الیاف ماکرو کربن  FRP -CFRP

Carbon Fiber Reinforced Polymer

 پروژه نمونه اجرا شده با الیاف کربن توسط گروه صنعتی عرشه کاران :  ساختمان شورای مرکزی استان البرز 

کاربرد انواع تقویت کننده ها نظیر الیاف آلی، معدنی و پلیمری که از وزن سبک برخوردارند و در عین حال دارای مقاومت دو برابری نسبت به آهن و فولاد هستند، در صنعت ساختمان و احداث اسکلت به میزان قابل توجهی رشد پیدا کرده است. این الیاف کمترین فشار را به اسکلت ساختمان وارد میکنند و در عین حال از مصرف بی رویه انرژی نیز جلوگیری خواهند کرد. اما کمبود استفاده از این الیاف نوین و فناوری های مشابه آن در صنعت ساختمان ایران به شدت احساس میشود و برای دوری از این ساخت سنتی و قدیمی باید جدیدترین فناوری ها به ویژه کاربرد توسعه یافته ترکیبات پلیمری در حوزه صنعتی سازی به کار گرفته شود.

شاید خالی از لطف نباشد که در این مقاله به یکی از جدیدترین فناوری ها در حوزه صنعتی سازی ساختمان ها اشاره شود. تولید الیاف کربن از جمله این فناوی های نوین است که به عنوان یک الیاف تقویت کننده در ساختار داخلی بتن به کارگرفته میشود. الیاف کربن از یک ماده پلیمری به نام اپوکسی (epoxy) بهره مند بوده که مقاومت و پایداری خود را تا بیش از 5 برابر افزایش داده است.

این تقویت کننده در اشکال کامپوزیتی همانند میلگرد در داخل بتن به کار گرفته میشود و آن را به بتن مسلح تبدیل خواهد کرد. این الیاف کربن در اشکال مختلف و مانند ورقه های کامپوزیت فولاد و آهن طراحی میشوند که با نصب در بتن از شدت نیروهای کششی داخل بتن میکاهند و در نتیجه از ترک خوردگی و شکاف زود هنگام آن جلوگیری خواهند کرد.

نکته قابل توجه اینجاست که قدرت، استحکام و مقاومت الیاف کربن ده برابر بیشتر از فولاد است و در عین حال وزن آن نیز 5 برابر سبک تر از فولاد خواهد بود.

الیاف پلیمری ماکرو سازه ایی MRC70 دارای تاییدیه از مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن می باشد این الیاف در بتن شکل پذیر قابل ارتجاع بجای توری فلزی یا الیاف فولادی به بتن و شات کریت اضافه می گردد. مواد اصلی فایبر پلی پروپیلن (پلی الفین)خالص با مقاومت کششی 500 مگا پاسکال می باشد. شکل عاج بی نظیر هر فایبر سبب می شود فایبر محکم به بتن متصل شود الیافپلیمری را می توان در هر زمان به بتن اضافه کرد روش استفاده از آن بسیار ساده است بطوریکه می توان آنرا با دست پاشید.براحتی در بتن مخلوط می گردد و مشکلی برای پمپ بتن ایجاد نمی کند. میزان مصرف این الیاف بستگی به نیازمندی های پروژه دارد و می توان به مقدار 3 تا 9 کیلوگرم در متر مکعب بتن استفاده کرد. 

مزایای الیاف پلیمری: 
روش استفاده از آن بسیار ساده است ، براحتی در بتن مخلوط می گردد، مشکلی برای پمپ بتن ایجاد نمی کند.قیمت آن ارزان است ، جذب آب ندارد و در مقابل اسیدها و قلیا و خوردگی کاملا مقاوم می باشد، مقاومت کشششی و برشی و خمشی در بتن را افزایش می دهد، زنگ نمی زند و مقاوم در برابر خوردگی است، از ایجاد ترک در بتن پیشگیری می کند ، دوام بتن در مقابل خستگی حیاتی بتن را افزایش می دهد همچنین باعث افزایش مقاومت در برابر ضربه، تنشهای ناشی از چروک خوردگی بتن و افزایش پایداری بتن در اثر آتش شوک حرارتی و انفجار می شود سبب پایداری و جذب انرژی خمشی در طولانی مدت می شود و مقاومت بتن در برابر نیروی زلزله و بارهای زنده را افزایش می دهد. 
موارد کاربرد: 
ترمیم سازه ها، بتن پاششی، فرودگاه، پلها، سکو های نفتی، ورزشگاه ها، سر ریز سدها، تقویت زمین معادن، پوشش تونل، ترمیم و تعمیر سازه های دریایی، منهول، کانال لوله های بتنی، تثبیت خاک، تزریق حفره های زیر زمین، پوشش های کانال، استخرها، مخازن، سقف های مسکونیف پیاده رو، مسیر های عبور و مرور، پارکینگ، قطعات پیش ساخته ، تاسیسات شیمیایی

بافت داخلی الیاف کربن به گونه ای است که در حفظ انرژی داخلی ساختمان بسیار موثر عمل میکند و همچنین در جذب ذرات گرمایشی محیط نیز نقش موثری را ایفا خواهد کرد.

در واقع دیوارهای بتنی که با الیاف کربن مسلح شده اند، مصرف انرژی در ساختمان را به میزان چشمگیری کاهش میدهند و به طول عمر و استقامت ساختمان نیز می افزایند.

تمامی این عوامل سبب شد تا شرکت Hyosung کره جنوبی از احداث کارخانه تولید الیاف کربن در این کشور خبر دهد و اعلام کند، با بودجه ای معادل 231 میلیون دلار تا سال 2013 میلادی اقدام به راه اندازی این کارخانه میکند و همچنین بستر مناسبی برای صادرات این محصول نوین نیز فراهم خواهد آورد.

ظرفیت این کارخانه کره جنوبی حدود 2 هزار تن خواهد بود که تا سال 2020 میلادی به 17 هزار تن الیاف کربن افزایش می یابد. در حال حاضر کشورهای امریکا و ژاپن کارخانه های تولید الیاف کربن خود را راه اندازی کرده اند که از این الیاف در صنایع مختلف هوافضا، ربات و توربین های بادی نیز استفاده میکنند.

 ساختمان مرکزی شورای حل اختلاف استان البرز استفاده از الیاف ماکرو کربن جایگزین میلگرد حرارتی