การเสริมแรงด้วยไฟเบอร์กลาส หรือที่เรียกว่าการเสริมแรงด้วย GFRP เป็นวัสดุคอมโพสิตชนิดใหม่ หลายคนอาจไม่แน่ใจว่าการเสริมแรงด้วยไฟเบอร์กลาสแตกต่างจากการเสริมแรงด้วยเหล็กธรรมดาอย่างไร และทำไมเราจึงควรใช้การเสริมแรงด้วยไฟเบอร์กลาส บทความต่อไปนี้จะแนะนำข้อดีและข้อเสียของการเสริมแรงด้วยไฟเบอร์กลาสและเหล็กธรรมดา และหลังจากการเปรียบเทียบแล้ว ลองมาดูกันว่าการเสริมแรงด้วยไฟเบอร์กลาสสามารถทดแทนเหล็กธรรมดาได้หรือไม่
อะไรคือไฟเบอร์กระจกวัสดุเสริมแรง
การเสริมแรงด้วยไฟเบอร์กลาสเป็นวัสดุโครงสร้างประสิทธิภาพสูงชนิดใหม่ นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในอุโมงค์ใต้ดิน (โล่) ทางหลวง สะพาน สนามบิน ท่าเรือ สถานี โครงการอนุรักษ์น้ำ โครงการใต้ดิน และสาขาอื่นๆ สามารถปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน เช่น โรงบำบัดน้ำเสีย โรงงานเคมี ถังเก็บน้ำอิเล็กโทรไลต์ ฝาปิดท่อระบายน้ำ และโครงการป้องกันทางทะเล การเสริมแรงด้วยไฟเบอร์กลาสสามารถแก้ปัญหาทางวิศวกรรมได้มากมาย ชดเชยข้อบกพร่องของเหล็กแบบดั้งเดิม และเปิดโอกาสใหม่ๆ ในการพัฒนางานวิศวกรรมโยธาและก่อสร้าง
ข้อดีข้อเสียของเหล็กธรรมดาและไฟเบอร์กระจกการเสริมกำลัง
1. ความสามารถในการรับน้ำหนักสูง ความต้านทานแรงดึงสูง ความแข็งแรงของเหล็กเส้นมีมากกว่าเหล็กเส้นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากันถึง 2 เท่า แต่มีน้ำหนักเพียง 1/4 ของเหล็กเส้นเท่านั้น
2、โหมดยืดหยุ่นที่เสถียร ประมาณ 1/3~2/5 ของแท่งเหล็ก
3、ฉนวนไฟฟ้าและความร้อน ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนใกล้เคียงกับซีเมนต์มากกว่าเหล็ก
4. ทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดี เหมาะสำหรับใช้ในสภาพแวดล้อมที่เปียกชื้นหรือสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนอื่นๆ เช่น การอนุรักษ์น้ำ สะพาน ท่าเรือ และอุโมงค์
5. ความแข็งแรงในการเฉือนต่ำ โดยความแข็งแรงในการเฉือนของเหล็กเสริมไฟเบอร์กลาสธรรมดาอยู่ที่ 50 ~ 60MPa เท่านั้น จึงมีคุณสมบัติในการตัดได้ดีเยี่ยม
ในด้านประสิทธิภาพและเหล็กนั้นมีความคล้ายคลึงกันโดยพื้นฐานแล้ว คอนกรีตมีการยึดเกาะที่ดี แต่ยังมีความแข็งแรงแรงดึงสูงและความแข็งแรงในการเฉือนต่ำ จึงสามารถตัดได้โดยตรงด้วยเครื่องจักรป้องกันคอมโพสิตได้อย่างง่ายดายโดยไม่ก่อให้เกิดความเสียหายของเครื่องมือที่ผิดปกติ
ความแตกต่างระหว่างการเสริมแรงด้วยไฟเบอร์กลาสและการเสริมแรงด้วยเหล็ก
1. ในแง่ของระยะเวลาในการก่อสร้าง เมื่อเทียบกับเหล็กเส้นธรรมดา การเสริมแรงด้วยไฟเบอร์กลาสนั้นผู้ผลิตเป็นผู้กำหนดขึ้นเอง เนื่องจากไม่สามารถผลิตได้ ณ สถานที่ก่อสร้าง จึงจำเป็นต้องควบคุมขนาดให้แม่นยำ หากใช้วัสดุผิดประเภทอาจทำให้เกิดความล่าช้าในการก่อสร้าง รูปทรงของเหล็กเส้นได้รับการปรับแต่งโดยตรง ซึ่งช่วยลดขั้นตอนการผลิตเหล็กเส้นธรรมดา และใช้วิธีผูกเหล็กทับแทนการเชื่อม ช่วยประหยัดเวลาในการผลิตกรงเหล็กเส้น
2. ในด้านความยากของการก่อสร้าง ความต้านทานการดัดและแรงเฉือนของเหล็กเสริมไฟเบอร์กลาสนั้นแตกต่างจากเหล็กเส้นธรรมดาอย่างมาก และคุณภาพก็เบากว่า ดังนั้นจึงมีความเสถียรน้อยกว่ากรงเหล็กธรรมดาในกระบวนการยกกรง ลดกรง และเทกรง ซึ่งอาจเกิดการหลวมได้ง่าย กรงติดขัด ลอย และสภาวะพิเศษอื่นๆ จำเป็นต้องได้รับความเอาใจใส่เป็นพิเศษในการทำและยกกรง
3、ในแง่ของความปลอดภัยในการก่อสร้าง เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการก่อสร้างที่ทำลายผนังต่อเนื่องของกรงเสริมแรงบางส่วนหรือทั้งหมดที่ปลายโล่ ผนังต่อเนื่องของกรงไฟเบอร์กลาสสามารถทะลุผ่านเครื่องโล่ได้โดยตรง ซึ่งหลีกเลี่ยงสภาวะอันตรายจากโคลน น้ำ และทรายที่ไหลทะลัก ประหยัดค่าใช้จ่ายในการทำลายผนังต่อเนื่อง และยังช่วยลดมลพิษจากฝุ่นและเสียงรบกวนอีกด้วย
4. ในด้านเศรษฐกิจ เมื่อเทียบกับเหล็กธรรมดา การเสริมใยแก้วจะเบากว่า ซึ่งช่วยลดต้นทุนของกรง และในขณะเดียวกัน เนื่องจากกรงใยแก้วมีขนาดใหญ่ขึ้น จึงช่วยลดความกว้างของผนังไดอะแฟรม ประหยัดจำนวนคาน I หรือท่อล็อคที่เชื่อมต่อกับผนังไดอะแฟรม และช่วยประหยัดต้นทุน
คุณสมบัติของไฟเบอร์การเสริมแรงด้วยกระจก
1. ความแข็งแรงแรงดึงสูง: ความแข็งแรงแรงดึงของเหล็กเสริมไฟเบอร์กลาสดีกว่าเหล็กธรรมดา สูงกว่าเหล็กที่มีคุณสมบัติเดียวกัน 20% และมีความต้านทานความเมื่อยล้าที่ดี
2. น้ำหนักเบา: มวลของเหล็กเสริมไฟเบอร์กลาสมีเพียง 1/4 ของปริมาตรเหล็กเดียวกัน และมีความหนาแน่นอยู่ระหว่าง 1.5 ถึง 1.9 (g/cm3)
3. ความต้านทานการกัดกร่อนที่แข็งแกร่ง: ความต้านทานต่อกรดและด่างและสารเคมีอื่น ๆ สามารถต้านทานการกัดกร่อนของไอออนคลอไรด์และสารละลาย pH ต่ำ โดยเฉพาะการกัดกร่อนของสารประกอบคาร์บอนและสารประกอบคลอรีนที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น
4. การยึดเกาะวัสดุที่แข็งแรง: ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของการเสริมแรงด้วยไฟเบอร์กลาสจะใกล้เคียงกับซีเมนต์มากกว่าเหล็ก เนื่องจากการยึดเกาะด้วยไฟเบอร์กลาสมีความแข็งแรงมากกว่าคอนกรีต
5. การออกแบบที่แข็งแกร่ง: โมดูลัสความยืดหยุ่นของการเสริมแรงด้วยไฟเบอร์กลาสมีความเสถียร ขนาดจะเสถียรภายใต้แรงเครียดจากความร้อน สามารถดัดโค้งและขึ้นรูปด้วยความร้อนอื่นๆ ได้ตามต้องการ มีประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยที่ดี ไม่นำความร้อน ไม่นำไฟฟ้า ทนไฟ ป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ และจะไม่เกิดประกายไฟแม้จะผ่านการเปลี่ยนแปลงสูตรและการชนกันของโลหะ
6. ความสามารถในการซึมผ่านสูงต่อคลื่นแม่เหล็ก: การเสริมแรงด้วยไฟเบอร์กลาสเป็นวัสดุที่ไม่ใช่แม่เหล็ก ในส่วนประกอบคอนกรีตที่ไม่ใช่แม่เหล็กหรือเป็นแม่เหล็กไฟฟ้า ไม่จำเป็นต้องทำการบำบัดเพื่อขจัดแม่เหล็ก
7. โครงสร้างที่สะดวก: สามารถผลิตการเสริมแรงด้วยไฟเบอร์กลาสได้ตามความต้องการของผู้ใช้สำหรับส่วนตัดขวางและความยาวต่างๆ ของชิ้นส่วนมาตรฐานและที่ไม่ได้มาตรฐาน มีเทปพันสายไฟที่ไม่ใช่โลหะให้เลือกใช้ในสถานที่ ใช้งานง่าย
ข้างต้นเป็นการแนะนำข้อดีและข้อเสียของการเสริมแรงด้วยไฟเบอร์กลาสและเหล็กธรรมดา การเสริมแรงด้วยไฟเบอร์กลาสเป็นวัสดุโครงสร้างประสิทธิภาพสูงชนิดใหม่ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุโมงค์รถไฟใต้ดิน (โล่) ทางหลวง สะพาน สนามบิน ท่าเรือ สถานี โครงการอนุรักษ์น้ำ วิศวกรรมใต้ดิน และสาขาอื่นๆ สามารถปรับให้เข้ากับโรงงานบำบัดน้ำเสีย โรงงานเคมี ถังอิเล็กโทรไลต์ ฝาปิดท่อระบายน้ำ โครงการป้องกันทางทะเล และสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อนอื่นๆ
เวลาโพสต์: 29 ม.ค. 2566