قضبان البوليمر المقواة بالألياف الزجاجية
مقدمة مفصلة
تُعدّ المركبات المُقوّاة بالألياف (FRP) في تطبيقات الهندسة المدنية ذات أهمية بالغة نظرًا لأهمية "متانة الهيكل، وفي بعض ظروف العمل الخاصة، نظرًا لخصائصها المتمثلة في خفة الوزن، والمتانة العالية، وتباين الخواص". وبالاشتراك مع المستوى الحالي لتكنولوجيا التطبيق وظروف السوق، يعتقد خبراء الصناعة أن تطبيقها انتقائي. وقد أظهرت هذه المركبات أداءً ممتازًا في قطع الهياكل الخرسانية لدروع مترو الأنفاق، ومنحدرات الطرق السريعة عالية الجودة، ودعم الأنفاق، ومقاومة التآكل الكيميائي، وغيرها من المجالات، مما يجعلها تحظى بقبول متزايد من قِبل وحدات البناء.
مواصفات المنتج
تتراوح الأقطار الاسمية من ١٠ مم إلى ٣٦ مم. الأقطار الاسمية الموصى بها لقضبان GFRP هي ٢٠ مم، ٢٢ مم، ٢٥ مم، ٢٨ مم، و٣٢ مم.
مشروع | قضبان GFRP | قضيب الحقن المجوف (OD/ID) | |||||||
الأداء/النموذج | بي اتش زد 18 | بي اتش زد 20 | BHZ22 | بي اتش زد 25 | BHZ28 | BHZ32 | بي اتش 25 | BH28 | BH32 |
القطر | 18 | 20 | 22 | 25 | 28 | 32 | 25/12 | 25/12 | 32/15 |
المؤشرات الفنية التالية لا تقل عن | |||||||||
قوة شد جسم القضيب (كيلو نيوتن) | 140 | 157 | 200 | 270 | 307 | 401 | 200 | 251 | 313 |
قوة الشد (ميجا باسكال) | 550 | 550 | 550 | 550 | 500 | 500 | 550 | 500 | 500 |
قوة القص (ميجا باسكال) | 110 | 110 | |||||||
معامل المرونة (جيجا باسكال) | 40 | 20 | |||||||
إجهاد الشد النهائي (%) | 1.2 | 1.2 | |||||||
قوة شد الصامولة (كيلو نيوتن) | 70 | 75 | 80 | 90 | 100 | 100 | 70 | 100 | 100 |
قدرة حمل المنصات (كيلو نيوتن) | 70 | 75 | 80 | 90 | 100 | 100 | 90 | 100 | 100 |
ملاحظة: يجب أن تتوافق المتطلبات الأخرى مع أحكام معيار الصناعة JG/T406-2013 "البلاستيك المقوى بألياف الزجاج للهندسة المدنية"
تكنولوجيا التطبيق
1. الهندسة الجيوتقنية باستخدام تقنية دعم مرساة GFRP
تتضمن مشاريع الأنفاق والمنحدرات ومترو الأنفاق أعمال تثبيت جيوتقنية. غالبًا ما يُستخدم الفولاذ عالي القوة كقضبان تثبيت في التثبيت. تتميز قضبان GFRP بمقاومة جيدة للتآكل في الظروف الجيولوجية السيئة على المدى الطويل، وهي تُستبدل بقضبان التثبيت الفولاذية دون الحاجة إلى معالجة التآكل، وتتميز بقوة شد عالية، وخفة وزن، وسهولة في التصنيع والنقل والتركيب. في الوقت الحالي، يزداد استخدام قضبان GFRP كقضبان تثبيت في المشاريع الجيوتقنية. ويتزايد استخدام قضبان GFRP كقضبان تثبيت في الهندسة الجيوتقنية.
2. تقنية المراقبة الذكية لشريط GFRP ذاتي الاستقرائي
تتميز مستشعرات الألياف الشبكية بالعديد من المزايا الفريدة مقارنةً بمستشعرات القوة التقليدية، مثل بساطة هيكل رأس الاستشعار، وصغر حجمه، وخفة وزنه، وإمكانية تكراره الجيدة، ومقاومة التداخل الكهرومغناطيسي، وحساسيته العالية، وشكله المتغير، وإمكانية زراعته في قضبان GFRP أثناء عملية الإنتاج. قضيب LU-VE GFRP الذكي هو مزيج من قضبان LU-VE GFRP ومستشعرات الألياف الشبكية، يتميز بمتانة عالية، ومعدل بقاء ممتاز للاستخدام، وخصائص حساسة لنقل الضغط، وهو مناسب للهندسة المدنية وغيرها من المجالات، بالإضافة إلى أعمال البناء والصيانة في ظل ظروف بيئية قاسية.
3. تقنية تعزيز الخرسانة القابلة للقطع
لمنع تسرب المياه أو التربة تحت ضغط الماء الناتج عن الإزالة الاصطناعية لحديد التسليح في الخرسانة في هيكل حاوية مترو الأنفاق، خارج جدار مانع المياه، يجب على العمال ملء بعض التربة الكثيفة أو حتى الخرسانة العادية. هذه العملية تزيد بلا شك من كثافة العمال ووقت دورة حفر الأنفاق تحت الأرض. يكمن الحل في استخدام قفص قضبان GFRP بدلاً من القفص الفولاذي، والذي يمكن استخدامه في الهيكل الخرساني لحاوية مترو الأنفاق، ليس فقط لأن قدرة التحمل يمكن أن تلبي المتطلبات، ولكن أيضًا لأن هيكل الخرسانة المصنوع من قضبان GFRP يتميز بإمكانية قطعه في آلة الدرع (TBMs) التي تعبر الحاوية، مما يلغي بشكل كبير حاجة العمال للدخول والخروج من أعمدة العمل بشكل متكرر، مما يمكن أن يسرّع من سرعة البناء ويعزز السلامة.
4. تقنية تطبيق مسار ETC لشريط GFRP
توجد مسارات ETC الحالية في فقدان معلومات المرور، وحتى الاستنتاج المتكرر، وتداخل الطريق المجاور، والتحميل المتكرر لمعلومات المعاملات وفشل المعاملات، وما إلى ذلك، واستخدام قضبان GFRP غير المغناطيسية وغير الموصلة بدلاً من الفولاذ في الرصيف يمكن أن يبطئ هذه الظاهرة.
5. رصف الخرسانة المسلحة المستمرة المصنوعة من قضبان GFRP
رصف الخرسانة المسلحة بشكل مستمر (CRCP) مع قيادة مريحة، وقدرة تحمل عالية، ومتانة، وسهولة الصيانة ومزايا هامة أخرى، واستخدام قضبان التسليح بالألياف الزجاجية (GFRP) بدلاً من الفولاذ المطبق على هيكل الرصف هذا، سواء للتغلب على عيوب التآكل السهل للفولاذ، ولكن أيضًا للحفاظ على مزايا رصف الخرسانة المسلحة بشكل مستمر، ولكن أيضًا لتقليل الإجهاد داخل هيكل الرصف.
6. تقنية تطبيق الخرسانة المقاومة للتآكل بقضبان GFRP في الخريف والشتاء
نظرًا لظاهرة تجمّد الطرق الشائعة شتاءً، يُعدّ إزالة الجليد بالملح من أكثر الطرق فعاليةً واقتصاديةً، وتُعدّ أيونات الكلوريد السبب الرئيسي لتآكل حديد التسليح في رصف الخرسانة المسلحة. إنّ استخدام قضبان GFRP المقاومة للتآكل بشكلٍ ممتاز بدلاً من الفولاذ يُطيل عمر الرصف.
7. تقنية تقوية الخرسانة البحرية باستخدام قضبان GFRP
يُعد تآكل كلوريد حديد التسليح العاملَ الأهم الذي يؤثر على متانة الهياكل الخرسانية المسلحة في المشاريع البحرية. وتتعرض هياكل العارضة ذات الامتدادات الكبيرة، والتي تُستخدم غالبًا في محطات الموانئ، لقوى انحناء وقص هائلة في امتداد العارضة الطولية وعند الدعامة، وذلك بسبب وزنها الكبير وحمولتها الكبيرة، مما يؤدي بدوره إلى ظهور الشقوق. ونتيجةً لتأثير مياه البحر، يمكن أن تتآكل قضبان التسليح الموضعية هذه في فترة زمنية قصيرة جدًا، مما يؤدي إلى انخفاض قدرة تحمل الهيكل ككل، مما يؤثر على الاستخدام العادي للرصيف أو حتى وقوع حوادث السلامة.
نطاق التطبيق: جدار البحر، هيكل بناء الواجهة البحرية، بركة تربية الأحياء المائية، الشعاب المرجانية الاصطناعية، هيكل كسر المياه، رصيف عائم
إلخ.
8. تطبيقات خاصة أخرى لقضبان GFRP
(1)تطبيق خاص مضاد للتداخل الكهرومغناطيسي
يمكن استخدام أجهزة مكافحة التداخل بالرادار في المطارات والمرافق العسكرية، ومرافق اختبار المعدات العسكرية الحساسة، والجدران الخرسانية، ومعدات التصوير بالرنين المغناطيسي لوحدات الرعاية الصحية، والمراصد الجيومغناطيسية، ومباني الاندماج النووي، وأبراج قيادة المطارات، وما إلى ذلك، بدلاً من قضبان الفولاذ، وقضبان النحاس، وما إلى ذلك. قضبان GFRP كمادة تقوية للخرسانة.
(2) موصلات لوحة الحائط الساندويتش
يتكون لوح الجدار العازل مسبق الصنع من لوحين جانبيين من الخرسانة وطبقة عازلة في المنتصف. يعتمد الهيكل على موصلات OP-SW300 الجديدة المصنوعة من مادة مركبة مقواة بألياف زجاجية (GFRP) عبر لوح العزل الحراري لربط اللوحين الجانبيين الخرسانيين معًا، مما يجعل جدار العزل الحراري يلغي تمامًا مشكلة الجسور الباردة في البناء. لا يقتصر هذا المنتج على الاستفادة من الموصلية غير الحرارية لأوتار LU-VE GFRP، بل يُعزز أيضًا التأثير التجميعي لجدار الساندويتش.