مشخصات اساسی محصولات كامپوزیتی FRP

مقاومت در مقابل خوردگی:

بدون شك برجسته ترین و اساسی ترین خاصیت محصولات كامپوزیتیFRP مقاومتآنها در مقابل خوردگی است. در حقیقت این خاصیت مادهFRP تنها دلیل نامزدكردن آنها به عنوان یك گزینة جانشین برای اجزاء فولادی و نیز میلگردهای فولادیاست. به خصوص در سازه‌های بندری، ساحلی و دریایی،مقاومت خوب كامپوزیت FRP در مقابلخوردگی، سودمندترین مشخصة میلگردهای FRP است.

مقاومت:

مصالح FRPمعمولاً مقاومت كششی بسیار بالاییدارند، كه از مقاومت كششیفولاد به مراتب بیشتر است. مقاومت كششی بالای میلگردهای FRP كاربردآنها را برای سازه‌های بتن آرمه، خصوصاً برای سازه‌های پیش‌تنیده بسیار مناسبنموده است. مقاومت كششی مصالح FRP اساساً به مقاومت كششی، نسبت حجمی،اندازه و سطح مقطع فایبرهای بكار رفته در آنها بستگی دارد. مقاومت كششی محصولات FRP برای میله‌هایبا الیاف كربن 1100 تا MPa2200، برای میله‌های با الیاف شیشه 900 تا MPa1100، و برای میله‌هایبا الیاف آرامید 1350 تا MPa1650 گزارش شده است . با این وجود، برای بعضی از اینمحصولات، حتی مقاومت‌های بالاتر از MPa 3000 نیز گزارش شدهاست. توجه شود كه بطور كلی مقاومت فشاری میله‌های كامپوزیتی FRP از مقاومتكششی آنها كمتر است؛ به عنوان نمونه مقاومت فشاری محصولات ISOROD برابر MPa 600 و مقاومت كششی آنها MPa700 است.

مدول الاستیسیته:

مدول الاستیسیتة محصولات FRP اكثراً در محدودةقابل قبولی قرار دارد؛ اگر چه اصولاً كمتر از مدول الاستیسیتة فولاد است. مدولالاستیسیتة میله‌های كامپوزیتی FRP ساخته شده ازالیاف كربن، شیشه و آرامیدبه ترتیب در محدوده 100 تا GPa 150، GPa 45 و GPa 60 گزارش شده است.

وزن مخصوص:

وزن مخصوص محصولات كامپوزیتی FRP به مراتب كمتر ازوزن مخصوص فولاد است؛ به عنوان نمونه وزن مخصوص كامپوزیتهای CFRP یك سوم وزن مخصوص فولاد است.نسبت بالای مقاومت به وزن در كامپوزیتهایFRP از مزایای عمدةآنها در كاربردشان به عنوان مسلح كنندة بتن محسوب می‌شود.

عایق بودن:

مصالح FRP خاصیت عایق بودن بسیار عالی دارند.به بیان دیگر، این مواد از نظر مغناطیسی و الكتریكی خنثی بوده و عایق محسوب می‌شوند.بنابراین استفاده از بتن مسلح به میله‌های FRP در قسمتهایی ازبیمارستان كه نسبت به امواج مغناطیسی حساس هستند، و در مسیرهای هدایتی قطارهایشناور مغناطیسی و همچنین در باند فرودگاهها و مراكز رادار بسیار سودمند خواهد بود.

خستگی :

خستگی خاصیتی است كه در بسیاری از مصالح ساختمانی وجودداشته و در نظر گرفتن آن ممكن است به شكست غیر منتظره، خصوصاً در اجزایی كه درمعرض سطوح بالایی از بارها و تنش‌های تناوبی قرار دارند، منجر شود. در مقایسه بافولاد، رفتار مصالح FRP در پدیدة خستگی بسیار عالی است؛ به عنوان نمونه برای تنش‌هایكمتر از یك دوم مقاومت نهایی، مواد FRP در اثر خستگیگسیخته نمی‌شوند.

خزش :

پدیدة گسیختگی ناشی از خزش اساساً در تمام مصالح ساختمانیوجود دارد؛ با این وجود چنانچه كرنش ناشی از خزش جزء كوچكی از كرنش الاستیك باشد،  عملاً مشكلی بوجود نمی‌آید. در مجموع، رفتارخزشی كامپوزیت‌ها بسیار خوب است؛ به بیان دیگر، اكثر كامپوزیتهای در دسترس، دچارخزش نمی شوند.

چسبندگی با بتن :

خصوصیت چسبندگی، برای هر ماده‌ای كه به عنوان مسلح كنندةبتن بكار رود، بسیار مهم تلقی می شود. در مورد میله های كامپوزیتی FRP، اگر چه دربررسی بسیار اولیه، مقاومت چسبندگی ضعیفی برای كامپوزیت‌های از الیاف شیشه گزارششده بود، تحقیقات اخیر در دنیا مقاومت چسبندگی خوب و قابل قبولی را برای میله‌هایكامپوزیتی FRP گزارش می كند.

خم شدن:

چنانچه كامپوزیتهای FRP در بتن مسلح بكارگرفته شوند، به جهت مهار میلگردهای طولی، میلگردهای عرضی و تنگ‌ها، لازم است درانتها خم شوند. با این وجود عمل خم كردن میله‌های FRP بسیار دشوارتر ازخم كردن میلگردهای فولادی بوده و در حال حاضر برای مصالح موجود FRP، نمی‌توان خمكردن را در كارگاه انجام داد. اگر چه در صورت لزوم، می‌توان خم میله‌های كامپوزیتیFRP را با سفارش آن به تولید كننده در كارگاه انجام داد.

انبساط حرارتی:

خصوصیات انبساط حرارتی فولاد و بتن بسیار به هم نزدیكهستند؛ ضریب انبساط حرارتی این دو ماده به ترتیب: و می‌باشد. ضریب انبساط حرارتیمیله‌های FRP اغلب از بتن متفاوت است. به طور خلاصه ضریب انبساط حرارتیمصالح FRP با الیاف كربن و شیشه به ترتیب برابر با و می‌باشد. بدترینحالت مربوط به آرامید است كه ضریب انبساط حرارتی آن منفی بوده و برابر با می‌باشد.