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हिडन रेवोल्यूशन: कम्पोजिट रेबार गेन्स स्ट्रेंथ

Aug 03, 2020

कंक्रीट का उपयोग लंबे समय से इसकी उच्च संपीड़ित ताकत, अच्छी स्थायित्व और कम लागत के लिए एक निर्माण सामग्री के रूप में किया गया है। हालांकि, इसकी प्रसिद्ध अकिलीज़ एड़ी इसकी भंगुरता और सीमित तन्य शक्ति है। कंक्रीट संरचनाओं के तनाव पक्ष में स्टील के मजबूत सलाखों (रीबार) का उपयोग करके लगभग एक शताब्दी पहले इसे काफी आसानी से हल किया गया था। स्टील rebar कार्यात्मक रूप से कुशल और अपेक्षाकृत सस्ती है, इसलिए यह ज्यादातर मामलों में अच्छा काम करता है। हालांकि, लवण, आक्रामक रसायनों और नमी के संपर्क में होने पर संक्षारण (ऑक्सीकरण) के प्रति संवेदनशीलता के कारण स्टील रिबर की अपनी कमजोरी होती है। जैसा कि यह corrodes, स्टील rebar swells और कंक्रीट पर तन्यता लोड बढ़ जाती है, जो दरार और स्पॉल करना शुरू कर देता है, जिससे उद्घाटन होता है जो स्टील और कंक्रीट के आगे और तेजी से बिगड़ता है। यह महंगा मरम्मत और रखरखाव की आवश्यकता है और, अगर बहुत दूर तक प्रगति करने की अनुमति दी जाती है, तो यह संरचना की अखंडता से समझौता कर सकता है। कंक्रीट से नमी को बाहर निकालने में मदद करने के लिए कई कोटिंग्स और प्रवेशकों को दशकों से पेश किया गया है, और rebar को ही epoxy कोटिंग्स या स्टेनलेस स्टील के उपयोग के साथ अपग्रेड किया गया है। लेकिन दीर्घकालिक में क्षरण को रोकना हमेशा संभव नहीं होता है। इसके अलावा, बिजली और चुंबकीय क्षेत्र का संचालन करने के लिए स्टील रीबर का पेन्चेंट कुछ विशेष बिजली उत्पादन, चिकित्सा / वैज्ञानिक-इमेजिंग, परमाणु और बिजली / इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए निर्दिष्ट कंक्रीट में अवांछनीय बनाता है।

एफआरपी मूल्य प्रस्ताव

कई कारण हैं कि फाइबर-प्रबलित बहुलक (एफआरपी) rebar कुछ ठोस संरचनाओं में समझ में आता है। शुरुआत के लिए, कम्पोजिट रेबार जंग या खुरचना नहीं करेगा, इसलिए यह आवधिक या लंबे समय तक ताजे पानी या नमकीन पानी के लिए आदर्श है, जैसे कि दीवारों, पीयर, जेटी, क्वाइज, कैसॉन, डेक, पाइलिंग, बुलखेड, नहरों को बनाए रखना। अपतटीय प्लेटफार्मों, स्विमिंग पूल और एक्वैरियम। यह सड़क नमक और अन्य रासायनिक रसायनों के लिए भी प्रतिरक्षा है, यह रोडवेज और पुलों, पार्किंग संरचनाओं, हवाई अड्डे के रनवे, जर्सी बाधाओं, दीवारों और नींव, पर्दे, पैरापेट और स्लैब को बनाए रखने के लिए एक अधिक टिकाऊ और कम रखरखाव-गहन विकल्प बनाता है। इसके अलावा, यह अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों, ठोस अपशिष्ट स्थलों, पेट्रोकेमिकल संयंत्रों, लुगदी और कागज मिलों, पाइपलाइनों, टैंकों, कूलिंग टावरों और चिमनी के साथ-साथ कंक्रीट के क्षारीय वातावरण में पाए जाने वाले अन्य रसायनों के एक मेजबान के लिए व्यापक प्रतिरोध प्रदान करता है।

एक और लाभ यह है कि एफआरपी रीबोर की तन्यता ताकत आमतौर पर स्टील की तुलना में 1.5 से 2 गुना अधिक है, इसलिए यह कंक्रीट की उच्च संपीड़ित ताकत के लिए एक अच्छा असंतुलन है। यह उत्कृष्ट थकान प्रतिरोध भी प्रदान करता है, जिससे यह चक्रीय लोडिंग स्थितियों (जैसे कि सड़कों और पुलों पर) के लिए उपयुक्त है। इसके अलावा, कंपोजिट रीबार तुलनात्मक रूप से प्रदर्शन करने वाले स्टील का वजन एक-चौथाई है। यहाँ कई व्यावहारिक लाभ हैं। निर्माण श्रमिकों पर कम पहनने और आंसू हैं जो इसे ले जाने और स्थापित करने और क्रेन और अन्य भारी उठाने वाले उपकरणों की कम आवश्यकता है। यह आम काटने के उपकरण के साथ आसानी से कट जाता है, देखा ब्लेड को नुकसान पहुंचाए बिना। अधिक लोडिंग को कानूनी लोडिंग सीमा से अधिक किए बिना प्रति ट्रक लोड के लिए निर्धारित किया जा सकता है। पुलों और जैसी संरचनाओं के लिए, उच्च शक्ति-से-भार अनुपात किसी दिए गए ढांचे के लिए या तो अधिक वहन क्षमता प्रदान करता है या पूरे ढांचे के आकार और वजन को कम करने के लिए संभावित अवसर प्रदान करता है। समग्र संवेदनशील भी वजन-संवेदनशील अनुप्रयोगों में उपयोगी है जहां मिट्टी में खराब लोड-असर गुण होते हैं, भूकंपीय रूप से सक्रिय स्थानों में या पर्यावरण के प्रति संवेदनशील क्षेत्रों में जहां भारी उपकरण को स्थानांतरित करने के लिए अवांछनीय है।

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक रूप से संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए, दोनों ग्लास (सबसे आम मिश्रित रिबर सुदृढीकरण) और बहुलक स्वाभाविक रूप से गैर-अनुगामी हैं, इसलिए वे विद्युत प्रवाह को स्थानांतरित नहीं करेंगे, बिजली के हमलों को आकर्षित करेंगे या पास के विद्युत उपकरणों के संचालन में हस्तक्षेप करेंगे। यह एल्यूमीनियम और तांबा गलाने वाले पौधों, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों, विशेष सैन्य संरचनाओं, हवाईअड्डे के टावरों, बिजली और फोन ट्रांसमिशन टावरों, बिजली या फोन उपकरणों वाले मैनहोल, चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) उपकरणों वाले अस्पतालों और टोल-रोड पर सुरक्षित विकल्प बनाता है। संवेदन सरणियों और संग्रह बूथ। क्योंकि ग्लास-प्रबलित समग्र थर्मल ट्रांसमिशन में समान रूप से खराब है, यह इमारतों, आँगन डेक और बेसमेंट में जलवायु नियंत्रण बनाए रखने के लिए सहायक हो सकता है।

यद्यपि कंपोजिट रीबार की प्रारंभिक लागत आम तौर पर मानक स्टील रिब से अधिक होती है और यह लगभग एपॉक्सी-कोटेड स्टील रिबार की तुलना में होती है, जब इसे एक जीवनचक्र लागत (LCC) के आधार पर माना जाता है, यह काफी किफायती हो सकता है - विशेष रूप से गैर-प्रीस्ट्रेस्ड कंक्रीट अनुप्रयोगों के लिए आम तौर पर बार-बार मरम्मत और रखरखाव की आवश्यकता होती है या जहां धातु के साथ अन्य समस्याएं होती हैं। इन सभी कारणों और अधिक के लिए, कंपोजिट rebar ने धीरे-धीरे सिविल इंजीनियरिंग बाजार में हिस्सेदारी हासिल करना शुरू कर दिया है।



कोई रिग नहीं, कोई प्रगति नहीं

अमेरिकी कंपोजिट मैन्युफैक्चरर्स असन के जॉन बुसेल का कहना है कि 1980 के दशक में जापान में कंपोजिट रीबार की शुरुआत थर्मोसेट मैट्रिसेस में कार्बन और एरीम फाइबर के सुदृढीकरण के साथ हुई और धीरे-धीरे कनाडा में प्रोजेक्ट्स में फैल गई। (ACMA, आर्लिंगटन, Va।) लेकिन यह वास्तव में दूर नहीं हुआ, वह याद करते हैं, जब तक कि विनिर्देशों को विकसित नहीं किया गया था और 1990 के दशक के अंत में समग्र rebar के लिए प्रकाशित किया गया था। ACMA, ACMA के कम्पोजिट्स ग्रोथ इनिशिएटिव के निदेशक, 12 साल तक सचिव और उसके बाद अमेरिकन कंक्रीट इंस्टीट्यूट्स (ACI, फार्मिंगटन हिल्स, मिच) के अध्यक्ष थे। समिति 440 - एफआरपी सुदृढीकरण, उस समय के दौरान जब समूह ने अपनी आधारभूत विशेषताओं और डिजाइन को विकसित किया। एफआरपी rebar के लिए गाइड।

"उन उत्पादों के साथ आ रहे हैं जो परीक्षण और अनुसंधान द्वारा समर्थित नहीं हैं, सिविल इंजीनियरों के साथ काम नहीं करते हैं," बसल बताते हैं। "उन्हें समझाने में बहुत समय लगता है, और समय लगता है।" उस वास्तविकता को देखते हुए, समिति 440 को 1990 के दशक की शुरुआत में स्थापित किया गया था और पहले संस्करण को विकसित करने के लिए एक दशक के करीब लिया, 1999 में प्रकाशित, 2006 में अपडेट किया गया, 2012 में एक और अपडेट के साथ। "अब आपके पास मानक हैं कि आर्किटेक्ट, इंजीनियर , और ठेकेदार वैश्विक रूप से अपनी योजनाओं में डाल सकते हैं, "बसल कहते हैं," एसीआई 440.1R दुनिया में सबसे प्रसिद्ध और सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले विनिर्देश मार्गदर्शकों में से एक साबित हुआ है और निश्चित रूप से सभी काम करने लायक था। "

"ACI 440 एक अत्यंत गतिशील और सक्रिय संघ रहा है," बसल के लंबे समय के सहयोगी डग ग्रेमेल नोट करते हैं। “हमने दुनिया में कहीं भी किसी भी शोध के साथ भेदभाव नहीं किया है। अगर हम इसे ले सकते हैं और इसे अपने कोड में शामिल कर सकते हैं, तो हम इसे करते हैं। " ग्रेमेल - ह्यूजेस सहायक कंपनी के एक निदेशक ह्यूजेस ब्रदर्स इंक में गैर-मेटालिक रिइनफोर्सिंग के निदेशकAslan Pacific Ltd.(सेवार्ड, नेब के दोनों।) और ओमाहा, नेब पर प्रबंधन समिति की कुर्सी। कंबाइंड-आधारित कम्पोजिट इंसुलेटेड कंक्रीट सिस्टम्स एलएलसी - कहते हैं, "जब हमारे पास इस ज्ञान का स्वामित्व नहीं है, तो हमें गर्व नहीं है।"

विज्ञान के इस बढ़ते शरीर और 1990 के दशक के मध्य से अनुभव के बावजूद, FRP rebar के उपयोग में वृद्धि धीमी रही। ब्रूक्स काउंटी में मैककिनविले / बफेलो क्रीक ब्रिज में W. Va। कनाडा के कठोर मौसम के कारण होने वाले क्षरण से निपटना। बदले में, ग्लास एफआरपी (जीएफआरपी) कंक्रीट डेक और ट्रैफिक रेलिंग के उपयोग के लिए चश्मा विकसित करने के लिए अमेरिकन एसोसिएशन ऑफ स्टेट हाईवे एंड ट्रांसपोर्टेशन अधिकारियों (एएएसएचटीओ) द्वारा काम किया गया। उस बिंदु से, अमेरिकी परिवहन विभाग (DoT) के इंजीनियरों और विनिर्माताओं के पास ACI 440 के साथ जाने के लिए अपने स्वयं के डिजाइन गाइड थे। नतीजतन, बुसेल, कनाडा और अमेरिका का कहना है कि अब लगभग 400 पुलों के साथ FRP rebar के कुछ पहलू में हैं उनका निर्माण। यूरोपीय प्रतिष्ठान बढ़ रहे हैं, लेकिन धीमी गति से।

Gremel - जिसके नियोक्ता, ह्यूज ब्रदर्स, FRP rebar के वैश्विक आपूर्तिकर्ता हैं - कहते हैं कि मानक गुणवत्ता आश्वासन के लिए उद्देश्य रूपरेखा बनाते हैं। वे कहते हैं, '' हमें प्रोडक्शन-बहुत सीट्स को सबूत के तौर पर उपलब्ध कराना होगा कि rebar का कोई भी 'मिल रन' एएसटीएम मानकों में मिलने वाले गुणों से मिलता है या नहीं। '' "हम तन्यता मापांक और तनाव परीक्षण कर रहे हैं जो हम बहुत दौड़ते हैं, जैसे स्टील के लोग।"

FRP rebar के साथ आराम की दिशा में सिविल इंजीनियरिंग समुदाय की प्रगति धीमी हो सकती है, लेकिन इसने इसके निर्माण के नए दृष्टिकोणों की खोज को हतोत्साहित नहीं किया है, जैसा कि निम्नलिखित उदाहरणों से संकेत मिलता है, अगली पीढ़ी के कंपोजिट rebar को स्टील के लिए और अधिक आकर्षक विकल्प बना सकते हैं ।