GFRP Rebar vs Steel Rebar: Strength, Cost and Design Guide

நவீன கட்டுமானத் துறையில் சிமெண்ட் கான்கிரீட்டின் ஆயுளைத் தீர்மானிப்பதில் அதன் உள்ளே பயன்படுத்தப்படும் கம்பிகள் (Reinforcement) மிக முக்கியப் பங்கு வகிக்கின்றன. பல தசாப்தங்களாக நாம் இரும்பு கம்பிகளை (Steel Rebars) மட்டுமே பயன்படுத்தி வருகிறோம். ஆனால், சமீபகாலமாக இரும்பு கம்பிகளுக்கு மாற்றாக GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer) Rebar எனப்படும் கண்ணாடி இழை கலப்பு கம்பிகளின் பயன்பாடு உலகளவில் அதிகரித்து வருகிறது. இரும்பு கம்பிகள் துருப்பிடிக்கும் தன்மை கொண்டவை என்பதால், கடற்கரைக்கு அருகிலுள்ள கட்டுமானங்கள் மற்றும் நீர்நிலைகளுக்கு அருகில் கட்டப்படும் கட்டிடங்களில் மாற்று ஏற்பாடாக GFRP கம்பிகள் முன்வைக்கப்படுகின்றன. இருப்பினும், ஒரு சிவில் இன்ஜினியரின் பார்வையில், இரும்பின் வலிமையும் GFRP-ன் இழுவிசை முறிவு வலிமையும் (Tensile Rupture Strength) முற்றிலும் வெவ்வேறானவை. இந்த இரண்டு கம்பிகளின் தொழில்நுட்ப நடத்தை, வடிவமைப்பு, செலவு மற்றும் தளக் கட்டுப்பாடு ஆகியவற்றை விரிவாக ஒப்பிட்டு இந்தப் பதிவில் பார்ப்போம்.

GFRP Rebar மற்றும் Steel Rebar நேரடி ஒப்பீடு

கட்டுமானப் பணிகளுக்குத் தேர்ந்தெடுக்கும் முன் இரண்டு பொருட்களின் அடிப்படை குணாதிசயங்களையும் இன்ஜினியரிங் பார்வையில் புரிந்துகொள்வது அவசியமாகும்.

1. தொழில்நுட்ப நடத்தை வேறுபாடு

சிவில் இன்ஜினியரிங் கோட்பாடுகளின்படி, இரும்பு மற்றும் GFRP கம்பிகளின் மெக்கானிக்கல் பண்புகள் முற்றிலும் மாறுபட்டவை:

Ductile vs Brittle:

இரும்பு கம்பிகள் அதிகப்படியான சுமை ஏற்படும் போது, முதலில் வளைந்து அதன் பிறகு விரிசல்களை ஏற்படுத்தி, கட்டிடம் இடியப் போகிறது என்பதற்கான எச்சரிக்கையை வழங்கும். ஆனால், GFRP கம்பிகள் ‘லீனியர் எலாஸ்டிக்’ (Linear Elastic) பண்பைக் கொண்டவை. அதாவது, இவை வளைந்து எச்சரிக்கை தராமல், தன் உச்சகட்ட வலிமையை எட்டியவுடன் சட்டென முறிந்துவிடும்.

Modulus of Elasticity:

GFRP-ன் எலாஸ்டிக் மாடுலஸ் மதிப்பு இரும்பை விட மிகக் குறைவு (சுமார் 20% முதல் 25% மட்டுமே). இதனால், கான்கிரீட் உறுப்புகள் எளிதில் வளைவதற்கும் மற்றும் அகலமான விரிசல்கள் ஏற்படுவதற்கும் வாய்ப்புகள் அதிகம்.

2. வடிவமைப்பு சரிபார்ப்புகள்

GFRP கம்பிகளை வைத்து ஒரு கட்டிடத்தை வடிவமைக்கும் போது, சாதாரண இரும்பு கம்பிகளுக்கான IS 456 விதிகளை அப்படியே பயன்படுத்தக் கூடாது. அதற்குப் பதிலாக ACI 440 போன்ற சர்வதேச விதிமுறைகளைப் பின்பற்ற வேண்டும்:

Tension-Controlled vs Compression-Controlled:

இரும்பு கம்பிகளை வடிவமைக்கும் போது நாம் ‘அண்டர்-ரெய்ன்ஃபோர்ஸ்டு’ (Under-reinforced design) முறையைப் பயன்படுத்தி இரும்பு முதலில் தோல்வியடைவதை உறுதி செய்வோம். ஆனால் GFRP-ல் கட்டிடம் திடீரென முறிவதைத் தடுக்க, ‘ஓவர்-ரெய்ன்ஃபோர்ஸ்டு’ (Over-reinforced / Compression-controlled design) முறையைப் பயன்படுத்தி, கான்கிரீட் முதலில் நசுங்குமாறு (Crushing) வடிவமைக்க வேண்டும்.

Serviceability Limit State:

GFRP கம்பிகளைப் பயன்படுத்தும் போது வலிமையை விட, கட்டிடத்தின் வளைவுத் தன்மை மற்றும் விரிசல் கட்டுப்பாடு ஆகிய சரிபார்ப்புகளுக்கே அதிக முக்கியத்துவம் கொடுக்க வேண்டும்.

Creep Rupture & Fatigue:

தொடர்ச்சியான நிலையான சுமை இருக்கும் இடங்களில் GFRP கம்பிகள் காலப்போக்கில் பலவீனமடைய வாய்ப்புள்ளது. எனவே, வடிவமைப்பின் போது அதன் அனுமதிக்கப்பட்ட இழுவிசை வலிமையைக் குறைத்து கணக்கிட வேண்டும்.

3. செலவு மற்றும் பொருளாதாரக் காரணி

மேலோட்டமாகப் பார்த்தால் GFRP கம்பிகளின் ஆரம்பப் பொருள் விலை இரும்பை விடச் சற்று அதிகமாகத் தோன்றலாம். ஆனால், ஒட்டுமொத்த கட்டுமானப் பொருளாதாரத்தைக் கணக்கிடும் போது இதன் பலன்கள் வேறுபடுகின்றன:

இருப்பு மற்றும் போக்குவரத்துச் செலவு:

GFRP கம்பிகள் எடை குறைவாக இருப்பதால், தளத்திற்கு எடுத்துச் செல்லும் போக்குவரத்துச் செலவு மற்றும் கம்பிகளைக் கையாளுவதற்கான தொழிலாளர் கூலி பெருமளவில் குறைகிறது.

ஆயுட்காலச் செலவு:

கடல்சார் உள்கட்டமைப்புகள், பாலங்கள் மற்றும் கெமிக்கல் ஃபேக்டரிகள் போன்ற இடங்களில் இரும்பு கம்பிகளைப் பயன்படுத்தினால் 15-20 வருடங்களில் துருப்பிடித்துப் பழுதுபார்க்கும் செலவு லட்சக்கணக்கில் வரும். ஆனால், GFRP கம்பிகள் துருப்பிடிக்காது என்பதால், 100 ஆண்டுகளுக்கும் மேலாகப் பராமரிப்புச் செலவே இல்லாமல் நீடித்து உழைக்கும்.

4. தளக் கட்டுப்பாடுகள் மற்றும் கையாளுதல்

GFRP கம்பிகளைத் தளத்தில் பயன்படுத்தும் போது பின்வரும் இன்ஜினியரிங் கட்டுப்பாடுகளைக் கண்டிப்பாகப் பின்பற்ற வேண்டும்.

தளத்தில் வளைக்கத் தடை:

இரும்பு கம்பிகளைத் தளத்தில் தேவையேற்பற்படி வளைப்பது போல GFRP-ஐ வளைக்க முடியாது. எல்-பெண்ட் (L-Bends), ஸ்டிரப்கள் (Stirrups/Rings) போன்ற வளைவுகள் தேவைப்பட்டால், உற்பத்தியாளரிடமே முன்கூட்டியே வரைபடத்தைக் கொடுத்து தொழிற்சாலையிலேயே (Pre-fabricated) தயார் செய்துதான் தளத்திற்குக் கொண்டு வர வேண்டும்.

வெட்டுதல்:

இரும்பு கம்பிகளை ‘ஹேக்ஸா’ (Hacksaw) அல்லது கட்டிங் பிளேடு மூலம் வெட்டுவது போல் இல்லாமல், GFRP கம்பிகளை வெட்டும்போது ஃபைபர் துகள்கள் காற்றில் பரவாமல் தடுக்க பிரத்யேக டைமண்ட் பிளேடு கட்டிங் மெஷின்களைப் (Diamond blade cutters) பயன்படுத்த வேண்டும்.

கான்கிரீட் போடுதல்:

GFRP கம்பிகள் எடை மிகக் குறைவாக இருப்பதால், கான்கிரீட் போடும்போது மிதந்து தன் இடத்தை விட்டு நகர வாய்ப்புள்ளது. எனவே, கான்கிரீட் போடுவதற்கு முன் கம்பிகளை முறையாக நைலான் அல்லது பிரத்யேக டைகளால் அசைவில்லாமல் கட்டிப் பிணைக்க வேண்டும்.

முடிவுரை

சிவில் இன்ஜினியரிங் பார்வையில் GFRP Rebar என்பது இரும்பு கம்பிக்கு நேரடி மாற்றுப் பொருள் அல்ல; அது ஒரு குறிப்பிட்ட சிறப்புத் தேவைகளுக்கான தொழில்நுட்பப் பொருள். சாதாரணக் குடியிருப்பு வீடுகளுக்கு இரும்பு கம்பிகளே பாதுகாப்பானவை மற்றும் பொருளாதார ரீதியாகச் சிறந்தவை. ஆனால், கடற்கரை ஒட்டிய பகுதிகள், அஸ்திவாரத் தூண்கள், கழிவுநீர் சுத்திகரிப்பு நிலையங்கள் மற்றும் காந்தப் பாதிப்பு இல்லாத மருத்துவமனைகளின் MRI ஸ்கேன் அறைகள் போன்ற இடங்களுக்கு GFRP Rebar ஒரு மிகச் சிறந்த, அதிநவீனத் தேர்வாகும். முறையான ஸ்ட்ரக்சரல் டிசைன் மற்றும் தளக் கட்டுப்பாடுகளுடன் இதைப் பயன்படுத்தினால் கட்டுமானத்தின் ஆயுளைப் பல மடங்கு உயர்த்தலாம்.

மேலும் இது போன்ற சிவில் இன்ஜினியரிங், ஸ்ட்ரக்சரல் டிசைன் மற்றும் வீட்டுக் கட்டுமானம் தொடர்பான நடைமுறைத் தொழில்நுட்பத் தகவல்களுக்கு Civilsundar.in இணையதளத்தைத் தொடர்ந்து பாருங்கள்!

Disclaimer: இக்கட்டுரையில் உள்ள தொழில்நுட்ப மற்றும் வடிவமைப்புத் தகவல்கள் அனைத்தும் பொறியியல் விழிப்புணர்விற்காக மட்டுமே வழங்கப்பட்டுள்ளன. GFRP கம்பிகளைப் பயன்படுத்தும் முன் தகுதிவாய்ந்த ஸ்ட்ரக்சரல் இன்ஜினியரை அணுகி, முறையான வடிவமைப்பு கணக்கீடுகளைப் பெற்று கட்டுமானப் பணிகளை மேற்கொள்ளவும்.

மேலும் படிக்க

• 1000 Sq Ft வீடு கட்ட எவ்வளவு செலவு?
• Building Materials Price List
• Steel Weight Calculator
• Cement, Steel, Sand Quantity Calculation
• House Construction Vastu Tips
• AI in Construction

 CivilSundar Community-யில் இணையுங்கள்!

  Join WhatsApp Channel

  Join Telegram Channel

  Visit CivilSundar.in