شنبه , ۴ آذر ۱۳۹۶
آموزش وردپرس
سرخط خبرها

كامپوزيت در صنعت ساختمان

6e54272fccc4441f9a22fbe6086869b7m0401

کامپوزیت ها
امروزه استفاده از سیستم های ترکیبی یا کامپوزیت به شدت روبه افزایش است، چراکه بشر به وسعت کاربرد این ترکیبات پی برده و لزوم استفاده از آنها را درک نموده است.

آشناترین مثال برای كامپوزیت، دیوار كاه گلی است. در گذشته بشر كاه و گل را با هم تركیب كرد و ماده ای ساخت كه از لحاظ خواص فیزیكی با هر دو آنها متفاوت بود. این تركیب، تركیبی است فیزیكی و این مواد با هم آلیاژ نشده اند بلكه در كنار هم قرار گرفته اند. بشر اولیه به این ماده دسترسی پیدا كرد؛ چیزی كه امروز آن را به نام كامپوزیت یا مواد مهندسی شده می شناسیم و در واقع، تركیبی است از مواد مختلف در سه زیر شاخه پایه پلیمر،‌ پایه سرامیك و پایه فلزی.

در پایه پلیمر به جای گل از رزین استفاده می شود كه پلاستیك است. پلاستیك زنگ نمی زند، سبك است، به راحتی شكل می گیرد،‌ ریخته گری می شود، می توان آن را ذوب كرد و قابل بازیافت می باشد. ولی یكی از معایب آن عدم استحکام آن است. بنابراین برای استحكام بخشیدن به آن تركیب دیگری مورد نیاز است. به جای كاه از نوعی الیاف مثل الیاف شیشه استفاده می شود. البته كلمه فایبر گلاس كه به كامپوزیت اطلاق می شود، ‌اصطلاحی غلط است، زیرا الیاف شیشه تنها یكی از الیافی است كه در این تركیب مورد استفاده قرار می گیرد. الیاف كربن، كولار و پلی پروپیلن نیز در این صنعت کاربرد دارند. در نهایت تمام این الیاف با یك رزین تركیب می شوند.

مواد كامپوزیت در سه رده تكنولوژی در صنعت مصرف دارند. در رده های پایین در ساختن وان حمام و وسایل بهداشتی، وسایل بازی در پارك ها، دكه های گل فروشی و غیره به كار می روند. در رده متوسط در صنعت خودرو، انتقال آب و نفت و نیرو و … مورد استفاده قرار می گیرند و در رده تكنولوژی بالا در صنایع هوا و فضا مورد مصرف دارند.

موارد استفاده كامپوزیت در ساختمان
مواد كامپوزیت عمدتاً در ساختمان كاربرد وسیعی دارند. این مواد به صورت لوازم بهداشتی داخل ساختمان مثل وان، دستشویی، در و پنجره و … برای جلوگیری از انتقال حرارت كار گذاشته می شوند. مواد كامپوزیت ترك نمی خورند و در مقابل ضربه و خوردگی و خمش مقاومند.
در حالت دیگر این مواد در سازه ساختمان مورد استفاده قرار می گیرند؛ بطوریكه می توان از آنها به جای تیرآهن یا میلگرد داخل بتن استفاده كرد. تقویت خارجی و داخلی سازه های بتنی هم اكنون یك تجارت بسیار مهم در جهان امروز است.

یكی از مزایای استفاده از كامپوزیت عدم دور ریز آن است،‌ بطوریكه به عنوان مثال قطعات دور ریز مواد كامپوزیتی در یك كارخانه خودروسازی را می توان آسیاب كرده و به عنوان پر كننده و تقویت كننده بتن استفاده نمود. این مواد حتی در ساخت خانه های تمام كامپوزیتی نیز كاربرد دارند. در اروپا خانه های كامپوزیتی دو طبقه ساخته می شود كه به راحتی با جرثقیل قابل حمل و جابجایی هستند.

مواد كامپوزیتی بطور اخص در ساخت پلها و پل های عابر پیاده بکار می روند. هم اكنون نمونه های زیادی از پل های تمام كامپوزیتی در سرتاسر جهان موجود است. یكی دیگر از موارد استفاده كامپوزیت در صنعت ساختمان استفاده از آن در زیباسازی شهر ها، ساخت مجسمه ها و مرمت ساختمان های قدیمی و بناهای باستانی است، بدون اینكه معلوم شود بخش ترمیمی از جنس ماده اصلی نیست، با همان رنگ و همان شكل.

مواد كامپوزیتی در ابرسازه ها نیز كاربردهای متنوعی دارند. در ساخت سقف مساجد و برجهای مسكونی و تجاری، مقادیر بالایی از این مواد استفاده می شود و این کاربرد، بدون كاهش مقاومت سازه، وزن آن را بسیار كاهش می دهد. تاكنون در آمریكا در حدود 130 هزار پل تمام كامپوزیتی و یا تقویت شده توسط كامپوزیت ساخته شده است. در ژاپن به دلیل بالا بودن پتانسیل زلزله، مواد كامپوزیتی در تعداد زیادی از ساختمان ها مورد استفاده قرار می گیرند. در مالزی یك شركت سالانه 400 هزار تن مواد كامپوزیتی تولید می كند كه از آن بیشتر در ساخت گنبد مسجد استفاده می كنند.

متاسفانه در كشور ما به دلیل عدم شناخت كامل خصوصیات این تركیبات كه خود ضعف در طراحی، تولید و مصرف را به دنبال دارد، میزان استفاده این مواد به نسبت كشور های دیگر بسیار ناچیز است. ولی شاید بتوان با برنامه ریزیهای درازمدت و سرمایه گذاری در جهت شناساندن هرچه بیشتر این مواد به شركتها و موسسات صنعتی كشور این ضعف ها را تا حد زیادی جبران نمود.

پروفیل های كامپوزیتی (FRP) 
بزرگترین سهم بازار مصرف مواد مركب (كامپوزیت) در اختیار صنعت ساختمان است. در این میان پروفیلهای كامپوزیتی به میزان وسیعی در ساختمان سازی بویژه احداث بناهای ساحلی و یا سازه‌های مستقر شده در شرایط اقلیمی خورنده كاربرد یافته اند. گسترش تكنولوژی ساخت این پروفیلها مي‌تواند علاوه بر مرتفع ساختن نیاز صنعت ساختمان، راهگشای تولید انواع محصولات در صنایع دیگر همچون وسایل ورزشی، خودرو و غیره باشد.

مزایای استفاده از پروفیل های كامپوزیتی
دلیل عمده استفاده از پروفیل های FRP در داخل بتن، جلوگیری از پدیده خوردگی و افزایش عمر سازه در برابر ارتعاش می باشد. هرچند كه استفاده از پروفیل های FRP به جای نمونه های فلزی سبب كاهش وزن بنا نیز خواهد شد، اما در استفاده از این پروفیلها، مساله كاهش وزن اهمیت ناچیزی نسبت به دو مورد بیان شده دارد. دلیل بالا بودن عمر كامپوزیت ها، خواص غیر كشسان آنهاست. در حالی كه مواد فلزی حالت كشسان داشته و انرژی جذب شده را میرا می نمایند. بنابراین مواد كامپوزیتی در برابر ارتعاشات زلزله عملكرد بهتری خواهند داشت و بهترین گزینه جهت مقاومت سازه در برابر لرزه خواهند بود.

بكارگیری پروفیل های FRP به جای فلزی، بطور قابل ملاحظه ای از زیانهای ناشی از بروز خوردگی جلوگیری می كند. ظهور تخریب ناشی از پدیده خوردگی در بتن مسلح شده با پروفیل فلزی بدین گونه است كه نخست میله های فلزی داخل بتن دچار زنگ زدگی شده و اكسید می شوند. سپس این اكسیدها به سمت سطح بیرونی بتن شروع به مهاجرت كرده و با انتشار در داخل بتن باعث از بین رفتن آن می شوند. بدین ترتیب با خورده شدن دو جزء فلزی و بتن سازه، زمینه تخریب كامل سازه بتنی فراهم می گردد. روشهای سنتی گذشته مانند چسباندن صفحات فلزی بر روی سازه یا اضافه كردن ضخامت بتن جهت مقابله با پدیده خوردگی ضمن آنكه مشكل خوردگی فلز را مرتفع نخواهد نمود، سبب افزایش وزن سازه و آسیب پذیرتر شدن آن در برابر زلزله نیز خواهد شد. جهت جلوگیری از این امر می توان با تقویت سطح خارجی سازه بتنی توسط مواد مركب و استفاده از پروفیل های FRP در داخل بتن، هم مشكل خوردگی فلز داخل سازه را حل نمود و هم جلوی مختل شدن كارایی سازه در صورت خورده شدن بتن را گرفت كه این بهترین روش مقابله با پدیده خوردگی در یك سازه بتنی می باشد.

كشور ما نیاز بسیار گسترده ای به استفاده از كامپوزیت ها در قالب پروفیلهای كامپوزیتی دارد. هم اكنون بسیاری از سازه های بنا شده در محیط های خورنده مناطق مختلف كشور همچون پل های دریاچه ارومیه و یا ساختمان های جنوب كشور دچار معضل خوردگی هستند كه استفاده از كامپوزیت ها می تواند پاسخگوی مشكل این قبیل سازه ها باشد.

تكنولوژی تولید پروفیلهای كامپوزیتی
پروفیل های FRP به روش پالتروژن ساخته می شوند. در این روش دسته ای از الیاف، پس از آغشته شدن با رزین پس از عبور از یك قالب در كنار هم قرار گرفته و یك پروفیل دارای مقطع ثابت را بوجود می آورند. از عمده ترین مزایای روش پالتروژن چند منظوره بودن آن و كاربردهای گوناگون آن در صنایع مختلف است. به عبارتی صرفاً با تغییر قالب دستگاه می توان علاوه بر محصولاتی كه در صنعت كاربرد دارد، همانند پروفیلها، محصولات گوناگون دیگری در حوزه های مختلف از جمله تسمه های ماشین نساجی، ریل ها، محافظ اتوبان ها، چارچوب پنجره ها و درها، تیرهای با مقطع I شكل، نبشی ها و غیره تولید نمود. عمر محصولات پالتروژنی بسیار بالاست و سرعت تولید یك محصول پالتروژنی نیز نسبتاً زیاد است.

توجیه اقتصادی پروفیل های كامپوزیتی (FRP) 
با وجود اینكه یك تیر پالتروژنی قیمت ظاهری بیشتری نسبت به نمونه مشابه آهنی دارد، لیكن مقاومت مناسب آن در مصارف خاص ضد خورندگی و زلزله و عمر بالای آن، مي‌تواند توجیه گر قیمت اولیه بالای آن باشد. در مصارف عمومی مانند ساخت سازه ها اگر نیاز به مقاومت در برابر خورندگی و زلزله داشته باشد، استفاده از تیرهای پالتروژنی می تواند توجیه اقتصادی نیز داشته باشد.

اگر می بینیم كه در كشوری همچون تركیه، بكارگیری بتن الیافی به جای روش های سنتی، مقرون به صرفه تر از كشور ماست، ریشه های آن را در سرمایه گذاری و تلاش سازمان یافته جهت اقتصادی نمودن استفاده از این تكنولوژی جدید می توان یافت. اما اگر ما از روی آوردن به فناوری جدید به علت ریسك سرمایه گذاری پرهیز كنیم، خواهیم دید كه تكنولوژی سنتی در غیاب بهره گیری از فن آوری نوین، رقم بسیار بالایی از سرمایه های ما را به هدر خواهد داد. بطور مثال، ریزدانه های تولید شده در كشور ما كه به روشهای قدیمی غیر استاندارد تولیــــد می شوند، باعث افزایش درصد سیمان به كار رفته در بنا می شوند و همین امر موجب ظهور ترك و ضایعات در بتن حاصل نیز می گردد.

Processing your request, Please wait....

درباره ی سعید نوائی

سعید نوائی
فارغ التحصیل کارشناسی معماری و علاقه مند به طراحی وب سایت - در صورت بروز مشکل در سایت از طریق فرم تماس با ما در ارتباط باشید.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

*