الیاف شیشه چیست؟ الیاف شیشه از رایج ترین تقویت کننده هایی است که در صنعت کامپوزیت مورد استفاده قرار می گیرد‌. این الیاف تارهای باریکی هستند که جنسشان از شیشه می باشد و دارای انواع مختلفی هستند که هر یک کاربردها و ترکیبات شیمیایی متفاوتی از هم دارند. وب سایت رادیاب قصد دارد در این مطلب خود درباره الیاف شیشه با شما تبادل اطلاعاتی داشته باشد.  

تفاوت الیاف شیشه و پشم شیشه چیست؟

طول پشم شیشه محدود بوده و دارای قطر تارهایی یکنواخت نیست. کاربرد الیاف شیشه در افزایش مقاومت کششی و تقویت کامپوزیت است در حالیکه پشم شیشه در عایق حرارتی کاربرد دارد.

نحوه تولید الیاف شیشه؟

در ساخت و تولید الیاف شیشه مراحل ذیل به ترتیب انجام می شود: _ اولین مرحله آماده کردن مواد خام است. عمده ترین مواد تشکیل دهنده الیاف شیشه، ماسه سیلیس است. _سپس مواد را با هم مخلوط نموده تا آماده کوره شوند. _سپس نوبت به مرحله کوره می رسد. در این مرحله دمای کوره به حدی زیاد است که می تواند ماسه و سایر اجزاء خام الیاف شیشه را ذوب کند. _ قسمت بوشینگ: بر روی سینی های پلاتین مقاوم چندین روزنه قرار دارد که بوشینگ نام دارد. شیشه های مذاب بر روی این سینی ها قرار داده می شوند. _سپس نوبت به مرحله تولید الیاف می رسد‌. الیاف در نتیجه بیرون کشیده شدن شیشه مذاب از درون بوشینگ ها و خنک شدن توسط آب و هوا، تشکیل می شود. _ در مرحله بعد آهار زنی الیاف شیشه برای اطمینان از چسبندگی الیاف و جلوگیری از سایش آن ها هنگام استفاده، انجام می شود. آهار زنی با استفاده از مخلوط شیمیایی مایع صورت می پذیرد.

انواع اشکال الیاف شیشه

الیاف شیشه در اشکال مختلفی وجود دارند. در ذیل به بیان انواع آن می پردازیم: _ نخ: رشته هایی که بین ۴ تا ۱۳ میکرون به هم پیچیده شده و قطری یکسان دارند که سبب تولید نخ می شوند. _ رشته ای: اگر رشته ها با قطرهای یکسان و آزاد در کنار هم قرار بگیرند، به آن نیمتاب گفته می شود. نیمتاب به دو نوع مستقیم و مجتمع شده تقسیم می شود. در نیمتاب مستقیم بعد از ذوب شدن، دسته ای از رشته ها به وجود می آیند. ولی نیمتاب مجتمع شده از دسته بندی چند دسته رشته به صورت جداگانه کنار هم به وجود می آید و قطر رشته ها کمتر از نیمتاب مستقیم است. _پارچه ای دو جهته: این نوع الیاف در انواع مختلف بافت های ساده و ساتینی و… مقاومت بالایی دارند. علاوه بر آن، وزن کمی داشته و در برابر شرایط محیطی مقاوم هستند.

کاربرد الیاف دو جهته در زمینه های گوناگونی می باشد:

•ساخت تجهیزات ورزشی • ساخت قطعات هواپیما و خودرو • مقاوم سازی سازه و ساختمان • مقاوم سازی لوله ها • روش های مقاوم سازی پل ها • در صنایع مختلف به عنوان پوشش حفاظتی مورد استفاده قرار می گیرد، زیرا در برابر عوامل خورنده از مقاومت بالایی برخوردار است. • همچنین در مکان هایی که عایق حرارتی حائز اهمیت است از این نوع الیاف استفاده می شود، زیرا عایق الکتریکی هستند. _نواری: این نوع الیاف نوعی از الیاف تک جهته می باشند که از مقاومت بالایی برخوردار بوده و وزن کمی دارند.

کاربرد این نوع الیاف در زمینه های:

•مقاوم سازی ساختمان و سازه • افزایش مقاومت لوله ها و مخازن • کاربرد در حفاظت از تجهیزات مختلف در مقابل عوامل خورنده • ساخت تجهیزات خودرو و هواپیما • تجهیزات و وسایل ورزشی

مزایای الیاف شیشه:

_الیاف شیشه در مقایسه با سایر الیاف قیمت مناسب و نسبتا پایینی دارد. _ الیاف شیشه فروش بالایی دارد و انواع و اقسام مختلف ان، در دسترس می باشد. _ از استحکام کششی بالایی برخوردار است. _ نارسا بوده و عایق الکتریکی می باشد. _ این نوع الیاف از مقاومت شیمیایی بالایی برخوردار بوده و برای همین برای محیط هایی که در برابر عوامل محیطی خورنده قرار دارند، مناسب می باشد. _ از مقاومت حرارتی مناسبی برخوردار می باشد.

معایب الیاف شیشه:

الیاف شیشه با اینکه کاربرد و مزایای خوبی دارد، دارای معایب و ایراداتی نیز می باشند که در ذیل به توضیح برخی از این موارد می پردازیم: _ پایین بودن مدول کششی الیاف شیشه در مقایسه با الیاف کربن سبب شده است که بیش تر از الیاف کربن برای مقاوم سازی ساختمان استفاده شود‌. _ الیاف پلیمری شیشه در مقایسه با الیاف کربن، وزن مخصوص بالایی دارند. _ الیاف شیشه در زمان حمل و نقل از حساسیت بالایی نسبت به سایش برخوردار می باشد. _ الیاف شیشه در مقابل خستگی، مقاومت کمی داشته و ویژگی شکننده ای دارند. _ الیاف شیشه به دلیل ویژگی سختی زیادی که دارند، در عملیات کامپوزیتی؛ قالب ها دچار سایش شده و ابزار برش کند می شود.  

خصوصیات الیاف شیشه

• الیاف شیشه به دلیل دارا بودن مقاومت شیمیایی بالا، هیچ جانور و قارچ و باکتری نمی تواند به آن نفوذ کرده و بر آن تاثیر بگذارد.
• در برابر رطوبت مقاوم بوده و رطوبت را به خود جذب نمی کند.
• الیاف شیشه در برابر جریان برق لایق بوده و برای همین در قطعات الکتریکی استفاده می شود.
• استحکام کششی بالایی دارد و دارای انعطاف پذیری مناسبی است‌.
• الیاف شیشه دارای ثبات ابعادی بوده و تحت تاثیر دما، تغییر نمی کند.
• در برابر شعله، مقاومت بالایی دارد.
• هدایت حرارتی کمی دارد و برای همین در صنعت ساخت و ساز به کار می رود.
• الیاف شیشه به دلیل سازگاری خوبی که با مواد آلی دارد، سبب ایجاد کامپوزیت مقاوم می شود.
• الیاف شیشه از دوام و ماندگاری بالایی برخوردار بوده و برای همین فاسد نمی شود.

 

کاربرد الیاف شیشه

الیاف شیشه در مصارف و موارد متعددی کاربرد دارد: _از الیاف شیشه در افزایش مقاومت دیوارها، ستون ها و تیرها استفاده می شود. _ فیبرهای شیشه در مصارف صنعتی، الکتریکی، بهداشتی و دریایی کاربرد دارد. _ از کامپوزیت های شیشه در مقاوم سازی ساختمان استفاده می شود. _ از فیبرهای شیشه برای افزایش توانایی و مقاومت سازه استفاده می شود. _ می توان از فیبر شیشه به جای فولاد در بتن مسلح، استفاده نمود. زیرا فیبرشیشه با کم کردن وزن بتن، خطرات ناشی از سایش و خوردگی فولاد را از بین می برد. _ برای ترمیم سطحی بتن و ترک های ناشی از آن نیز استفاده می شود. _ در ساخت اعضاء مصنوعی بدن نیز کاربرد دارد. _ در کارخانه های خمیر و سفید کننده ها نیز از الیاف شیشه استفاده می شود. زیرا مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارند. _الیاف شیشه به دلیل خاصیت نارسانا بودن، در صنعت تولید برق نیز کاربرد دارد. _ در کارخانه های فرآوری مواد غذایی و پردازش مواد غذایی نیز کاربرد دارد. _ الیاف شیشه به دلیل این که در برابر زنگ زدگی مقاوم هستند، در اسکله ها استفاده می شود. زیرا اسکله ها در اثر آب دریا، دچار زنگ زدگی می شوند. _از الیاف شیشه به شکل تور، در ساخت بطری های آب استفاده می شود.

انواع محصولات الیاف شیشه در ساخت کامپوزیت ها

_ الیاف شیشه E: این نوع الیاف از کلسیم آمینو بورو سیلیکات و اکسید کلسیم ساخته شده و برای استحکام و مقاومت الکتریکی استفاده می شود. این نوع الیاف در مقایسه با انواع دیگر ارزان تر بوده و از متداول ترین الیاف به کار برده در صنعت کامپوزیت می باشد. _ الیاف شیشه S: این نوع الیاف ۴۰ درصد بیش تر از الیاف E مستحکم بوده و در کامپوزیت هایی که استحکام از ضرورت بالایی برخوردار است، استفاده می شود. _الیاف شیشه A: این نوع الیاف به دلیل دارا بودن مواد قلیایی زیاد، در مکان هایی که ماندگاری و دوام از اهمیت برخورد نمی باشد، به کار می رود. _ الیاف شیشه C: این نوع الیاف به دلیل دارا بودن آهک و سیلیکات، مناسب محیط های خورنده است و در پوشش سطحی لوله ها و مخازن نیز کاربرد دارد.

انواع مختلف الیاف شیشه

الیاف شیشه با ترکیب درصد شیمیایی، انواع مختلفی دارد که هر یک دارای ویژگی های مخصوص به خود می باشند: _الیاف E_Glass: این الیاف از کلمه Electrical گرفته شده که نوعی عایق الکتریکی می باشد. این نوع الیاف، بیشترین الیاف موجود در بازار است. این الیاف رسانایی الکتریکی و مقاومت کششی مناسبی دارند و به دلیل فراوانی د در دسترس بودن، دارای قیمت پایینی نسبت به سایر الیاف ها می باشد. _ الیاف C_Glass: این الیاف از کلمه Chemical گرفته شده است که مقاومت شیمیایی بالایی دارند. و برای همین برای مقاوم کردن و افزایش ایمنی لوله های آب و مخازن استفاده می شود. _ الیاف S_Glass: این الیاف از کلمه strength گرفته شده و دارای مقاومت مکانیکی زیادی می باشد. به دلیل این که این نول الیاف دارای مدول بالا و وزن پایینی هستند، در صنعت هوا و فضا به کار می روند. _ الیاف M_Glass: این الیاف از کلمه Modulus گرفته شده اند که دارای مدول بالا می باشد. _ الیاف D_Glass: این الیاف نیز از کلمه Dielectric گرفته شده که دی الکتریک بالایی دارند. _ الیاف EC_R: این نوع الیاف از در برابر خوردگی، مقاومت بالایی دارند.  

بتن با الیاف شیشه

الیاف شیشه بتن از مخلوط کردن بتن الیافی برای استفاده در مقاوم سازی بتن، کاربرد دارد. الیاف شیشه بتن یکی از رایج ترین و اقتصادی ترین انواع الیاف بتن می باشد. در این بتن برای تقویت مقاومت کششی بتن، از الیاف شیشه به جای فولاد استفاده می شود.  

مزایای بتن با الیاف شیشه

_ الیاف شیشه سبب افزایش دوام و مقاومت بتن می شود. _ مقاومت خمشی و کششی بتن را افزایش می دهد. _ ترک های سطحی و انقباض بتن، کاهش می یابد. _ مقاومت سایش بتن بیشتر شده و در برابر لرزش و تنش، استحکام بالایی پیدا می کند. _ در برابر نفوذ آب مقاوم می شود.

معایب بتن با الیاف شیشه

با اینکه بتن با الیاف شیشه مزیت ها و کارایی های قابل توجهی دارد، اما معایبی نیز دارد. مهم ترین و اصلی ترین عیب بتن با الیاف شیشه این است که کارایی بتن پایین آمده و سبب کاهش کارایی بتن می شود. برای همین و برای جلوگیری از به وجود آمدن این عیب در بتن لازم است که از مخلوط ریز دانه و فوق روان کننده در بتن استفاده شود.

بتن با الیاف شیشه چه کاربردهایی دارد؟

_از بتن با الیاف شیشه در نماسازی، ساخت گنبد، طراحی داخلی، پنل های دکوراتیو و… استفاده می شود. _ ساخت کانال های آبیاری و حوضچه های ضد عفونی _ ساخت سیستم های سقف و کف های مقاوم در برابر ضربه _ تعمیرات ساختمان و انواع معماری ها مانند تعمیرات کتیبه ها   نتیجه گیری بنابراین الیاف شیشه به دلیل ویژگی هایی مانند استحکام و مقاومت بالا، انعطاف پذیری، سفتی زیاد در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گرفته و کاربردهای زیادی دارد. اندازه الیاف شیشه با هم متفاوت بوده و کوچکترین اندازه آن، بسیار ریز بوده و توسط چشم غیر مسلح قابلیت دیده شدن ندارند. از مهم ترین کاربردهای الیاف شیشه ای در افزایش مقاومت کششی و کامپوزیت های ساختمانی است.