قضيب وسيخ ألياف الكربون للتقوية بالتركيب قرب السطح (NSM)
CFRP مسحوب بالبثق بقطر Ø 6–12 mm، يُلصق داخل أخدود يُقطع في الغطاء الخرساني لعنصر قائم من الخرسانة أو الخشب أو البناء.
ما هو هذا المنتج — وما ليس هو
FSB (القضيب) وFSR (السيخ) هما مقطعان من البوليمر المقوّى بألياف الكربون، مسحوبان بالبثق، يُورَّدان بأقطار Ø 6, 8, 10 و12 mm. وتصف بطاقتا البيانات كلتاهما المنتجين بالطريقة نفسها: صفائح CFRP مصمّمة لتقوية منشآت الخرسانة والخشب والبناء — أي رفع قدرة عنصر قائم بالفعل، أو إصلاح التدهور، أو تصحيح عيب في التصميم أو التنفيذ.
والطريقة المعتادة لاستخدامهما هي NSM — التركيب قرب السطح: يُقطع أخدود في الغطاء الخرساني، ويُثبَّت القضيب في غراء، ويُملأ الأخدود حتى الاستواء. وينتهي القضيب داخل الغطاء الخرساني بدلًا من أن يكون ملصقًا على الوجه، فيكون محميًا من الصدم والتعرّض للحريق والتخريب، ويكاد السطح النهائي لا يتغيّر.
وما هو ليس هو. هذا ليس بديلًا عن حديد التسليح الفولاذي في منشأة جديدة. فبطاقتا بياناتنا تغطيان التقوية فقط — ولا تقولان شيئًا عن الاستخدام كتسليح داخلي أساسي، ولا عن الخدمة البحرية أو الأنفاق أو أجهزة الرنين المغناطيسي. وإن كان هذا هو تطبيقك، فأخبرنا وسنقول لك بوضوح هل يمكننا دعمه ببيانات اختبار أم لا. ونفضّل أن نخسر الاستفسار على أن نبيعك قضيبًا مقابل بطاقة بيانات لا تغطي المهمة.
| الخاصية | القيمة |
|---|---|
| Models | FSB (bar) / FSR (rod) |
| Diameter | Ø 6 / 8 / 10 / 12 mm |
| Colour | Black |
| Dry Fibre Tensile Strength | FSB 4,900 MPa · FSR 5,100 MPa |
| Tensile Strength — mean | FSB 2,000 MPa · FSR 2,400 MPa (EN 2561) |
| Tensile Strength — design | FSB 1,670 MPa · FSR 1,750 MPa |
| Tensile Elastic Modulus | FSB 165 GPa · FSR 150 GPa (EN 2561) |
| Elongation at Break | 1.5% (EN 2561) |
| Fibre Content | FSB min 68% · FSR min 65% |
| Glass Transition Temperature | Tg min 100°C |
| Density | 1.6 g/cm³ |
| Packaging | 6 m / 12 m or customised |
| Storage | Dry, out of direct sunlight, −5°C to +35°C |
| Shelf Life | 2 years |
أين يكون قضيب NSM هو الحل الصحيح
بلاطات يجب أن تحمل أكثر
أرضية يُعاد تصنيفها من حمل مكتبي إلى حمل تخزين، أو بلاطة صُمّمت خفيفة الحمل من الأصل. تُقطع الأخاديد في اتجاه البحر، ويُغلق التشطيب فوقها.
كمرات ناقصة في مقاومة الانحناء
أخاديد على طول وجه الشد. ولأن القضيب يقع داخل الغطاء الخرساني لا على سطحه، تصمد التقوية أمام الصدم والاحتكاك الذي كان سيتلف صفيحة ملصقة على السطح.
القص في جسم الكمرة
أخاديد قصيرة تُقطع بزاوية عبر جسم الكمرة، يُثبَّت فيها القضيب ويُملأ حتى الاستواء، بتباعد وفق تفصيل المهندس. حل عملي حيث لا يمكن للفّ كامل على شكل U الالتفاف حول البلاطة.
الكمرات والجوائز الخشبية
تذكر بطاقتا البيانات كلتاهما الخشب. فقضيب يُركَّب في أعلى أو أسفل جائز خشبي قديم يضيف قدرة تحمّل دون تغيير المقطع الظاهر — مفيد حيث يكون الخشب هو العنصر المعماري نفسه.
جدران البناء والدعامات والأقواس
قضبان تُثبَّت في فواصل مدماك مشقوقة أو أخاديد مقطوعة. والقضيب رفيع بما يكفي ليختفي داخل الفاصل، بحيث يمكن إعادة تجصيص الواجهة إلى مظهرها الأصلي.
تصحيح ما بُني بشكل خاطئ
عنصر جاء بتسليح أقل من اللازم، أو فتحة قُطعت فيه لاحقًا. وتذكر بطاقتا البيانات كلتاهما تصحيح العيوب كاستخدام مقصود.
FSB أم FSR — وموقعهما من الفولاذ
| الموديل | ما هو | اختره عندما |
|---|---|---|
| FSB | قضيب من ألياف الكربون. متوسط الشد 2,000 MPa، وقيمة التصميم 1,670 MPa، ومعامل المرونة 165 GPa، ومحتوى الألياف بحد أدنى 68%. | عندما تكون الصلابة أهم من المقاومة الخام. فالتقوية بالتركيب قرب السطح يحكمها عادةً مقدار ترخّي العنصر قبل أن يبدأ القضيب بأداء أي عمل فعلي، لذا يكون القضيب الأكثر صلابة هو الخيار الافتراضي. |
| FSR | سيخ من ألياف الكربون. متوسط الشد 2,400 MPa، وقيمة التصميم 1,750 MPa، ومعامل المرونة 150 GPa، ومحتوى الألياف بحد أدنى 65%. | عندما يكون التصميم محكومًا بالمقاومة لا بالصلابة — كطول أخدود قصير، أو تفصيل تسدّ فيه زيادة 80 MPa في مقاومة التصميم الفجوة. ولاحظ المفاضلة: أقوى بنسبة 20% في المتوسط، لكن أقل صلابة بنسبة 9%. |
| مقارنة بالفولاذ | قضيب ألياف الكربون | ما الذي يعنيه ذلك فعليًا في الموقع |
|---|---|---|
| مقاومة التصميم | 1,670–1,750 MPa، مقابل نحو 500 MPa لفولاذ B500 | نحو 3.3 إلى 3.5 مرة مقارنةً بالفولاذ، على أساس قيم التصميم. وسترى عبارة ‘أقوى من الفولاذ بـ 5 إلى 7 مرات’ على صفحات المنافسين — وكانت أيضًا على صفحتنا قبل إعادة كتابة هذه الصفحة. تلك النسبة لا تظهر إلا عند مقارنة رقم الألياف الجافة بالفولاذ، ولا أحد يستطيع البناء برقم الألياف الجافة. |
| الوزن | 0.045–0.181 kg/m، مقابل 0.222–0.888 kg/m للقطر نفسه في الفولاذ | أقل بقليل من خُمس الوزن، للقطر نفسه (الكثافة 1.6 مقابل 7.85 g/cm³). وطول 12 m بقطر Ø 12 يحمله شخص واحد. |
| الصلابة | 150–165 GPa، مقابل نحو 200 GPa للفولاذ | أقل صلابة من الفولاذ، لا أكثر. وهذا هو الرقم الذي يخطئ فيه معظم الناس. فالقضيب أقوى بكثير لكنه أكثر مرونة قليلًا، لذا فإن الترخّي وعرض الشقوق — لا الانهيار — هما ما يحدّد عادةً مقدار القدرة التي يمكن إضافتها. |
| المطيلية | لا توجد. سلوك خطي حتى الانهيار، عند استطالة 1.5% | الفولاذ يخضع فيحذّرك؛ أما ألياف الكربون فلا. وكل كود تصميم FRP يعالج ذلك بضمان أن تكون الخرسانة أو التماسك هما الحاكمين، لا القضيب أبدًا. |
| الثني في الموقع | غير ممكن | الراتنج متصلد بالفعل. فقضبان NSM مستقيمة وتبقى مستقيمة — وهذا ليس خسارة، لأن الأخدود مستقيم أيضًا. |
| التآكل | لا يوجد | وهذا حقيقي، وهو جزء من سبب ملاءمة القضيب للأجزاء الداخلية الرطبة والأسطح المعالَجة بأملاح إذابة الجليد. لكن بطاقات بياناتنا لا تغطي الخدمة البحرية أو الأنفاق أو أجهزة الرنين المغناطيسي كحالة تصميم، لذا لا نبيعه على هذا الأساس. |
يأتي كلا الموديلين بأقطار Ø 6, 8, 10 و12 mm، بأطوال 6 m و12 m أو مقطوعة حسب الطلب. وباستثناء محتوى الألياف، يشترك الموديلان في الاستطالة عند الانهيار (1.5%)، والكثافة (1.6 g/cm³)، ودرجة الانتقال الزجاجي (بحد أدنى 100 °C).
كل ما في هذه الصفحة هو خواص مادة من بطاقات بياناتنا، وليس تصميمًا. فحجم الأخدود والتباعد بين القضبان وطول التطوير والغراء يجب أن يتحقق منها مهندسك وفق الكود الذي تبني عليه — ACI 440.2R في أمريكا الشمالية، وEN 1992-1-1 Annex J في أوروبا.
المقاسات والأوزان وقوة الشد التصميمية
أربعة أقطار، والوزن مقابل الفولاذ، وما يحمله القضيب الواحد
| قطر القضيب Ø (mm) | المساحة الاسمية (mm²) | كتلة CFRP (kg/m) | كتلة الفولاذ، القطر نفسه (kg/m) | قوة تصميم FSB (kN) | قوة تصميم FSR (kN) |
|---|---|---|---|---|---|
| 6 | 28.3 | 0.045 | 0.222 | 47.2 | 49.5 |
| 8 | 50.3 | 0.080 | 0.395 | 83.9 | 88.0 |
| 10 | 78.5 | 0.126 | 0.617 | 131.2 | 137.4 |
| 12 | 113.1 | 0.181 | 0.888 | 188.9 | 197.9 |
المساحة هي المساحة الدائرية البسيطة πd²/4. والكتلة محسوبة بكثافة بطاقة البيانات 1.6 g/cm³، مقابل 7.85 للفولاذ. وقوة التصميم هي مقاومة الشد التصميمية مضروبة في المساحة — 1,670 MPa لـ FSB، و1,750 MPa لـ FSR. وهذه هي القوة في القضيب نفسه، وهي حد أعلى: ففي عمل NSM يفشل عادةً التماسك بين القضيب والغراء والخرسانة أولًا، لذا فإن القوة التي يمكن لمهندسك الاعتماد عليها يحددها الأخدود وطول التماسك، لا هذان العمودان.
من الرقم المعلن إلى الرقم الذي تصمم به
| الموديل | الألياف الجافة (MPa) | متوسط الشد وفق EN 2561 (MPa) | الشد التصميمي وفق EN 2561 (MPa) | قيمة التصميم كنسبة من الألياف الجافة | معامل المرونة (GPa) | الانفعال عند إجهاد التصميم |
|---|---|---|---|---|---|---|
| FSB | 4900 | 2000 | 1670 | 34% | 165 | |
| FSR | 5100 | 2400 | 1750 | 34% | 150 |
اقرأ الصف من البداية إلى النهاية والنقطة صعبة التفويت: الرقم الذي تصمم به هو نحو ثلث الرقم المعلن. فرقم الألياف الجافة هو الألياف وحدها، قبل أن تُغرَس في الراتنج — وهو ليس خاصية للقضيب ولا يمكن استخدامه في شيء. والمتوسط هو معدّل دفعة الاختبار، أي أن نصف العينات جاء أقل منه. وقيمة التصميم هي ما يتبقى بعد احتساب هذا التشتت. والعمود الأخير يستحق نظرة ثانية أيضًا: الاستطالة عند الانهيار 1.5%، فعند إجهاد التصميم يكون القضيب قد استهلك بالفعل 67% (FSB) أو 78% (FSR) من انفعاله المتاح.
هذه خواص للقضيب، لا خواص للنظام. فمخطط NSM يفشل عند أضعف عنصر من أربعة: القضيب، أو الغراء، أو التماسك مع الخرسانة، أو انفصال الغطاء الخرساني. والقضيب نادرًا ما يكون الأضعف. اسأل مهندسك عن العنصر الحاكم قبل تحديد أي مقاس من هذا الجدول.
تركيب قضيب NSM في ست خطوات
حدّد مواقع الفولاذ قبل القطع
امسح الغطاء الخرساني بجهاز كشف حديد التسليح وحدّد مواقع القضبان القائمة. فالأخدود الذي يمسّ كانة أو قضيبًا رئيسيًا يُلحق ضررًا أكبر مما ستعالجه التقوية. اضبط خطوط الأخدود لتجنّبها، وإن تبيّن أن ذلك مستحيل فقل ذلك قبل القطع لا بعده.
اقطع الأخدود
قطع جاف بشفرة ماسية مع شفط الغبار، بمرورين متوازيين، ثم كسر الجزء الأوسط. والقاعدة الشائعة هي أخدود مربع بمقاس نحو 1.5 ضعف قطر القضيب، لكن خذ البعد من مهندسك — فهو يعتمد على الغراء وعلى الغطاء الخرساني الفعلي المتاح لديك. ويجب أن يبقى الأخدود داخل الغطاء الخرساني: فهو أخدود، لا شقًا يخترق المقطع الإنشائي.
نظّفه جيدًا
انفخ الطين والغبار للخارج بهواء مضغوط خالٍ من الزيت، ثم اترك الأخدود ليجف. فالغراء يتماسك مع الخرسانة السليمة، لا مع غبار النشر. وتحقّق من جفاف السطح — فطريقة الغطاء البلاستيكي في ASTM D4263 تخبرك هل الرطوبة صاعدة أم لا، وإن كانت لن تعطيك نسبة مئوية.
املأ نصفه، ثبّت القضيب، ثم أكمل الملء
املأ الأخدود إلى نحو نصفه بغراء التثبيت، واضغط القضيب فيه حتى يرتفع الغراء حوله، ثم أكمل الملء حتى يستوي مع السطح. وتحريك القضيب قليلًا أثناء تثبيته يطرد الهواء المحبوس. يجب أن ينتهي القضيب محاطًا بالغراء من جهاته الأربع، لا مستندًا إلى قاع أخدود جاف.
احترم زمن العمل
زمن العمل المذكور للغراء يُحسب عند 23 °C لخلطة صغيرة. وعلى بلاطة ساخنة، أو بدفعة كبيرة في دلو واحد، تحصل على وقت أقل بكثير. اخلط ما تستطيع وضعه، وضع ما تخلطه.
اتركه دون مساس أثناء المعالجة
بلا حمل، وبلا حفر قريب، وبلا اهتزاز حتى يبلغ الغراء درجة التصلد المذكورة في بطاقة بياناته. ثم أصلح السطح. ولأن القضيب يقع داخل الغطاء الخرساني، يبدو العنصر النهائي شبه بلا تغيير — وهذا عادةً هو سبب اختيار NSM أصلًا بدلًا من صفيحة ملصقة على السطح.
الأسئلة الشائعة
هل يمكن استخدام هذا بدلًا من حديد تسليح الفولاذ في منشأة جديدة؟
بطاقات بياناتنا لا تغطي ذلك. فكلتاهما تصف FSB وFSR بأنهما صفائح CFRP للتقوية — للخرسانة والخشب والبناء القائمين — ولا تقولان شيئًا عن التسليح الداخلي الأساسي، ولا عن الخدمة البحرية أو الأنفاق أو أجهزة الرنين المغناطيسي. بعض قضبان FRP مؤهّلة للتسليح الداخلي بموجب مواصفات مثل ASTM D7957 للألياف الزجاجية. أما قضباننا فلا تُباع على هذا الأساس. اسألنا وسنخبرك بوضوح بما هو متوفر من بيانات اختبار، بدلًا من التخمين.
لماذا مقاومة التصميم أقل بكثير من 4,900 MPa الموجودة في واجهة بطاقة البيانات؟
لأن 4,900 MPa هي مقاومة الألياف الجافة، قبل أن تُغرَس في الراتنج. فالقضيب هو ألياف زائد مصفوفة، والمصفوفة لا تكاد تحمل شيئًا من الشد. ومقاسًا كقضيب وفق EN 2561، يبلغ متوسط FSB نحو 2,000 MPa، وقيمة التصميم بعد احتساب تشتت الدفعة 1,670 MPa — أي نحو ثلث الرقم المعلن. وكل بطاقة بيانات CFRP صادقة تحمل هذه الفجوة. أما التي تطبع الرقم الكبير وحده فهي تأمل ألّا تسأل.
FSR أقوى من FSB. فلماذا قد أختار FSB على الإطلاق؟
لأن FSB أكثر صلابة: 165 GPa مقابل 150 GPa. وفي معظم أعمال التقوية بـ NSM يترخّى العنصر قبل أن يقترب أي قضيب من مقاومته بوقت طويل، لذا فإن الصلابة هي ما يحدّ الحمل الذي يمكن إضافته — والمقاومة الزائدة في FSR لا تُستغل أبدًا. اختر FSR عندما يجعل أخدود قصير أو تفصيل صعب المقاومة هي القيد الحاكم.
هل يمكن ثنيه ليأخذ شكلًا معينًا؟
لا. فالراتنج متصلد، لذا القضيب مستقيم ويبقى مستقيمًا. لا يمكن ثنيه في الموقع، ولا نورّد أشكالًا مثنية. وفي NSM نادرًا ما تكون هذه مشكلة، لأن الأخاديد مستقيمة.
أي غراء يوضع في الأخدود؟
غراء إيبوكسي للتثبيت. وغراؤنا FIS FIX هو الاقتران المعتاد وسنعرض سعره مع القضبان. والاختيار ليس شكليًا — ففي كل مخطط NSM تقريبًا يكون التماسك، لا القضيب، هو الحاكم، لذا فإن الغراء يؤدي على الأقل قدر ما يؤديه الكربون من العمل.
كيف يتصرف في الحريق؟
درجة الانتقال الزجاجي بحد أدنى 100 °C، وفوق درجة الانتقال الزجاجي تلين المصفوفة والغراء معًا، فيتوقف القضيب عن نقل القوة. ووقوعه داخل الغطاء الخرساني يساعد، وهي ميزة حقيقية مقارنةً بصفيحة ملصقة على السطح، لكنها ليست تصنيف مقاومة حريق. فحالة الحريق تحتاج إلى مصمم يفترض فقدان التقوية بالكامل ويتحقق من أن العنصر غير المقوّى لا يزال يحمل توليفة حمل الحريق.
ما الأطوال المتاحة، وماذا عن التخزين؟
أطوال مستقيمة 6 m و12 m كمعيار قياسي، أو مقطوعة حسب أطوال أخاديدك. خزّنها جافة وبعيدة عن أشعة الشمس المباشرة، بين −5 و+35 °C. ومدة الصلاحية سنتان.
هل لديكم تقارير اختبار، أم بطاقة البيانات فقط؟
تحمل بطاقة البيانات قيم الشد ومعامل المرونة وفق EN 2561، متوسطة وتصميمية، للموديلين كليهما. وإن احتاج مهندسك إلى التقرير الأساسي، فاسأل وسنطلبه من خط الإنتاج — بدلًا من أن نخبرك بوجوده ونحن لم نره.
المستندات والتنزيلات
بطاقتا بيانات، واحدة لكل موديل
TDS-FSB للقضيب وTDS-FSR للسيخ. وتحمل كل منهما قيم الألياف الجافة والشد المتوسط والتصميمي، ومعامل المرونة وفق EN 2561، ومحتوى الألياف، والاستطالة، والكثافة، ودرجة الانتقال الزجاجي، والتعبئة والتخزين. وكلتاهما متاحتان في هذه الصفحة.
ما هو غير موجود فيهما عن قصد
لا يوجد رقم لمقاومة التماسك، ولا جدول لطول التطوير، ولا تصنيف مقاومة حريق. فهذه تخص الغراء وكود التصميم، لا القضيب. وإن قدّم لك مورّد تصميم NSM جاهزًا مأخوذًا مباشرة من بطاقة بيانات القضيب، فاعتبر ذلك إشارة تحذير لا خدمة.
طلب عرض سعر
أرسل لنا العنصر الإنشائي، والقدرة الإضافية التي تحتاجها، وتباعد الأخاديد الذي يضعه مهندسك في الحسبان. وسنرد عليك بالقطر والموديل وعدد الأمتار — وببطاقة البيانات، ليتحقق مهندسك من أرقامنا بدلًا من أن يأخذ كلامنا على عِلّاته.
