مخزن آب کامپوزیتی فایبر گلس یا مخزن پلیمری

مخزن کامپوزیتی به مخزنی اطلاق می شود که از دو یا چند ماده متفاوت و به صورت ترکیبی ساخته شده است. عموماً در ایران مخزن کامپوزیتی به مخزن پلاستیکی ای اتلاق می شود که ترکیبی از پلاستیک و الیاف شیشه ای است و با نام مخزن کامپوزیتی GRP شناخته می شود. در بازار عده ای به آن مخزن فایبرگلس و یا مخزن پلیمری نیز می گویند.

مخزن کامپوزیتی پلاستیکی تقویت شده با الیاف شیشه (Glass Reinforced Plastic)

مخزن کامپوزیتی پلاستیکی تقویت شده با الیاف شیشه یا به اختصار مخزن کامپوزیتی GRP از ماتریس های پلیمری تقویت شده با الیاف شیشه ساخته شده است و به دلیل ویژگی هایی که دارد برای ساخت مخازن آب شرب و دیگر مایعات شیمیایی در حجم های بسیار زیاد مورد استفاده قرار می گیرد. ترکیب پلیمر و الیاف شیشه سبب استحکام بیشتر، وزن کمتر و قیمت مناسبتری نسبت به مخازن فلزی و بتنی می شود.

مخزن آب شرب کامپوزیتی GRP در ابعاد، شکل های مختلفی قابل ساخت می باشد ولی عمدتاً برای ساخت مخازن آب حجیم (بیش از ۳۰۰۰۰ لیتر) مورد استفاده قرار می گیرند.

در چه حوزه هایی استفاده از مخازن کامپوزتی GRP مناسب است؟

    • نگهداری آب در حجم زیاد (آب شرب، آب شور، آب آتش نشانی، آب فاضلاب)
    • نگهداری سوخت (گازوئیل، نفت، مواد پتروشیمی)
    • نگهداری کود
    • نگهداری روغن و مواد خوراکی
    • نگهداری مایعات شیمیایی

مزایای مخازن کامپوزیتی ماژولار GRP

  • سرعت نصب و اجرای بالا
  • قابلیت پرتابلی و جابه جایی مخازن
  • مقاومت بالا در برابر خوردگی مواد شیمیایی
  • افزایش و یا کاهش حجم مخزن
  • مورد تایید معاونت غذا و داروی وزارت بهداشت

مخازن کامپوزیتی ماژولار مکعبی SMC-GRP

مخازن کامپوزیتی ماژولار SMC-GRP یکی از انواع مخازن کامپوزیتی می باشند که در آنها پنل های پلاستیکی که با الیاف شیشه یا کربن ترکیب شده اند با استفاده از پیچ و مهره در محل نصب مخزن به صورت ماژولار مونتاژ می شوند.البته پیش از مونتاژ نیاز است تا سطح محل نصب مخزن آماده سازی شده باشد.

در مرحله مونتاژ پنل ها با استفاده پیچ و مهره و  سازه های فلزی مقاوم و یکپارچه شده و در نهایت مخزن شکل نهایی خود را که به صورت مکعبی (cubic) است پیدا خواهد کرد.

در این مخازن پنل های GRP (ترکیب پلاستیک که عموماً پلی استر می باشد و الیاف شیشه یا کربن) تحت پرس و با حرارت بالا درون قالب هایی ریخته شده و پس از اعمال فشار بر اساس نقشه ها و الگوهای از پیش آماده شده تولید می شوند. به این روش تولید SMC گفته می شود.

 با توجه به مواد مورد استفاده و همچنین طراحی این مخازن پلاستیکی خیالتان بابت خوردگی بدنه مخزن در برابر تماس های طولانی با آب و بسیاری دیگر از مایعات می تواند راحت باشد.

 این امر بعلاوه استحکام زیاد پانل‌ها در برابر فشار و یا کشش و عدم تغییرات ابعاد مخازن در اثر تغییرات درجه حرارت محیط، امکان استفاده از این مخازن را برای ذخیره‌سازی انواع آب (شرب، مصرفی، شور و دریا) و فاضلاب تا مقادیر بسیار زیاد در شرایط آب و هوایی بسیار سخت میسر نموده است.

طراحی، ساخت و مونتاژ مخازن مکعبی (کیوبیک) GRP

پنل های مخازن کیوبیک با استفاده از ورق کامپوزیت GRP ( بین ۳۰ تا ۳۵ درصد الیاف شیشه ) و با ترکیب ویژه موسوم به SMC، به روش قالب گیری پرسی تولید می شود. پنل های در ابعاد ۱*۱ متر تولید شده و با استفاده از این پنل ها ، می توان مخازن را تا ارتفاع ۶ متر بدون محدودیت در عرض و طول مخازن، و ظرفیت حداکثر ۱۰۰۰۰ متر مکعب اجرا نمود. با توجه به پیچ و مهره ه ای بودن اتصالات در این مخازن در صورت نیاز، به راحتی می توان مخزن را دمونتاژ نموده و در محل دلخواه دیگری نصب نمود.

پیچ و مهره ها و یراق آلات داخلی از جنس فولاد زنگ نزن SUS 304 و یراق آلات فلزی خارجی از فولاد گالوانیزه ساخته می شود.

با توجه به نحوه قرار گرفتن مخزن، سازه فولادی و دیوار فونداسیون بتنی، مخزن در زلزله های بسیار شدید نیز هر گونه آسیبی نخواهد دید. همچنین در طراحی این مخازن ضریب اطمینان بسیار بالایی در نظر گرفته شده است تا استحکام مخزن در زمان آب گیری حداکثر و شرایط سخت حفظ شود.

انواع پنل های کامپوزیت GRP/SMC تولیدی جهت مونتاژ مخازن مکعبی ماژولار

به دلیل نیازها و همچنین سلایق گوناگون مشتریان، انواع مختلفي از پنلهای  GRP/SMC را در ابعاد و كلاسهاي مختلف وزني و با اشكال هندسي متنوع كه هر يك بر اساس كاربري خاصي خود در ساختار مخزن طراحي شده اند،قابل تولید می باشند.

 

انواع پنل های دیواره های مخازن مکعبی ماژولار کامپوزیت GRP  

پنل های مخازن آب GRP مکعبی
انواع پنل های دیواره های مخازن مکعبی ماژولار GRP

 

پنل کف مخزن کامپوزیت

پنل های کف مخازن مکعبی ماژولار GRP

 

مراحل اجرا و نصب مخازن آب مكعبي ماژولار كامپوزيت GRP/SMC

  • اجراي فونداسيون بتني
  • اجراي فريم فولادي گالوانيزه گرم
  • مونتاژ پنلهاي مخزن
  • اجراي مهار بند داخلي یا مهار بند بيروني از نوع فولاد ساختماني گالوانيزه گرم

 

 

 

طرح كلي يك مخزن مكعبي ماژولار كامپوزيت همراه فونداسیون و فریم

 

ويژگي هاى مخازن آب مكعبي ماژولار كامپوزيت

  • قابلیت ذخیره سازی آب (شور و شیرین) تا مقادیر بسیار زیاد (۱۰۰۰۰ متر مکعب)

با توجه به طراحی ویژه و همچنین خواص شیمیایی، فیزیکی و مکانیکی مواد کامپوزیتی مورد استفاده ، این مخازن در برابر خوردگی (حتی در تماس طولانی مدت با آب شور و دریا) مقاومت بسیار بالایی دارند. این امر بعلاوه استحکام زیاد پنل ها در برابر فشار یا کشش و عدم تغییرات ابعادی مخزن در اثر تغییرات درجه حرارت محیط امکان استفاده از مخازن را برای ذخیره سازی انواع آب و فاضلاب تا مقادیر ۱۰۰۰۰ متر مکعبی به صورت یکپارچه در شرایط آب وهوایی بسیار سخت میسر نموده است. در جدول زیر ابعاد تقریبی مخازن به همراه حجم ذخیره سازی سیال در آنها به اختصار آمده است:

ابعاد تقریبی مخازن ماژولار مکعبی GRP به همراه حجم ذخیره سازی

ظرفیت ذخیره سازی مخزن حداقل ارتفاع مخزن حداکثر ارتفاع مخزن  حداکثر طول و عرض مخزن
 از ۱ متر مکعب تا ۱۰۰ متر مکعب  ۱ متر  ۴ متر  متناسب با حجم و دیگر ابعاد مخزن (بدون محدودیت)
 از ۲ متر تا ۵۰۰۰ متر مکعب ۲ متر ۴ متر  متناسب با حجم و دیگر ابعاد مخزن (بدون محدودیت)
 از ۴ متر مکعب تا ۱۰۰۰۰ متر مکعب ۳ متر ۵ متر متناسب با حجم و دیگر ابعاد مخزن (بدون محدودیت)

 

شایان ذکر است به ازای یک حجم ذخیره سازی مشخص با افزایش ارتفاع مخزن هزینه مخزن مورد نیاز نیز افزایش خواهد یافت. بنا براین در صورت عدم محدودیت فضا (طول و عرض) همواره استفاده از مخازن با ارتفاع کمتر توصیه می شود.

  • عدم امكان رشد جلبك و ميكرو ارگانيسم ها

سطوح پنلهاي كامپوزيت توليد شده به روش GRP/SMC کاملاً صيقلي بوده و مانع مسكن گزيني باكتري ها مي شود. ضمن اينكه براي جلوگيري از رشد جلبك ها مي بايست بيش از ۹۹٫۹ درصد از نور تابشي خورشيد توسط جداره مخزن محدود شود. مخازن آب مكعبي ماژولار كامپوزيت قادرند از عبور بيش از ۹۹٫۹۹۵ درصد از نور محيط به داخل مخزن جلوگيري كنند.

  • روش آب بندي پنل ها

پنلهاي مجاور توسط پيچهاي فولادي با پوشش مقاوم در برابر خوردگي و با درجه استحكام بالا به يكديگر متصل شده و توسط با گريد بهداشتي آب PVC يا EPDM نوارهاي درز بند از جنس بندي مي شوند. طراحي پنلها طوري انجام شده است كه نيروي قائم ناشي از فشار آب باعث فشردگي هر چه بيشتر فلنج پنلها به يكديگر شده و آب بندي مخزن را تقويت مي كند.

  • امكان تخليه كامل مخزن با بهره گيري از طراحي هرمي پنلهاي كف و پنل مخصوص تخليه

طراحي و ساخت پنلهاي گوناگون با اشكال هندسي متنوع امكان تخليه آسان و كامل مخزن را فراهم مي كند. پنلهاي كف مخزن به شكل هرمي طراحي و ساخته شده اند، بدين ترتيب جريان آب بر اثر نيروي گرانش از راس هرم پنلهاي كف به سمت قاعده جاري شده و نهايتا از طريق پنل مقعر مخصوص تخليه از طريق شير تخليه به بيرون مخزن هدايت مي شوند.

  • شستشوي آسان

استحكام پنل ها و سطوح صيقلي آنها امكان استفاده از را براي انجام (Carwash) دستگاههاي شستشوي تحت فشار عمليات هاي دوره اي نظافت فراهم مي كند. همچنين پنل هاي به راحتي توسط يك دستمال پارچه اي قابل نظافت GRP/SMC هستند.

  • امكان استفاده حداكثرى از فضاي موجود در ساختمان جهت ذخيره آب

مخازن آب مكعبي ماژولار كامپوزيت ارايه شده توسط شركت ايمن ايستا الكتريك، امكان استفاده از حداكثرفضاي ممكن را در فضاهاي مسقف كه داراي ستون يا ستونهاي متعددي مي باشد را فراهم ميكند. بدين ترتيب با استفاده از پنلهاي خاص ارايه شده توسط شركت ايمن ايستا الكتريك امكان نصب مخازن در سطوح
غير مربع مستطيل و محصور كردن ستون يا ستونهاي متعدد توسط مخزن ذخيره آب وجود دارد و ستونها محدوديت قابل توجهي در كم كردن حجم مخزن نخواهند داشت. اين ويژگي بسيار ارزنده به مهندسين معمار و محاسب اجازه مي دهد نگراني از محدوديت ايجاد شده توسط ستونها براي فضاهاي تاسيساتي نداشته باشند. مسلماً سطح اشغال شده ي دور ستون متناسب با ابعاد ستون يا درخواست كارفرما قابل تغيير خواهد بود. ساخت GRP/SMC ويژگي منحصر به فرد فوق در كنار ويژگي ارزنده ي ماژولار بودن، مخازن آب مكعبي ماژولار كامپوزيت شركت ايمن ايستا الكتريك را به انتخاب اول مهندسين طراح ساختماني بدل ساخته است.

تصویر- ستون وسط مخازن

مقاومت در برابر تغییرات دمایی و آب و هوا

این مخازن را می توان در شرایط محیطی بسیار سرد (تا دمای ۴۰- درجه سانتیکراد) یا بسیار گرم ( تا دمای ۱۸۰+ درجه سانتیگراد) نیز استفاده نمود. بدون آنکه در این شرایط به مخزن آسیبی وارد شود. همچنین با استفاده از پنل های عایق دار امکان حفظ دمای آب داخل مخزن در آب و هوای گرم و سرد نیز وجود دارد. با توجه به ضریب انتقال حرارت بسیار اندک پنل های کامپوزیتی نسبت به انواع فلزی تاثیر تغییرات دمایی محیط بر آب ذخیره دشه در داخل مخزن بسیار اندک است.

روش مهاربندي داخلي مخازن آب مكعبي كامپوزيت ماژولار

در روش مهاربندي داخلي پس از مونتاژ پنل هاي مخزن، روي ديواره هاي مخزن براكتهايي از جنس Stainless Steel نصب شده و دیواره های روبرو توسط ميله هاي Stainless Steel به يكديگر دوخته مي شوند.  بدين ترتيب نيرو هاي ناشي از فشار آب كه به ديواره هاي مخزن وارد مي شوند مهار خواهد شد. سايز، تعداد و نوع مهار بند هاي استفاده شده بر اساس ارتفاع مخزن متغير مي باشد. همچنين بسته به پارامتر بار برف منطقه محل نصب مخزن تعدادي لوله UPVC به عنوان ساپورت سازه ي سقف به طور عمودي در داخل مخزن قرار داده مي شوند.اين لوله ها خود توسط ميله هاي مهار بند در جاي خود ثابت مي شوند.

 

تصویر – مدل يك مخزن مكعبي ماژولار كامپوزيت با مهار بند داخلي

روش مهار بندى بيروني مخازن آب مكعبي ماژولار كامپوزيت GRP/SMC

در روش مهار بندي بيروني، به هنگام مونتاژ ديواره هاي مخزن، ستونهايي از جنس فولاد ساختماني با پوشش گالوانيزه گرم كه بر اساس ارتفاع مخزن طراحي و ساخته شده اند به فلنجهاي بيروني پنل هاي ديواره متصل مي شوند. اين ستونهاي در پايين ترين نقطه توسط اتصالات مربوطه به فريم فولادي زير مخزن شده و در بالاترين نقطه توسط لوله هاي فولادي با پوشش گالوانيزه گرم از روي پنلهاي سقف به ستونهاي رو به روي خود متصل مي شوند.

فضاي داخلي مخازن با مهار بند بيروني تقريبا عاري از تجهيزات مهاربندي بوده و تنها بنا بر نياز تعدادی لوله UPVC به عنوان ستون سازه سقف در داخل مخزن نصب مي شود.

 

تصویر-مدل يك مخزن مكعبي ماژولار كامپوزيت با مهار بند بيروني

 

نگهداري از مخازن مكعبي ماژولاركامپوزيت GRP/SMC

یکی از مزایای مخازن مکعبی ماژولار کامپوزیت GRP/SMC نسب به سایر مخازن بتنی و فلزی، طول عمر بسیار بیشتر و همچنین نگهداری ساده تر است. در صورتی که دوره های نگهداری مخازن کامپوزیت GRP/SMC به درستی انجام شود و حادثه های پیش بینی نشده نیز رخ ندهند طول عمری بین ۳۰ تا ۵۰ سال برای این مخازن پیش بینی شده است. علت طول عمر بالای اینگونه مخازن به دلیل مواد اولیه مناسب و همچنین نحوه دقیق پیاده سازی و مونتاژ است. استفاده از مواد تقویتی از جنس UPVC و همچنین فولاد ضد زنگ و پنل های کامپوزیت مستحکم GRP که در ساختار مخازن مورد استفاده قرار می گیرد سبب تقویت بیشتر مخازن می شود.

 

دوره های نگهداری مخازن مکعبی ماژولار کامپوزیت GPR/SMC

 شرح عملیات  دوره  توضیحات
 نظافت داخل مخزن  سالیانه  سطوح داخلی پنل هایی که با آب در تماس هستند با پارچه تمیز می شوند.
 شستشو داخل مخزن  بنا به نیاز  شستشو اجزای داخلی مخزن بسته به نیاز به وسیله کارواش پرتابل
 بازرسی هوا کش و سرریز ماهانه  نظافت و بررسی عملکرد مناسب هواکش ها و لوله های سرریز
 بازرسی دریچه بازدید ماهانه  بازرسی عملکرد صحیح قفل دریچه بازدید
 بازرسی نشتی احتمالی  ماهانه  بازرسی سطوح خارجی مخزن جهت بررسی آسیب یا نشتی احتمالی
 بررسی تغییر شکل احتمالی هر شش ماه  بازرسی سطوح خارجی مخزن مبنی بر تغییر شکل احتمالی دیواره ها
 بررسی اتصالات ماهانه  بررسی عملکرد صحیح لوله های متصل به مخزن
 بازرسی گیج آبنما  ماهانه  بررسی عملکرد صحیح گیج آبنما

 

ساختمان مخازن تقویت‌شده از داخل

در این نوع از مخازن پانل‌های دیواره در ارتفاع یک متری از سطح زمین از داخل به یکدیگر متصل شده‌اند. همان‌طور که در شکل مشاهده می‌شود این اتصالات توسط میله هایی مستقیم از جنس فولاد ضدزنگ و یا فولاد گالوانیزه بین دو پانل روبروی هم انجام می گیرد.
استحکام بالای پانل های SMC و نیز مهار های داخلی بین پانل‌ها باعث شده این مخازن دوام و استحکام بالایی داشته باشد.

ساختمان مخازن تقویت‌شده از خارج

در این نوع از مخازن ستون¬هایی از خارج تا ارتفاع مشخص نصب‌شده‌اند و این ستون¬ها وظیفه نگه‌داشتن دیوارها را دارد. سیستم تقویت‌کننده خارجی به‌گونه‌ای طراحی‌شده است که تنش ایجادشده براثر فشار هیدرو استاتیکی وارد بر بخش خارجی مخزن را تحمل نماید و این نیرو را که به پانل‌ها وارد می‌شود به فونداسیون بتونی انتقال دهد. یکی از محاسن این مخازن این است که سیال داخلی با فلزات تقویت‌کننده هیچ تماسی نداشته و این امر باعث می‌شود سیال ذخیره‌شده باکیفیت اولیه باقی بماند.
در هنگام پر شدن مخازن مقاوم سازی شده از داخل، تغییرشکل بسیار گسترده ای در کناره های مخزن رخ میدهد و در مقایسه با مخازن مقاوم سازی شده از خارج میتوان نتیجه گرفت که مخازن مقاوم سازی شده از خارج، پایداری بسیار بیشتری در مناطق حساس دارند.

مراحل مونتاژ

با وجود استحکام بالا ،وزن پنل های GRP بسیار کم است (تقریبا ۳/۱ پنل های فولادی مشابه) تمامی پنل ها بدون نیاز به وسیله خاصی توسط دست میتواند حمل شوند. به همین دلیل مراحل نصب و مونتاژ با سرعت و کیفیت مطلوب انجام می شود :
• آماده سازی فونداسیون
• ردیف کردن پنل های GRP برای آماده سازی اولیه مونتاژ
• جا گذاری درزگیر پلاستیکی بین پنل ها
• اتصال پنل ها با پیچ و مهره
• قرار دادن پنل های تحتانی و کامل کردن کف مخزن
• مستقر کردن ۳ پهلوی مخزن
• استقرار پنل های سقفی و در صورت نیاز صفحه ها و لوله های ساپورت
• نصب تقویت کننده در صورت لزوم
• محصور کردن مخزن با نصب پهلوی چهارم
• اتمام تقویت های داخلی و خارجی
• پرکردن و تست مخزن

مزایا و برتری های مخازن مدولار

با توجه به این‌که تمامی قطعات این مخزن ازجمله پنل های GRP در کارخانه تولید می‌شود و به‌صورت پیش‌ساخته می‌باشد و همچنین مونتاژ تمامی قطعات مخزن در محل نصب انجام می‌گیرد، این‌گونه مخزن به‌راحتی و با سرعت حدود یک‌دهم سرعت ساخت مخازن بتونی، قابل‌نصب و راه‌اندازی می¬باشند.