بالاتر باشد اما به ازای هر پروژه نهایی، اقتصادی و به‌صرفه است. وزن سبک‌تر و کاهش هزینه‌های حمل و نقل، کاهش هزینه تعمیر و نگهداری در بلند مدت نسبت به میلگرد فلوادی بسیار به صرفه است.

3- میلگرد GFRP در کجا می‌تواند استفاده شود؟

میلگرد GFRP در انواع سازه‌های ساختمانی و صنعتی از جمله پل‌های دریایی و ساخلی، کارخانه‌های تصفیه فاضلاب و آب‌شیرین‌کن، تأسیسات MRI و رادار و پنل‌های پیش‌ساخته سبک مورد استفاده قرار می‌گیرد.

4- عمر مفید میلگرد GFRP چقدر است؟

عمر مفید میلگردهای GFRP در سازه‌ها و زیرساخت‌ها تا۲۰۰ سال تخمین زده شده است.

انتشار مطالب این سایت با ذکر منبع و درج لینک آزاد است.