מוט חיזוק מפיברגלס
מוט פולטרוזיה מזכוכית S במטריצת ויניל-אסטר. לא מחליד, לא מגנטי, ושוקל בערך רבע ממשקל הפלדה.
המפרט במבט אחד
FSGR ו-FSGS הם מוטות מפולימר מחוזק בסיבי זכוכית, המיוצרים בפולטרוזיה מרובינג רציף של זכוכית S במטריצת ויניל-אסטר, ומסופקים מחורצים או חלקים בקטרים Ø 6–32 mm. חוזק המתיחה לפי גיליון הנתונים 950 MPa ומודול המתיחה 47 GPa, כאשר תכונות המתיחה נבדקות לפי ASTM D7205; המוטות מיוצרים ונבדקים גם לפי GB/T 26743-2011. בצפיפות 2.1 g/cm³ שוקל המוט כרבע ממשקל פלדה באותו קוטר, אינו נושא שום סיכון קורוזיה מכלוריד, מקרבונטציה או מבסיסים, ואינו מוליך חשמל ואינו מגנטי.
| תכונה | ערך |
|---|---|
| Models | FSGR (ribbed) / FSGS (smooth) |
| Diameter | Ø 6 / 8 / 10 / 12 / 14 / 16 / 20 / 22 / 25 / 28 / 32 mm |
| Fibre | S-glass continuous roving, min 70% by weight |
| Resin Matrix | Vinyl-ester |
| Tensile Strength | 950 MPa (datasheet value, ASTM D7205) |
| Tensile Elastic Modulus | 47 GPa (datasheet value, ASTM D7205) |
| Elongation at Break | 2.1% (ASTM D7205) |
| Density | 2.1 g/cm³ (about 1/4 of steel) |
| Corrosion | Non-corrosive — immune to chloride, carbonation and alkali attack |
| Electromagnetic | Non-conductive, non-magnetic |
| Packaging | 6 m and 12 m straight bars; bent shapes to order |
| Shelf Life | 2 years from manufacture, stored flat and out of direct sunlight |
איפה משתמשים בו
מבנים ימיים וחופיים
קירות רציף, מזחים, שוברי גלים ולוחות באזור ההתזה, שבהם הכלוריד מגיע לזיון וקובע את אורך חיי השירות של המבנה.
לוחות גשר ומעקות
אלמנטים שסופגים מלח הפשרה כל חורף. המלח עדיין מגיע; פשוט אין במוט דבר שהוא יכול לתקוף.
מפעלים כימיים, מתקני שפכים והתפלה
מכלים, תעלות ולוחות במגע עם מי תהליך תוקפניים, שבהם כיסוי הבטון לבדו מעולם לא היה מגן על הפלדה לאורך חיי התכן.
חדרי MRI, תחנות משנה ויסודות מכ"ם
מקומות שבהם פלדה אסורה לחלוטין. המוט אינו מוליך ואינו מגנטי, ולכן אינו מעוות שדה ואינו נושא זרם.
קטעי soft eye במנהרות
קירות זמניים שמכונת קידוח המנהרות חייבת לחתוך ולעבור דרכם. את ה-GFRP המכונה חותכת, את הפלדה לא — ולכן ה-soft eye מזוין דווקא בו.
עבודות קבע עם חיי תכן ארוכים
כל אלמנט שמה שמגביל את חייו הוא הקורוזיה ולא החוזק — ושבו תיקון בהמשך יעלה יותר ממה שהמוט עולה היום.
מדריך בחירה
| דגם | פני השטח | מתי לבחור בו |
|---|---|---|
| FSGR | מחורץ — חריצים לאורך המוט | ברירת המחדל לזיון קונסטרוקטיבי. החריצים יוצרים מאחז מכני בבטון בדרך של שילוב, בדיוק כמו מוט פלדה מצולע. יש גם צורות מכופפות, שמעוצבות במפעל לפי הזמנה. |
| FSGS | חלק — עגול פשוט, כפי שיוצא מהפולטרוזיה | כשהמאחז אינו הפעולה הקובעת, או כשרוצים פני שטח עגולים ונקיים לצורך שינוע או לטיפול פני שטח שמבוצע באתר. התכונות המכניות זהות לחלוטין ל-FSGR. |
| מול מוט זיון מפלדה | GFRP (FSGR / FSGS) | מה זה משנה לכם |
|---|---|---|
| קורוזיה | אין — חסין לכלוריד, לקרבונטציה ולבסיסים | זו כל הסיבה להשתמש בו. במקום שבו קורוזיית הפלדה קובעת את אורך חיי השירות — ים, מלח הפשרה, שפכים, התפלה — אופן הכשל הזה פשוט לא קיים. |
| משקל | 2.1 g/cm³ מול 7.85 לפלדה | בערך רבע מהמשקל למטר. פחות אנשים כדי להניח, הובלה זולה יותר, ומוט באורך 12 m שעובד אחד סוחב. |
| חוזק | 950 MPa במתיחה (גיליון נתונים) מול 400 MPa מאמץ כניעה של פלדה | יותר מכפול מהמספר שמפרסמים — אבל קראו את טבלת התכן שלמטה לפני שאתם משתמשים בו. מקדמי התקן נוגסים בו נתח גדול. |
| קשיחות | 47 GPa מול כ-200 GPa לפלדה | כאן רוב האנשים נתפסים לא מוכנים. עם בערך רבע מהמודול של הפלדה, מה שקובע את התכן הוא בדרך כלל השקיעה ורוחב הסדקים, ולא החוזק. |
| כפילות | אלסטי לינארי עד לכשל, התארכות 2.1% — בלי מישור כניעה | GFRP לא נכנע, ולכן חתכים מתוכננים בדרך כלל ככאלה שכשלם נשלט לחיצה (הבטון נמעך ראשון) ולא נשלט מתיחה. יחס הזיון המאוזן הוא כ-0.0078 מול 0.0335 לפלדה (ACI 440.1R-15 Table 7.2.1, f'c = 34.5 MPa). |
| אלקטרומגנטיות | לא מוליך, לא מגנטי | חדרי MRI, תחנות משנה, יסודות מכ"ם ואנטנות, איתות רכבות — מקומות שבהם פלדה אסורה לחלוטין. |
שני הדגמים מגיעים כמוטות ישרים באורך 6 m ו-12 m; הכיפופים מעוצבים במפעל לפי הזמנה משום שאי אפשר לכופף GFRP באתר — השרף כבר מוקשה. חיי המדף הם שנתיים מייצור, באחסון שטוח על תמיכות, מורם מהקרקע ומחוץ לאור שמש ישיר.
הערכים בדף הזה הם תכונות חומר מתוך גיליון הנתונים שלנו, ולא ערכי תכן. בטון מזוין ב-GFRP מתוכנן לפי ACI 440.1R / ACI 440.11 או המקבילה המקומית, והתקן מחיל הפחתות שגיליון הנתונים אינו מראה — ראו את הטבלה השנייה למטה. ה-TDS אומר את זה במפורש: חישובי התכן חייבים להיות מאושרים בידי מהנדס רשוי עצמאי.
קטרי מוטות וערכי תכן
קטרי מוטות ומשקל למשלוח
| קוטר מוט Ø (mm) | שטח נומינלי (mm²) | GFRP (kg/m) | פלדה באותו Ø (kg/m) | מוט 12 m (kg) | מס' מוט ASTM הקרוב ביותר (Ø נומינלי) |
|---|---|---|---|---|---|
| 6 | 28.3 | 0.059 | 0.222 | 0.7 | #2 (6.3 mm) |
| 8 | 50.3 | 0.106 | 0.395 | 1.3 | — |
| 10 | 78.5 | 0.165 | 0.617 | 2.0 | #3 (9.5 mm) |
| 12 | 113.1 | 0.238 | 0.888 | 2.9 | #4 (12.7 mm) |
| 14 | 153.9 | 0.323 | 1.208 | 3.9 | — |
| 16 | 201.1 | 0.422 | 1.578 | 5.1 | #5 (15.9 mm) |
| 20 | 314.2 | 0.660 | 2.466 | 7.9 | #6 (19.1 mm) |
| 22 | 380.1 | 0.798 | 2.984 | 9.6 | #7 (22.2 mm) |
| 25 | 490.9 | 1.031 | 3.853 | 12.4 | #8 (25.4 mm) |
| 28 | 615.8 | 1.293 | 4.834 | 15.5 | #9 (28.7 mm) |
| 32 | 804.2 | 1.689 | 6.313 | 20.3 | #10 (32.3 mm) |
השטח הוא השטח העגול הנומינלי πd²/4; המסה מחושבת לפי צפיפות גיליון הנתונים 2.1 g/cm³ (פלדה ב-7.85 להשוואה). השתמשו בזה להובלה ולשינוע, לא לתכן — מפרט ASTM למוטות GFRP מגדיר לכל מספר מוט שטח נומינלי משלו, ושטח התכן חייב לבוא מתעודת המפעל של המוטות שאתם באמת מקבלים. מספרי מוטות ASTM בעמודה האחרונה הם הסימון הקרוב ביותר לפי קוטר נומינלי; השטח הנומינלי לפי ASTM לאותו מספר שונה מ-πd²/4 של המוט המטרי שלנו.
ממספר גיליון הנתונים למספר התכן (ACI 440.1R-15)
| מקדם סביבה CE | ffu לתכן (MPa) | גבול תחת עומס מתמשך (MPa) | בכיפוף 90°, rb/db = 4 (MPa) | גבול לחישוקי גזירה (MPa) | החלק מתוך 950 שמפרסמים |
|---|---|---|---|---|---|
| 0.8 | 760 | 152 | 380 | 188 | 80% |
| 0.7 | 665 | 133 | 333 | 188 | 70% |
CE 0.8 הוא בטון שאינו חשוף לקרקע ולמזג האוויר, CE 0.7 הוא בטון חשוף (Table 6.2). חוזק התכן הוא ffu = CE × ffu* (Eq. 6.2a), כשערך גיליון הנתונים שלנו 950 MPa נלקח כ-ffu* (ערך גיליון נתונים, לא ערך מובטח לכל קוטר — ראו הערת בדיקת האיכות). מאמץ מתמשך בתוספת מאמץ עייפות מוגבל ל-0.20 ffu עבור סיבי זכוכית (Table 7.4.1, מקדם הביטחון כבר כלול). כיפוף 90° שומר על 0.50 ffu ב-rb/db = 4 (Eq. 6.2.1). חישוקי גזירה מוגבלים בתקרת מאמץ־עיוות של 0.004, כלומר ffv = 0.004 Ef (Eq. 8.2d).
קראו יחד את שתי העמודות הימניות של הטבלה השנייה: מוט שמפרסמים אותו כ-950 MPa מוגבל ל-133 MPa תחת עומס מתמשך באלמנט חשוף אחרי שמחילים את מקדמי התקן — בערך שביעית מהמספר שמפרסמים. זה אינו פגם במוצר, כך מתכננים GFRP בכל מקום, וכל ספק שמצטט לכם את המספר הגדול בלי ההקשר הזה לא עושה לכם טובה. תכן החתך והבדיקות של שקיעה ורוחב סדקים שייכים למהנדס הפרויקט.
הנחת מוטות GFRP בשישה צעדים
הזמינו את הכיפופים יחד עם המוטות
אי אפשר לכופף GFRP באתר. השרף מוקשה; כיפוף בכוח מסדק את המטריצה והמוט מאבד את חוזקו בלי שייראה בהכרח פגוע. חישוקים, ווים ומוטות מכופפים מעוצבים במפעל, ולכן צורות וכמויות חייבות להיסגר בשלב ההזמנה, לא באתר.
אחסנו שטוח ובצל
החזיקו את החבילות על תמיכות שטוחות מורמות מהקרקע, מוגנות ממכה ומחשיפה ממושכת לקרינת UV. חיי המדף הם שנתיים מייצור, באחסון תקין. גרירת מוטות על תקרה שוחקת את החריצים, והחריצים הם מה שיוצר את המאחז.
חתכו, אך לעולם אל תרתכו ואל תחממו
חתכו לאורך בדיסק שוחק או בלהב עדין שיניים; חבשו משקפי מגן ומסכת אבק, ועקבו אחרי ה-SDS לטיפול באבק זכוכית. הקצוות החתוכים אינם צריכים איטום נגד קורוזיה — אין במוט דבר שיחליד — אבל השאירו אותם מחוץ לאזור העיגון, שבו אורך המאחז המלא קובע.
קשרו בפלסטיק או בחוט מצופה
השתמשו בתפסי פלסטיק או בחוט מצופה. חוט קשירה מפלדה חשופה במגע עם המוט מבטל חלק מהסיבה שבגללה בחרתם ב-GFRP, וכיסאות או מרווחים מפלדה מחזירים נתיב קורוזיה בדיוק לאזור הכיסוי. השתמשו בתמיכות מפלסטיק או מחוזקות בסיבים.
כבדו את הכיסוי ואת אורך החפיפה
GFRP יוצר מאחז אחרת מפלדה: אורכי החפיפה בדרך כלל ארוכים בהרבה, ו-ACI 440.1R ממליץ על אורכי עיגון בטווח 20–100 קטרי מוט, בהתאם לכיסוי ולקוטר המוט (Eq. 10.3a). אל תגררו מתוך הרגל אורך חפיפה של פלדה — קחו אותו מחישוב ה-GFRP לחתך שלכם.
יצקו ובדקו כרגיל
ההנחה, הרטט והאשפרה זהים לבטון מזוין בפלדה. ומכיוון שהמוט צף — הוא שוקל רבע מפלדה — ודאו שהתמיכות והקשירות באמת מחזיקות את המיקום לפני היציקה ובמהלכה.
שאלות נפוצות
האם מוט GFRP מחליף פלדה אחד לאחד?
לא, וכל ספק שאומר אחרת מוכר לכם בעיה. המוט חזק מפלדה אבל קשיח פי ארבעה פחות, ואין לו מישור כניעה. זה משנה איזה מצב גבולי קובע: בדרך כלל שולטות השקיעה ורוחב הסדקים, החתכים מתוכננים ככאלה שכשלם נשלט לחיצה ולא מתיחה, ויחס הזיון המאוזן הוא כ-0.0078 מול 0.0335 לפלדה (ACI 440.1R-15 Table 7.2.1, f'c = 34.5 MPa). את החתך צריך לתכנן מחדש לפי ACI 440.1R / ACI 440.11 או המקבילה המקומית, לא רק להחליף חומר.
למה חוזק התכן נמוך כל כך מ-950 MPa?
כי כך התקן קובע, לכל מוט GFRP מכל ספק. חוזק התכן הוא מקדם הסביבה כפול החוזק המובטח (0.8 או 0.7, ACI 440.1R-15 Table 6.2), ואז מאמץ מתמשך בתוספת עייפות מוגבל ל-0.20 מהערך הזה עבור סיבי זכוכית (Table 7.4.1). באלמנט חשוף נשארים בערך 133 MPa. הטבלה שלמעלה מראה את החשבון כדי שלא תופתעו ממנו בשלב התכן.
אפשר לכופף או לחתוך אותו באתר?
לחתוך כן, לכופף לא. השרף כבר מוקשה, ולכן כיפוף שנעשה באתר מסדק את המטריצה והמוט מאבד חוזק בלי שייראה בהכרח פגוע. כל הכיפופים, החישוקים והווים מעוצבים במפעל לפי הזמנה — כלומר רשימת המוטות חייבת להיסגר לפני הייצור, ולא להשתנות באתר.
האם כיפוף מחליש את המוט?
כן, והתקן מכמת את זה: החוזק בכיפוף הוא (0.05 × rb/db + 0.3) × ffu, כך שברדיוס כיפוף של ארבעה קטרי מוט נושא הכיפוף מחצית מחוזק התכן של המוט הישר (ACI 440.1R-15 Eq. 6.2.1). את הכיפופים צריך לבדוק לפי הערך המופחת הזה, לא לפי המספר של המוט הישר.
איך הוא מתנהג בשריפה?
פחות טוב מפלדה, וצריך להעריך את זה למקרה הספציפי. מטריצת הוויניל-אסטר מתרככת סמוך לטמפרטורת המעבר הזגוגי שלה, ומרגע שהמטריצה איננה, המוט אינו יכול להעביר מאמץ אל הסיבים. הכיסוי, סוג האלמנט ודרגת עמידות האש הנדרשת הם שקובעים אם GFRP מתקבל בכלל — זו הערכה ספציפית לפרויקט שעושה המהנדס, לא משהו שגיליון נתונים עונה עליו.
מה ההבדל בין FSGR ל-FSGS?
רק פני השטח. ל-FSGR יש חריצים לאורך המוט והוא יוצר מאחז מכני בבטון דרך שילוב החריצים, בדיוק כמו מוט פלדה מצולע; FSGS הוא עגול חלק, כפי שיוצא מהפולטרוזיה. הסיב, השרף, החוזק, המודול והצפיפות זהים. לזיון קונסטרוקטיבי המוט המחורץ הוא ברירת המחדל.
לפי אילו תקנים הוא מיוצר ונבדק?
תכונות המתיחה נבדקות לפי ASTM D7205 (שיטת בדיקה לתכונות מתיחה של מוטות מרוכבים FRP), והמוטות מיוצרים ונבדקים לפי GB/T 26743-2011. אין ברשותנו כיום תיק הסמכה מלא לפי ASTM D7957 (Tg, דרגת אשפרה, גזירה רוחבית, הידבקות, ספיגת לחות, שימור חוזק לאחר חשיפה אלקלית); אם המפרט שלכם דורש D7957, אמרו לנו בשלב הפנייה ונציין בבירור אילו פריטים נוכל לתעד. התכן הוא עניין נפרד: ACI 440.1R-15 הוא המדריך, ו-ACI 440.11-22 הוא תקן הבנייה הראשון ל-GFRP שנכתב בלשון מחייבת, לצד ACI 318.
יש לכם אישור צד שלישי למוצר?
לא. המוטות נשלחים עם גיליונות הנתונים הטכניים שלהם, שבהם התכונות נבדקו בשיטות ה-ASTM שלמעלה, ובנוסף Mill Test Certificate ו-Certificate of Analysis לאצווה. אם המפרט שלכם דורש אישור צד שלישי מסוים, אמרו לנו כבר בשלב הפנייה ונאמר בפירוש אם נוכל לעמוד בו.
מסמכים והורדות
שני גיליונות נתונים, אחד לכל פני שטח
FSGR למוט המחורץ ו-FSGS למוט החלק. בשניהם טבלת התכונות המלאה, עם שיטת הבדיקה של ASTM מול כל ערך.
MTC + COA בכל משלוח
כל אצווה נשלחת עם Mill Test Certificate ועם Certificate of Analysis. בקשו אותם בשלב ההזמנה אם המפרט שלכם דורש לתייק אותם.
בקש הצעת מחיר
שלחו את הקטרים, האורכים והכמויות — ואת הכיפופים, כי אלה מעוצבים במפעל. מהנדס יחזור אליכם בתוך יום עסקים אחד עם הצעת המחיר, המשקלים לחישוב ההובלה וגיליונות הנתונים. אם החתך שלכם עדיין צריך תכן ל-GFRP, אמרו זאת ונגיד לכם מה המהנדס יצטרך.
