بخشی از مقاله
مصرف کامپوزیت ها در عمران
مقدمه:
در سراسر دنيا، تكنولوژي كاربرد كامپوزيت ها طي دو دهه اخير با پيشرفت هاي فوق العاده اي همراه بوده است و شواهد نشان ميدهند كه ميزان مصرف مصالح كامپوزيتي در ناحية آسيا و اقيانوس آرام 24 درصد بوده است، در حاليكه اين ميزان مصرف در كل 2/2 ميليون MT بوده است. بطور متداول تقريباً چهل هزار عدد از اقلام مصالح كامپوزيتي در سراسر دنيا در بخش هاي مختلف صنعتي كاربرد دارند. از زماني كه چين و هند كاربرد مصالح مركب را آغاز كردند و بطور هم زمان از 30 سال پيش پيشرفت چين با تراز مصرفي MT 000/200 در
مقايسه با تراز مصرفي هند كه MT 30000 بوده است مبهوت كننده است. مهمترين ويژگي كه انتخاب اين مصالح و قاب ساختماني قطعات آنها دارد انسجام سازه اي آنها است. بالا بودن مقاومت ويژه و سبك وزن بودن اين مصالح غالباً از جمله معيارهاي ميباشند كه سبب تفوق و پرتوي آنها به ساير مصالح مي شود، بويژه در كاربردهاي هوا – فضايي اين مسئه شاخص تر ميباشد، امروزه بر معيارهاي ديگري نظير دوام محيطي، انرژي توكار و مقاومت در برابر آتش تاكيد مي شود. مصالحي كه قبلاً تصور مي شد كه هم رديف مصالح حاوي FRP با
كاركرد بالا هستند نظير الياف كربن امروزه بيشتر قابل عرضه ميباشند و به علت محدوديت قابليت هايشان هميشه مورد استفاده قرار نمي گيرند. پژوهش هاي انجام شده در خصوص روندهاي تكنولوژي در سطح بين المللي اين حقيقت را نشان ميدهد كه مصالح ساختماني مركب يا كامپوزيت ها جايگاه شاخص در ميان مصالح ساختماني اشغال كرده اند و بسياري از مصالح ساختماني قديمي و مرسوم را از رده خارج كرده اند. كامپوزيت ها از جمله طرح هاي جذابي هستند كه در مقايسه با فولاد، آلومينيم و ساير فلزات از انرژي توكار بيشتري برخوردار
هستند. ساير ويژگي هاي مهم كامپوزيت ها نظير مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر خوردگي و داشتن عايق هاي حرارتي و اكوستيكي به نحو مطلوبي سبب شده اند تا آنها جايگاه ايده آلي را در ميان مصالح ساختماني به خود اختصاص دهند. فرآورده هاي كامپوزيتي ابداعي كه داراي خواص گرما سختي هستند و كامپوزيت هاي ترموپلاستيكي راه طولاني را جهت توسعة كاربردهاي نوين در پيش دارند و مي بايست راه رسيدن به بازار تسريع شود.
اخبار و ديدگاهها – مصالح مركّب در مهندسي عمران:
از ديرباز ظهور تمدّن بشري استفاده از مصالح مقاوم و سبك همواره توّجه بشر را به خود جلب كرده است. انديشة تركيب كردن دو يا چندين مصالح مختلف و توليد مصالحي جديد كه به مراتب از خواص عمراني بهتري برخوردار باشند در طول ساليان متوالي وجود داشته است. از سالها قبل دريافتند كه مصالح مركّب در مقايسه با مصالح مجزا از مزاياي تركيبي بيشتري برخوردار ميباشند و از نظر عملكرد بر مصالح مجزا برتري دارند. از زمانهاي كهن بشر از الياف و مواد چسبنده و ملات در مصالح مركّب استفاده ميكرده است. كاربرد الياف گياهي در آجرها
و ظروف سفالي جهت استحكام و جلوگيري از ترك خوردگي از جمله اقدامات بوده است كه توسط فراعنة مصر انجام مي شده است و تمدن هاي اینکا و مایا نيز از اين شيوه ها استفاده مي كردند. مصالح تأثير بسزايي در زندگي ما دارند به نحوي كه دورانهاي تاريخي زندگي بشر تحت نفوذ آنها قرار گرفته است و حتّي با نام آنها نامگذاري شده است. با ظهور تمدن مدرن و رشد و توسعة دانش علمي بشر افزايش تقاضا جهت عرضة مصالح جديدتر و كاربرد آنها در عرصه هاي نوين مشاهده شده است. در واقع، در سالهاي اخير با وقوع جهش هاي
تكنولويكي نياز به توسعة مصالح و بكارگيري آنها در شرايط سخت احساس شده است، مصالحي كه بتوانند در درجه حرارت بالا و تحت فشار زياد و شرايط محيطي كه سبب خوردگي مصالح مي گردد كاربرد داشته باشند و از استحكام بالايي برخوردار باشند و فاقد عوارض وزني باشند چرا كه مصالح متداول فاقد كارايي لازم ميباشند. در مهندس مصالح خواص مصالح با نيازهاي كاربردي آنها تطبيق داده مي شود و بر همين مبنا اين مصالح ساخته مي شوند. ابداع و نوع آوري به توسعة مصالح و ويژگي هاي نوين آنها محدود نمي شود، بلكه شيوه هاي ساخت و توليد مصالح و بكارگيري تكنيك هاي پيشرفتة فرآوري و استفادة مؤثر از انرژي هنگام فرآوري و مهمتر از همه اينكه حداقل آسيب هاي محيطي را ببينند همگي مدنظر ميباشند.
كاربرد مصالح پيشرفته كه داراي خواص تركيبي باشند و بتوانند در امور تخصصي مورد استفاده قرار بگيرند يك واقعيت محسوب مي شود. طي 30 سال گذشته مصالح مركب، مواد پلاستيكي و مصالح سراميكي از جمله مهمترين مصالح شناخته شده اند. حجم و تعداد موارد كاربردي مصالح مركب دائماً افزايش يافته است و بدون وقفه در بازار فروش نفوذ كرده اند و آن را تحت سلطة خود درآورده اند. مصالح مركب مدرن بخش اصلي بازار مصالح مهندسي را تشكيل ميدهند، دامنة كاربردي آنها از فرآورده هاي روزمره تا كاربردهاي مناسب و پيچيده گسترده شده است. امروزه مواد پلاستيكي ملّح از جنس الياف (FRP) با كارايي بالا با رايج ترين مصالح ساختماني معيني فولاد كه يكي از مصالح مهم ميباشد در چالش ميباشند و كاربردهاي روزمره اي دارند و در بدنه اتوموبيل ها و زير ساخت ها بكار مي روند. اگر تصور كنم كه FRP سبب حذف نقش كليدي فولاد مي گردد حماقت كرده ايم.
با اين حال، مزاياي بي وقفه تكنولوژي ساخت و كارايي FRP كاربرد روبه رشد آن را تشديد مي كنند و اين امر منجر به پذيرش آن در بازار فروش مي شود. در هر عرصة كاربردي و بخش صنعتي گزينش نهايي غالباً نتيجة يك رقابت ميباشد و در پي آن پيشرفت هايي در انتخاب مصالح جانشين نظير آلياژهاي آلومينيوم و هيبريدهاي مركب فلزي حاصل مي شود.
هر نوع مادة مركبي ويژگي هاي كاربردي خودش را داراست و نوعاً با كاربردهاي تخصصي نيز متناسب ميباشد. بطور فزاينده اي مصالح ماتريسي حاوي رزين پليمردار و الياف ملح شيشه كه داراي كارايي بالايي نيز مي باشند و كربن و آراميد و مصالح پيشرفته كاربردهاي گسترده اي پيدا كرده اند و در حجم بالا توليد مي شوند. حجم بالاي توليد سبب كاهش هزينة مصرف مي شود. عملكرد بالاي FRP و كاربردهاي متنوع و كاربردهاي متنوع آن به گونه اي ميباشد كه در برابر آسيب هاي ناشي از انفجار مقاوم ميباشند و در طرح هاي حفاظتي و در استوانه هاي سوخت كه در وسائل نقلية كه با گاز طبيعي كار مي كنند كاربرد دارند، همچنين در تيغه هاي آسياب هاي بادي، ميله هاي صنعتي و در تيلوهاي محافظ پل هاي آزادراهها و حتي در غلتك هاي مخصوص تهية كاغذ كاربرد دارند. بخش تنوع و گوناگوني اينگونه كاربردهاي مدرن و بررسي نقطه نظرات اجتماعي – تجاري كه در اين مقدمه بدان اشاره گرديد ديدگاه آموزنده اي را مطرح مي كند و ما را از جايگاه بالاي FRP در آينده آگاه مي سازد.
مصالح مركب چه مصالح ميباشد ؟
مصالح مركب از تركيب دو يا چندين مصالح تشكيل مي شوند و خواص مربوطه را هنگام تركيب شدن حفظ مي كنند و ويژگي هاي فيزيكي و شيميايي را كسب مي كنند كه سبب برتري آنها بر مصالح مجزا ميشود. اجرا اصلي مصالح مركب عوامل تقويت كننده و خميره يا ملات آنها است. الياف ، مصالح دانه اي و ويكرها به عنوان مواد تقويت كننده عمل مي كنند و سبب استحكام و سختي مصالح مي شوند. ملات سبب سفت شدن و بهم چسبيدگي آرماتور مي شود و اين امر سبب مي شود كه انتقال بار از ماتريس يا ملات به آماتور صورت بگيرد. ساير مواد مانند فيلرها يا گرد سنگ ها از اين جهت مورد استفاده قرار مي گيرند كه سبب كاهش هزينه ها ميشوند و توانايي فرآوري و پايداري ابعاد را افزايش ميدهند. الياف مصالح مركب
ملح به الياف ناپيوسته و پيوسته تقسيم مي شوند. در طبقه بندي متداول ديگري ماتريس يا خميره به پليمر، مواد فلزي و سراميك تقسيم مي شود. در طراحي اجزاي سازه اي كه مصالح مركب در آنها بكار برده مي شود از طرح هاي مصالح و طرح هاي سازه اي استفاده مي شود. برخلاف مصالح متداول نظير فولاد، خواص مصالح مركب مي تواند با توجه به نماهاي سازه اي طراحي شوند. خواص مصالح مركب نظير سختي، انبساط حرارتي و غيره مي توانند بطور مداوم از نظر مقدار و تحت كنترل طراح تغيير كنند. كاربرد متداول مصالح مركب حاوي
پليمر به آن علت است كه اين مصالح از خميرة رزين گرما سخت توأم با الياف تسلیح تشكيل شده اند. برخي از رزين هاي گرما سخت پيشرفته مورد استفاده قرار مي گيرند و در بعضي از مصالح مركب آرماتورهاي حاوي گرد سنگ نيز بكار مي روند كه ممكن است به تنهايي يا همراه با انواع الياف ها بكار بروند. آرماتورهاي متغلغل نظير كف ها و مولد است جهت اعمال سختي مورد استفاده قرار مي گيرند در عين حال كه فوق العاده سبك ميباشند. از جمله متداول ترين آرماتورها يا بتن آرمه ها مي توان از شيشه، الياف كربن و آراميد نام برد كه در
اشكال مختلف در دسترس ميباشند، اينگونه مواد در اشكال پيوسته، خرد شده، بافته و غير بافته و چند محوري وجود دارند. انتخاب دقيق نوع آرماتور سبب مي شود كه خواص فرآوردة نهايي به گونه اي باشد كه در هر مهندسي تخصصي مورد نياز باشد. الياف شيشه تاكنون در سطح وسيعي مورد استفاده قرار گرفته اند و به عنوان آرماتورهاي رشته اي مورد استفاده قرار گرفته اند و بهمين علت اصطلاحاتي نظير ARP يعني مواد پلاستيكي مسلح به شيشه، فايبرگلاس، FRP مواد پلاستيكي مسلح به الياف در مورد كالاهايي اطلاق مي شوند كه از مواد مركب ساخته شده اند و بويژه در عرصة مهندس عمران كاربرد دارند. از آنجا كه كاربرد مصالح مركب يك انتخاب بديهي در بسياري از موارد شمرده مي شود، انتخاب ساير مواد بستگي به فاكتورهايي نظير نيازهاي عمر مفيد كاري، تعداد اقلام توليد شده، پيچيده بودن شكل فرآورده، صرفه جويي در هزينه هاي كلي و به تجربه و مهارت طراح در ارائه مصالح مركب با پتانسيل مطلوب دارد. در بعضي از موارد، بهترين نتايج با كاربرد توأم مصالح مركب و مصالح سنتي و رايج بدست مي آيد.
چرا از مصالح مركب استفاده مي كنيم ؟
مصالح مركب نيازهاي طراحي را در ابعاد گوناگون برطرف مي سازند چرا كه از اندوختة وزني قابل توجهي برخوردار ميباشند و ضريب مقاومت به وزن با چنين فاكتورهايي در مصالح سنتي قابل مقايسه نميباشد. برخي از مزاياي مصالح مركب نسبت به مصالح سنتي و مرسوم عنوان شده اند:
• مقاومت كششي مصالح مركب چهار تا شش برابر بيشتر از فولاد و آلومينيم ميباشد.
• افزايش سختي پيچشي و خواص ضربه اي
• مصالح مركب داراي حد خستگي بالاتري هستند يعني حداكثر 60 درصد از مقاومت كششي نهايي را دارا ميباشد.
• مصالح مركب بين 30 تا 45 درصد سبكتر از سازه هاي آلومينيمي هستند كه جهت مرتفع كردن نيازهاي كاركردي طراحي شده اند.
• در مقايسه با ساير مصالح سازه اي نظير فولاد و آلومينيم و غيره داراي انرژي توكار كمتري ميباشند.
• در هنگام بهره برداري سرو صداي كمتري دارند و در مقايسه با فلزات ارتعاش را كمتر منتقل مي كنند.
• مصالح مركب در مقايسه با فلزات كاربردهاي بيشتري دارند و نيازهاي اجرايي را بهتر مرتفع مي سازند و جز ملزومات طراحي هاي پيچيده محسوب مي شوند.
• طول عمر طولاني آنها بدليل آن است كه نسبت به عوامل محيطي، ضربه و خستگي مقاومت زيادي دارند و هزينة نگهداري كمتري را به خود اختصاص ميدهند.
• مصالح مركب در مقايسه با فلزات از هزينه دورة عمر كمتري برخوردار هستند.
• مواد مركب در مقابل خوردگي از مقاومت خوبي برخوردار هستند و ضد آتش هستند.
• تقويت شده هستند و داراي سطوح صاف ميباشند و از خواص ديگر مصالح مركب آن است بسادگي با مواد ملالين تركيب مي شوند و حالت تزييني و منسجمي پيدا مي كنند.
• قطعات مصالح مركب در مقايسه با قطعات فلزي مصالح سنتي مي توانند درزها و اتصال دهنده ها را برطرف كنند و طرح هاي ساده تر و منسجم تري را ارائه ميدهند.
جدول شماره يك خواص مكانيكي بيرون زده لامينيت هاي حاوي FRP را نشان ميدهد. مقاومت كششي برابر mpa 97/88، مقاومت خمشي mpa 86/175، مقاومت ضربه اي zoules/m 44/609، ميزان جذب آب در 24 ساعت برابر 80/0 و ميزان جذب آب طي 4 ساعت برابر 92/0 ميباشد. FRP در مقايسه با فولاد مقاومت بيشتري دارد و كمتر در معرض تخريب محيطي
قرار دارد. مصالح مركب حاوي FRP در محيط هاي ثور فاسد نمي شوند، در حاليكه اين عامل طول عمر سازه هاي سنتي را كاهش ميدهد. افزون بر اين، FRP در مقايسه با بتن پنجاه مرتبه ضريب مقاومت به وزن بالاتري دارد و در مقايسه با فولاد هجده مرتبه ضريب مقاومت ان به وزن بيشتر است. مصالح مقاوم در مقابل ترك خوردگي كه وزن كمي دارند از نظر ايمني و اقتصادي حائز اهميت ميباشند. نياز بازارهاي جديد دستيابي به كاهش هزينة توليد مصالح خام و فرآورده هاي توليد ميباشد و تلاش مي كنند تا مصالح مركبي ساخته شوند كه بتوانند در عرصة فراساختاري شهري كاربردهاي فراواني داشته باشند.
مصالح مركب و كاربردهاي سازه اي :
مصالح مركب از سالها قبل در صنايع ساختماني كاربرد داشته اند. محدودة كاربرد انها از شبكه هاي غير سازه اي و روكش كاريها تا سيستم هاي سازه اي گسترش داشته است و از آنها در نگهدارنده هاي صنعتي، ساختمان ها، سازه هاي بام هاي دو شيب متقارن و طويل، مخازن، قطعات پل ها و دستگاههاي كامل پل ها استفاده شده است. مقاومت آنها در برابر خوردگي و سبك وزن بودن آنها سبب شده است كه در عرصه هاي كم تنش مورد توجه قرار بگيرند. گستردگي كاربرد FRP و كارايي بالاي آن در كاربردهاي سازه اي اوليه سبب توسعه و پذيرش اين مصالح شده است. در حال حاضر مصالح مركب نقش فزاينده اي در جايگزيني ساير مصالح نظير الوار و چوب، فولاد، آلومينيم و بتن بكار رفته در ساختمان ها دارند.
پل هاي جاده اي :
پل ها بخش عمدة صنايع ساختمان محسوب مي شوند و FRP كاربرد فراواني در اين بخش دارد. FRP كاملاً از جهت تعمير، بهنگام سازي لرزه اي و بهينه سازي پل هاي بتني مناسب شناخته شده است و كاربرد آنها طول عمر سازه هاي موجود را افزايش ميدهد. همچنين ر دريافت سازه هاي پل هاي جديد يك راهكار اقتصادي بشمار مي رود. ارزش اقتصادي آن در تعميرات با صدها كاربردي كه در اروپا، ژاپن وآمريكاي شمالي داشته است به اثبات رسيده است. مصالح مركب پليمري در مقايسه با مصالح سنتي و مرسوم داراي مزاياي بسياري
ميباشند، بويژه آنكه در مقابل خوردگي مقاوم هستند چرا كه در بعضي مناطق به كاربرد نمك هاي يخ زدا كه جهت حفاظت از جاده ها مورد استفاده قرار گرفته اند پاسخ داده اند. شيوه هاي طراحي و راندمان توليد در عرصة توليد پل هاي جاده اي توسعه يافته اند و از ابتدا تاكنون كه عرصة ساخت و سازهاي عمراني توسعه يافته اند همواره از اين پيشرفت ها بهره جسته اند. كف پل هاي مخصوص عبور عابرين پياده و پل هايي كه وسائل نقليه از آنها عبور مي كنند و كف پل هايي كه در امتداد آب گذر ها، راه آهن و جاده ها قرار دارند در اروپا و آمريكاي شمالي از مصالح مركب ساخته شده اند. مصالح مركب تيرها را محافظت مي كنند و به نحو فزاينده اي بر كاربرد آنها افزوده شده است و هم اكنون در ايالات متحده آمريكا
تيوهايي كه مجهز به الياف كربن برآمده ميباشند در حال آزمايش ميباشند و قرار است كه در پل هاي بزرگراههايي كه دهانة طويلي دارند و رفت و آمد زيادي روي آنها صورت مي گيرد مورد استفاده واقع شوند. وزن كم مصالح مركب بويژه در ساخت پل هاي آبراه ها ارزشمند ميباشد و بدليل بخش بالابر امكان عبور قايق ها مهيا ميباشد و جهت سهولت حمل و نقل و در مناطق دور نصب مي شوند و بدون آنكه نياز به تجهيزات بالا بر سنگين وجود داشته باشد. كف پلي كه از مصالح مركب ساخته شده باشد شش تا هفت برابر بيش از كف پلي است كه ظرفيت بار بتن ملح آن تنها 20 درصد وزن را داراست. بعلت دوام فوق العاده مصالح مركب، حداقل تا 50 سال نياز به حفاظت سطحي ندارد. مصالح مركب مانند بتن دچار يخ زدگي و يخ گشايي نمي شوند و تراش نمي خورند و مانند فلزات در اثر رطوبت يا در شرايط محيطي دريايي زنگ نمي زنند و دچار خوردگي نمي شوند.
كف پل هايي كه از مصالح مركب ساخته شده اند كاملاً جهت جايگزين كردن كف هاي پل هاي قديمي و متداول مناسب ميباشد و داراي سازه اي سالم و يكپارچه و بهتر ميباشند. اين جايگزيني مي تواند طي مدت زمان كوتاهي و با ايجاد حداقل اختلال در ترافيك انجام پذيرد. توانايي كاربرد مواد مركب و طراحي يك قطعة سبك و پيش ساخته سبب صرفه جويي فوري در هزينه ها ميشود و اختلال در ترافيك را به حداقل مي رساند و اقتصادي نيز هست. قطعه كامپوزيتي سبك مي تواند به جاي آنكه روزها و هفته ها زمان را جهت نصب به خود اختصاص مي دهد طي چند ساعت نصب گردد و جايگزين كف تخريب شده در يك پل سنتي شود. ضريب بالاي مقاومت به وزن در كف كامپوريتي علاوه بر كاهش هزينه از كاربرد تجهيزات سنگين نيز جلوگيري مي كند.
كف هايي كه سبكتر ميباشند پتانسيل لازم جهت بار زيادتر را دارند. مصالح مركب مي توانند يه نحو قابل ملاحظه اي هزينه هاي نگهداري را كاهش دهند چرا كه مواد تشكيل دهنده آنها در برابر خوردگي و خستگي مقاوم ميباشند. در واقع، دوام مصالح مركب نه تنها هزينه هاي طول عمر را افزايش ميدهد و بهبود مي بخشد بلكه چرخة طول عمر سازه را طولاني تر مي كند. برش هاي كف پل كه از پروفيل هاي شش وجهي و دوبل ذوزنقه اي تشكيل شده اند با يك نيروي چسبندگي با مقاومت بالا به يكديگر متصل شده اند و تحت كنترل ميباشند. برش هاي پيش ساخته به كارگاههاي ساختماني منتقل مي شوند و آماده براي نصب هستند. كف پل هاي كامپوزيتي جايگزين كف هاي الواري و بتني فرسوده مي شوند و امكان نصب
سريعتر و آسان تر آنهابدليل وزن كم وجود دارد. كف پل هاي كامپوزيتي كه حاوي FRP هستند از قطعات برآمده اي ساخته شده اند كه بهم متصل شده اند يا قفل و بست شده اند. آنها بطور عرضي قرار داده شده اند و توسط تيرهاي افقي حفاظت مي شوند. كف هاي حاوي FRP از كامپوزيت هاي دوبل ذوزنقه اي تشكيل شده اند و به برش هاي شش ضلعي متصل مي شوند و همين امر قفل و بست مكانيكي را سبب مي شود و در نتيجه داراي سطح پيوسته گسترده ميباشند. ساخت پل هاي مخصوص بزرگراهها با كف هاي مدولي حاوي FRP نياز به شناخت كاركرد كف دارد و اينكه بار ترافيكي را چگونه تحمل مي كنند. بارهاي ترافيكي سبب ايجاد تنش هاي مكرر در كف پل هامي شوند و اين امر در مدت زمان عمر خدمت سازه ديده مي شود. كف پل هاي كامپوزيتي در طراحي مدولي ميباشند و مي توانند در اندازه هاي يكسره توليد شوند و علت آن تطابق تفكيك ناپذير فرآوري است و اين اندازه ها مي
توانند بر حسب نياز مصرف كننده به قطعات مختلف برش داده شوند. از اين جهت، در ساخت كف پل هاي كامپوزيتي انعطاف پذيري بيشتري وجود دارد و محصولات در ابعاد مختلف بدين ترتيب عرضه مي شوند. كف پل هاي كامپوزيتي در پل هاي دائمي و در پل هاي موجود در بزرگراهها ايالتي و در آمريكا در كانالهاي زميني و آبگذرها نيز مورد استفاده قرار مي گيرند. كف پل هايي كه از مصالح مركب ساخته شده اند و در ايالات متحده آمريكا نصب شده اند پس از طي مراحل طراحي و آزمايش طبق آيين نامه آشو، قسمت 44-25HS جهت نصب در پل هاي بزرگراهها بكار گرفته شده اند آن دسته از كف پل هاي كامپوزيتي كه توسط شركت M/S creafevg pullrusions در ايالات پسيلوانياي آمريكا ساخته و توسعه يافته اند در مكانهاي فوق نصب شده اند:
• در نوامبر 1999 در ايالات اوهايو بخش مونتگومري در خيابان سالم قطعات كف پل ها كه حاوي FRP بودند در ابعاد 2/51m*6/14m و مجهز به شبكه هاي فولادي به وزن 36*81 نصب شده اند.
• در ماه مه 1997 در ايالات ويرجينياي غربي در بخش لوئيس بر روي پل لورل ليك قطعات كف پل كه حاوي FRP بودند در ابعاد 1/6*9/4m بر روي تيرهاي بالدار عريض نصب شدند.
• در سپتامبر 1997 در ايالات ويرجينياي غربي بخش تايور بر روي پل ويك واير كف هاي مربوطه كه حاوي FRP بودند به ابعاد 14/9*6/6m نصب شدند.
• در اكتبر 1997 در ايالات اوهايو و در شهر اگزنيا بر روي پل شاني گريك كف هاي حاوي FRP در ابعاد 32/7*47/3m نصب شدند.
• در اكتبر 1998 در ايالات پنسيلوانيا در جادة لورل كف هاي مجهز به FRP در ابعاد 04/10*66/8m نصب شدند.
نخستين كف هاي مدولي مجهز به FRP در آمريكا در ايالات ويرجينياي غربي در جاده هاي روستايي نصب شدند. كف پل هاي كامپوزيتي بدون آنكه دچار خستگي عمده اي شوند قادر بوند 2 ميليون بار را به نحو رضايت بخشي تحمل كنند. علاوه بر كف پل ها، در نصب پل لورل ليك علاوه بر استفاده از مصالح مركب از تيرهاي طولي و پايه هاي كناري داراي ستون هاي كوتاه و شمع كوبي نيز استفاده شد. كف پل از ايمني خستگي برخوردار بود و قابليت قابل ملاحظه جذب انرژي را نشان ميداد و مي توانست در مقابل خستگي مقاومت كند. نصب اين كف ها در ايالات ويرجينيا نشان داد كه چگونه ويژگي هاي كاركردي مصالح مركبي كه مجهز به پليمر مسلح رشته اي يعني FRP بودند جهت استفاده در پل هاي بزرگراهها مي توانند مناسب باشند.
اين امر يكي از مهمترين مرحلة توسعة ساخت كف پل هاي مدولي به حساب مي آيد و از استاندارد بودن قطعات غير پوششي خبر ميدهد.
پل فيبري :
پل كولدنيك واقع در كشور دانمارك توسط شركت مهندسي Danish طراحي شد و رامبول در طراحي اين پل از پروفيل هاي برآمده استفاده كرد. با داشتن m40 طول و m3 عرض امكان عبور افراد پياده، دوچرخه و موتور سيكلت وجود داشت در حاليكه قبلاً خطر ريل آهن وجود داشت. پل به گونه اي طراحي شد كه بتواند 500 بار را حمل كند و سازه بتواند عبور وسائل برف روب را كه بالغ بر MT 5 وزن داشتند مرا تحمل كند. اين مقاومت تحسين انگيز بوسيلة كف كامپوزيتي مهيا شد كه MT 12 وزن داشت. در پل هايي كه كف آنها از فولاد يا بتن ساخته شده بود كف پل بطور نسبي مي توانست MT 28 و حدود MT 90 وزن داشته باشد. پل مورد نظر از ارتفاع m5/18 از يك برج نگهدارنده آويخته مي شد و به يك فونداسيون بتني پيچ مي شد. برج كامپوزيتي تنها Mt3 وزن داشت. كامپوزيت هاي فيبري كه در پروفيل هاي برآمده بكار رفته بودند برج را آماده مي كردند و سه مقطع پل در محل پل مراحل نهايي مونتاژ را مي گذراندند. سبك بودن مصالح مركب اين امكان را مهيا مي كرد كه پل طي 18 ساعت شبانه نصب گردد و اختلال در ترافيك به حداقل برسد.
سازه هاي پل :
شركت مهندسي تكتونيك E.T با مسئوليت محدود واقع در ايالات فيلادلفياي آمريكا اقدام به طراحي پل هاي خرپايي prestek و پل هاي كابلي پيش تنيده كرده اند كه از كامپوزيت هاي سازه اي مونتاژ شده بودند. طرح prestek ضرورتاً براي نواحي جذاب ميباشد كه آسيب هاي ساختماني حداقل ميباشد. قطعات برآمدة پل هاي حاوي مصالح مركب داراي خواص مكانيكي هستند كه نسبت به فولاد وزن كمتري دارند. در نتيجه دهانة prestek بسهولت نصب مي شود و بدون آنكه نياز به استفاده از تجهيزات سنگين و يا كار گروهي زيادي باشد. پل هاي prestekبراي كاربرد در مكانهاي نامتعارفي مانند پارك ملي جزيرة مويي طراحي شده اند و يا در مناطقي مانند خط ساحلي كه منتهي به فانوس دريايي قديمي گلدن گيت مي شوند مورد استفاده قرار مي گيرند.
پروفيل هاي برجسته :
در ميان مجموعة محصولات كامپوزيتي، پروفيل هاي برجسته نظير شبكه ها، نردبان ها، سيني هاي كابلي، ميل هاي يكپارچه و ساير برش هاي عرضي در بسياري از كاربردهاي سازه اي درجه يك كه ضد آتش نيز ميباشند كاربرد گسترده اي دارند. برجسته سازي يكي از اقتصادي ترين شيوه هايي است جهت توليد پروفيل هاي سازه اي حاوي كامپوزيت هاي مسلح رشته اي مورد استفاده قرار مي گيرد. داراي كاربردهاي تجاري ميباشد و كارايي كامپوزيت ها را افزايش ميدهد و در اين روش سازه از ويژگي هايي نظير سبك بودن سازه و همچنين ضد خوردگي برخوردار ميباشد، اين روش در سيستم هاي بعضي غير رسانا، سكوهاي دريايي و بسياري از فرآورده هاي جديد ابداعي كاربرد دارد. برش هاي عرض برجسته جايگزين
مناسبي براي فولاد، الوار و آلومينيم ميباشند و در كشورهاي توسعه يافته اين امر صورت گرفته است و بسرعت در ساير نقاط دنيا بكار گرفته مي شود. برش هاي عرضي سازه اي در صنايع شيميايي و در حلقه هاي اكتشاف چاههاي نفتي بازارهاي خوبي دارند. مقدار انرژي كه جهت ساخت مصالح مركب حاوي FRP در كاربردهاي سازه اي مورد نياز ميباشد در مقايسه با مصالح مرسومي نظير فولاد و آلومينيم كمتر ميباشد و از طرفي مزاياي اقتصادي مصالح فوق در خاتمه بيشتر ميباشد. فرآورده هاي برجسته در بازارهاي بين المللي به عنوان
كالاهاي ساختماني شناخته شده اند. در پروژه ميسون كه به ساخت كامپوزيت هاي پيشرفته اختصاص دارد و از جمله برنامه هاي دولت هندوستان به حساب مي آيد، پروفيل هاي برجستة حاوي FRP كه داراي پرداخت عالي ميباشند و ضدآتش نيز هستند طبق استانداردهاي بين المللي توسط شركت m/s sucre filters prt توسعه يافته اند. كمپاني pune orders از صنايع مختلف سفارشاتي را جهت تهيه سيني هاي كابلي، اتصالات و لوازم اضافي ديگر دريافت كرده است. سفارش ديگري نيز جهت تهيه سيني هاي كابلي و لوازم نصب و ساير لوازم اضافي به M/S Dabhd pouer project داده شده است كه با مشخصات فني شركت بين المللي M/S Bechlel مي بايست تطابق داشته باشد. پروفيل هاي ساخته شده تمامي ويژگي هاي مناسب را دارا ميباشند.
جدول شماره دو خواص مكانيكي / شيميايي برش هاي عرضي برجستة حاوي FRP را در مقايسه با ساير مصالح سازه اي نشان ميدهد.
