توضیحات پروژه

 گریتینگ کامپوزیتی و پروفیل کامپوزیتی

 تاریخچه – کامپوزیت

قدیمی ترین مثال از کامپوزیت ها مربوط به افزودن کاه به گل جهت تقویت گل و ساخت آجري مقاوم جهت استفاده در بناها بوده است . قدمت این کار به 4000 سال قبل از میلاد مسیح باز می گردد .

در این مورد کاه نقش تقویت کننده و گل نقش زمینه یا ماتریس را دارد . ارگ بم که شاهکار معماري ایرانیان بوده است . نمونه بارزي از استفاده از تکنولوژي کامپوزیت ها در قرون گذشته بوده است .

مثال دیگر تقویت بتن توسط میله هاي فولادي می باشد . که قدمت آن به سال 0081 میلادي باز می گردد . در بتن مسلح یا تقویت شده میله هاي فلزي استحکام کششی لازم را در بتن ایجاد می نمایند چرا که بتن یک ماده ترد می باشد و مقاومت اندکی در برابر بارهاي کششی دارد .

بدین ترتیب بتون وظیفه تحمل بارهاي فشاري و میله هاي فولادي وظیفه تحمل بارهاي کششی را بر عهده دارند . تاریخچه مواد پلیمري تقویت شده با الیاف به سالهاي 1940 در صنایع دفاعی و به خصوص کاربردهاي هوا – فضا بر می گردند.

براي مثال در سال 1945 بیش از 7 میلیون پوند الیاف شیشه به طور خاص براي صنایع نظامی ،مورد استفاده قرار گرفته است . در ادامه با توجه به مزایاي آنها ، به صنایع عمومی نیز راه یافتند.

تعریف کامپوزیت Composite

به یک پلیمر تقویت شده با الیاف ( شیشه ، آرامید ، کربن و …) کامپوزیت میگویند . کامپوزیت FRP/GRP پلیمر تقویت شده با الیاف ( الیاف شیشه ) است .

FRP : Fibre-Reinforced Plastic

GRP : Glass-Reinforced Plastic

در کامپوزیت هاي پایه پلیمري ، ماتریس یا همان زمینه یک ماده پلیمري است که به آن لفظ رزین اطلاق میگردد و شامل دو دسته کلی ترموپلاستیک ها هستند .

الیاف تقویت کننده نیز شامل انواع شیشه ، آرامید ، کربن وبورن می باشد . دراین ترکیب نقش باربري به صورت عمده بر عهده الیاف است .

رزین وظیفه توزیع بار اعمالشده در شبکه الیاف و نگهداشتن موقعیت الیاف در جاي خود را بر عهده دارد .

امروزه استفاده از الیاف طبیعی درکامپوزیت هاي موسوم به کامپوزیت سبز نیز رونق خاصی پیدا کرده است .

تقسیم بندی کامپوزیت ها (GRP)

مواد کامپوزیتی از یک ماده زمینه ( ماتریس ) تقویت شده با انواع مختلفی از الیاف ها ساخته شده است . الیافهاي تقویت کننده تحمل کننده اصلی بارها می باشند وزمینه وظیفه فراهم سازي بستر مناسب جهت انتقال باز از الیافی به الیاف دیگر را بر عهده دارد .

کامپوزیت ها بر اساس نوع زمینه اي که تقویت کننده را احاطه نموده است و آنها را به هم اتصال می دهد به سه
گروه عمده بر اساس یک طبقه بندي بین المللی واحد تقسیم می شوند که عبارتند از :

1- کامپوزیت هاي پایه فلزي 

Composites Mattel Matrix – MMC

2- کامپوزیت هاي پایه سرامیکی

Composites Ceramic Matrix – CMC

3- کامپوزیت هاي پایه پلیمري

Composites Polymer Matrix – PMC

تعریف پالتروژن Pultrusion

فرآیند پالتروژن باصرفه ترین روش تولید محصولات کامپوزیتی است .این فرآیند بصورت پیوسته با کمترین ضایعات است .

پس پالتروژن : به یک فرآیند پیوسته برای تولید اشکال با مقاطع ثابت میگویند . در این فرآیند الیاف شیشه از داخل رزین عبور کرده و پس از آغشته شدن به آن ، از قالب عبور می کند . پس از شکل دهی و پخت توسط دستگاه کشش بیرون کشیده میشود .  امکان برش مقاطع کامپوزیتی خروجی با هر اندازه ای وجود دارد .

The Pultrusion Process

برخی از پارامترهای موثر در این فرآیند شامل سرعت کشش مواد ، دمای قالب ، کیفیت آغشته شدن الیاف به زین و حجم الیاف می باشد.

استحکام یک قطعه کامپوزیتی با نوع ، جهت ، کمیت و مکان الیاف شیشه در داخل آن قطعه تعریف میشود .

انواع رزینهای مورد استفاده گریتینگ و پروفیل کامپوزیتی

اپوکسی

مزایا : خواص مکانیکی عالی ، مقاومت شیمیایی عالی , خواص حرارتی خوب ، خواص الکتریکی بسیار خوب
محدودیت : زمان پخت بالا ، بهترین خواص در پخت در دمای بالا بدست می آید .

پلی استر

مزایا : پخت در دمای اتاق و دماهای بالاتر ، خواص مکانیکی خوب ، مقاومت شیمیایی خوب
محدودیت : فراریت استارین ، جمع شدگی در حین پخت ، قابلیت اشتعال

وینیل استر :

مزایا : مقاومت مناسب در برابر خستگی ، خواص مکانیکی خوب ، مقاومت شیمیایی بسیار بالا ، چقرمگی عالی
محدودیت : فراریت استایرن ، جمع شدگی در حین پخت ، قبلیت اشتعال

مقایسه خواص انواع الیاف

E-glass S-glass Aramid Carbon
دانسیته Kg/m 2602 2493 1467 1771
استحکام کششی Mpa 3447 4585 2758 1896-3103
مدول کششی Gpa 72.4 86.9 62 227-379
ازدیاد طول در شکست% 4.8 5.4 2.3 0.6-1.2