انواع مواد مرکب (کامپوزیت) صنعتی

موضوع: معرفی انواع کامپوزیت ها و ویژگی آن ها

مدت زمان مطالعه: 6 دقیقه

تاریخ: 26 بهمن 

مواد مرکب (کامپوزیت) که از ترکیب الیاف و ماتریس تشکیل می‌شوند، با توجه به تنوع انواع الیاف و ماتریس ها، کامپوزیت های گوناگونی را پدید می آورند. مواد مرکب صنعتی که در صنعت ساختمان سازی به کار می روند، عبارتند از:

* شبکه FRP

مواد کامپوزیت با استفاده از الیاف جدیدی برای تسلیح بتن به بازار آمده اند. این مواد از آغشته کردن الياف ممتد کربن و شیشه با نوعی رزین و تشکیل شبکه به دست می آیند. این شبکه ها دارای خواص مطلوبی هستند مانند سبکی، مقاومت بیش از آرماتورهای فولادی، مقاومت در برابر خوردگی، پایداری در برابر حمله مواد شیمیایی و عدم تشکیل میدان مغناطیسی.

سه نوع از این محصولات موجود در بازار عبارتند از:

- نوع G از جنس الیاف شیشه و با وزن مخصوص 7/ 1

- نوع H از ترکیب الیاف شیشه و کربن با وزن مخصوص 1/6

- نوع C از جنس الیاف کربن و با وزن مخصوص 1/4

* اجزای پیش تنیده آرامید

 این کامپوزیت ها برای مسلح کردن سازه ها به صورت اجزای کششی مورد استفاده قرار می گیرند. استفاده از این مواد در ساخت سازه های دریایی که مشکل خوردگی دارند، بسیار مناسب است. همچنین استفاده از آن ها به عنوان جایگزین فولاد مسلح کننده یا پیش تنیده کننده در بتن، در دست بررسی است. زیرا این مواد مقاومت خوبی دارند، در مقابل خوردگی پایدارند و میدان مغناطیسی تشکیل نمی دهند. ترکیب این مواد، الياف آرامید در ماتریس اپوکسی است که در مقاطع گرد و مربع و مستطيل عرضه می شوند.

* آرماتورهای FRP

در ترکیب این مواد الياف آرامید و رزین وجود دارد. از این آرماتورها به دلیل داشتن خواص عالی در مسلح کردن سازه ها استفاده می شود. مقاومت کششی آن ها برابر و حتی بالاتر از فولاد پیش تنیدگی است. این آرماتورها زنگ نمی زنند و در اکثر محیط های خورنده اسیدی و بازی پایدارند و در بتن با سیمان واکنش نمی دهند. وزن آن ها حدود 6/1 فولاد پیش تنیدگی بوده، سختی مناسب دارند و دارای تغییر شکل زیاد در شکست می باشند. همچنین نارسانا هستند و تشکیل میدان مغناطیسی نمی دهند.

* کابل های غیر فلزی CFCO

این کابل ها از ترکیب الیاف کربن و ماتریس مناسب تشکیل شده اند و برای مسلح کردن سازه ها به کار می روند. کابل های CFCO خواص بسیار مناسب تری نسبت به کابل های معمولی دارند. برای مثال هرگاه به عنوان کابل های معلق مورد استفاده قرار گیرند، شکم دادن آنها تا حد زیادی کاهش می یابد. کم بودن وزن خود کابل باعث می شود که بتوان از آنها در پل های معلق با دهانه زیاد استفاده کرد. ویژگی هایی از قبیل خزش کم، پدیده آسودگی و افزایش حجم خطی پایین، مقاومت بالا در برابر خستگی و مقاومت در برابر خوردگی باعث برتری آن ها نسبت به مواد کلاسیک شده است.

این کابل ها به طور گسترده ای در تسليح سازه های گوناگون کاربرد دارند، نظیر:

- بتن مسلح، چوب مسلح، مهار خاک،

- کابل برای پل معلق و پل‌های Cable stayed

- اعضای کششی برای کابل های الکتریکی و کابل های ارتباطات

* آرماتورهای غیر فلزی FIBRA

 این آرماتورهای غیر فلزی با استفاده از الیاف با کیفیت بالا تهیه می شوند. این آرماتورها در واقع مواد کششی جدیدی هستند که برای پیش تنیده کردن بتن مورد استفاده قرار می گیرند و از بافتن الیاف با مقاومت بالا مانند آرامید کربن و شیشه که با رزین آغشته شده اند، به وجود می آیند. مهم ترین خصوصیات این آرماتورها عبارتند از:

وزن کم و مقاومت بالا، دوام، چسبندگی، مقاومت در برابر خستگی و تشکیل میدان مغناطیسی.

* تولیدات غیر فلزی Leadine

در ساختار این تولیدات که به صورت آرماتورهای غیر فلزی تهیه می شوند، الیاف کربن وجود دارد. این آرماتورها حاصل فرآیند پیچیده ای در تولید بوده و دارای مقاومت کششی و مدول الاستیسیته برابر با آرماتورهای فولادی پیش تنیده می باشند. همچنین دارای خواص مناسب مانند وزن سبک ، دوام بالا و مقاومت خوب در برابر خوردگی و میدان مغناطیسی هستند.

* تولیدات غیر فلزی REPLARK

این محصولات از الیاف کربن آغشته به رزین اپوکسی، به صورت ورق تولید می شوند و برای تعمیر و مقاوم سازی سازمانی در معرض تخریب نظیر ستون ها، دال عرشه ها و دودکش ها به کار می روند.

این ورقه ها 5 برابر مقاوم تر از فولاد و ۳ برابر مقاوم تر از الیاف شیشه ای هستند. ولی وزن آن ها ۲۰٪ فولاد می باشد. از دیگر خصوصیات آن ها می توان به مدول الاستیسیته بالا، مقاومت در برابر اکثر مواد شیمیایی و مقاوم در شرایط سخت جوی اشاره کرد. همچنین می توان از مقاومت بالا در مقابل خستگی و کاربرد آن برای مقاوم سازی اشکال پیچیده نام برد. چنانچه ورق های REPLARK به صورت افقی در پایه ستون به کار روند، در دو لایه باعث افزایش ظرفیت برشی می گردند. همچنین با اتصال آن‌ها به قسمت کشش بتن آثار زیر ظاهر می گردد:

- کاهش تنش کششی در آرماتورهای کششی

- کاهش تعداد لایه ها

- کاهش تغییر مکان در وسط دهانه

* صفحات CPFC

الياف به کار رفته در این صفحات کربن است. این محصولات سخت بوده و برای مقاوم سازی سازه های بتن مسلح درجا با استفاده از رزین اپوکسی مورد استفاده قرار می گیرند. از خصوصیات این ورقه ها می توان مقاومت بالا در برابر خوردگی، مقاومت کششی بسیار خوب، صرفه اقتصادی، سلول های متفاوت تولید و وزن کم را نام برد.

برچسب ها :