مقالات تخصصی عمران و معماری در وبسایت آی سورن

بتن الیافی

بتن الیافی ، بتن های الیافی ، مقاله بتن الیافی ، طرح اختلاط بتن الیافی ، بتن الیافی pdf ، بتن الیافی frc ، بهترین الیاف برای بتن ، روش اجرای بتن الیافی ، کاربرد بتن الیافی ، مزایای بتن الیافی ، انواع بتن الیافی ، خواص بتن الیافی

در ساخت بتن الیافی از کامپوزیت ها به عنوان یک فناوری نوین در صنعت ساخت و ساز استفاده می شود. ویژگی های بتن الیافی و کاربرد بتن الیافی باعث استفاده گسترده آن شده است. از جمله مواد جدیدی که جایگاه ویژه ای در ساخت وساز به خود اختصاص داده، افزودنی های بتن و الیاف تقویت کننده بتن می باشد. این مواد باعث بهبود خواص مطلوب بتن، همچون مقاومت آن می گردد و در بعضی موارد با کاهش وزن بتن، مصایح بس ار سبکی را فرا راه مهندس ن بنا قرار میدهد.

تاریخچه بتن الیافی :

در زمان گذشته، از الیاف جهت تقویت ملات های ترد و استفاده می شد که مشهورترین و آن که به علت ارزانی قابل دسترسی بوده است، کاه بود که برای تقویت آجرهای خشتی و ملات کاه گل در اندودها در قبال ترک خوردگی که بعد از خشک شدن به وجود می آید، به کار رفته و در حال حاضر نیز ارزانترین نوع ملات در مناطق روستایی کشور است. استتفاده از کاه و موی دم اس در بناهای قدیمی ایران به خصوص گنبدها سابقه طولانی و تاریخی دارد که اطلاع صاحبان فن را در مورد الیاف نشان می دهد. کاربرد الیاف فولادی از اواسط قرن اخیر آغاز گردیده و تاریخ دققی در مورد استفاده از این روش در دسترس نیست.

مزیت های بتن الیافی :

قابلیت کششی خوب
مقاومت زیاد در مقابل تنش های خستگی
مقاومت خوب در مقابل ضربه
مقاومت کششی، خمشی و برشی زیاد
طاقت خیلی زیاد
مقاومت در مقابل تورق، سایش و هوازدگی سطح
قابلیت باربری زیاد بعد از ترک خوردگی
این مصالح بر خلاف بتن معمولی قادر به تحمل تنش ها و کرنش های کششی قاب ملاحظه در بارهای کششی میباشد و می توان از آن در طراحی استفاده کرد.

با اتکا بر ظرفیت کرنش پذیری این مصایح در فشار می توان از مقدار آرماتورهای محصور کننده در نواحی فشاری کم کرد.
مزایای دیگر استفاده این مواد شکل پذیری در اعضای لرزه بر، افزایش مقدار تغیر شکل های غیر الاستیک، عدم افت مقاومت و حفظ یکپار گی در این تغیر شکل ها است که منجر به دست یابی به رفتار آسب مدار می شود.
در این مواد، ترک خوردگی از حالت ترک های متمرکز خارج شده و به صورت ترک های متعدد ظاهر شده است. این رفتار در افزایش شکل پذیری اعضا تأثیرات زیادی دارد.
مقاومت برشی در این نوع بتن ها و رفتار آن ها به گونه ای است کته می توان آرماتورهای برش را حذف نمود.

طبقه بندی بتن های الیافی :

باالیاف کم، جهت کاهش مقدار جمع شدگی در بتن( کمتر از یک درصد )

با الیاف متوسط یا بتن الیافی معمولی، جهت اصلاح خواص سازه ای نظیر برش، عرض ترک و رفتار خمشی
توانمند به عنوان نسل پشرفته ، این نوع از بتن ها خود به چندین دسته تقسیم می شوند که عبارت از:
بر پایه مصایح شیمیایی
بتن های حریره ای الیافی
مواد مرکب مهندسی بر پایه مصایح سیمانی ( بتن های الیافی شکل پذیر )

عوامل موثر بر کیفیت بتن الیافی :

  • نسبت های مخلو بتن
  • نسبت طول به قطر الیاف
  • مشخصات هندسی الیاف فولادی
  • مهار مکانیکی و زبری سطح الیاف
  • مشخصات فیزیکی و جنس ای الیاف فولادی

عوامل موثر بر کیفیت بتن الیافی عوامل موثر بر کیفیت بتن الیافی

الیاف شیشه :

اضافه کردن الیاف شیشه به بتن به شدت بر کاهش کارایی بتن تازه تأثیر میگذارد، بنابراین باید از روانسازهای مناسب استفاده کرد و روش مناسب اختلاط را بدست آورد. الیاف شیشه ای به شدت تمای دارند که در بتن تازه به یکدیگر بچسبند و گلوله ای شوند که به این پدیده گلوله شدن الیاف میگویند. واضح است که در صورت وقوع این پدیده، توزیع الیاف دیگر یکنواخت نبوده و بنابراین برای برطرف کردن آن باید چاره ای اندیشید. الیاف شیشه مخصوص دارای قطرهایی بین ۰٫۰۰۵ تا ۰٫۰۱۵ میلیمتر هستند که این نوع الیاف ممکن است در تولید عناصری با الیاف شیشه ای به یکدیگر اتصال یابند که در این صورت قطر الیاف اتصال یافته به ۰٫۰۱۳ تا ۱٫۳ میلمتر میرسد.

الیاف پلی پروپیلن :

کاربرد الیاف پلی پروپیلن از ترک خوردگی و جمع شدگی بتن بخصوص در سنین اولیه آن جلوگیری میکند. تولید بتنی شکل پذیر با الیاف پلی پروپیلن در بتن الیافی دارای شکل پذیری زیادی می باشد و هرگز خرد نمی شود. الیاف پلی پروپیلن آب گریز است و درصد جذب آب آن صفر می باشد؛ بنابراین هرگز نباید از افزودن آب اضافی جهت افزایش روانی بتن استفاده کرد.

الیاف فولادی :

الیاف فولادی به منظور بهبود بخشیدن به خواص بتن، کاربرد وسیعی را در ساز ه های بتنی و بتن مسلح پیدا کرده است.یکی از مهمترین نقش های الیاف فولادی در بتن افزایش مقاومت کششی بتن بوسیله کاهش ایجاد ریزترکهای حاصله از بارگذاری خارجی است.

الیاف آرامید :

پلیمرهای آرامید دارای خصوصیاتی چون نقطه ذوب بالا و پایداری حرارتی عالی ومقاومت در برابر شعله و غیر قابل حل بودن در بسیاری از حلال های آلی شناخته شده اند .

برخی از خواص الیاف آرامید :

استحکام کششی بالا و وزن کم
ازدیاد طول کم در پارگی
چقرمگی خوب
مدول بالا

الیاف کربن :

دانسیته آن ۲۲٫۷ کیلو نیوتن برمتر مکعب می باشد و شکل مختلف آن بلوری می باشد و ضخامت آن نازکتر از موی انسان می باشد
مزایایی اصلی آن:استحکام بالای خستگی-مقاومت در برابر خوردگی- ضریب انبساط حرارتی پایین.
معایب : قیمت بالا -کرنش در شکست-هادی ایکتریکی

روش و میزان مصرف الیاف در بتن الیافی:

الیاف را میتوان در هر زمان به میکسر اضافه نمود. میتوان الیاف را در انتها به آب طرح اختلاط اضافه نمود و داخل میکسر ریخت که در این صورت باید برای رسیدن به مخلوط یکنواخت، ۳ تا ۴ دقیقه دیگر هم زدن ادامه یابد. در صورت استفاده از بتن آماده، میتوان الیاف را به تدریج داخل تراک میکسر ریخت و هم زدن در دور تند باید به قدری ادامه داشته باشد که از پخش کامل الیاف داخل بتن مطمئن شد. مقدار مصرف الیاف با توجه به عملکرد مورد نظر، از ۰٫۶ تا ۳ kg/m3 است.

میزان مصرف الیاف در بتن الیافی

میزان مصرف الیاف در بتن الیافی

موارد کاربرد بتن الیافی :

تیرهای پیشتنیده بتنی
بارهای ضربه ای
موج های انفجاری
وضعیت های پیچیده تنش
خاکبرداری ها در مناطق مهم
ساختمان رآکتورهای اتمی
شمع های ضربه گیر
قطعات مربوط به تونل سازی و حفاری معادن
تسطیح منحصر به فرد و خاصیت یکنواخت و ایزوتوپ در نتیجه توزیع همگن الیاف در جسم بتن

محدودیت کاربرد بتن الیافی :

از آنجا که نحوه قرار گرفتن الیاف داخل بتن، کاملا تصادفی می باشد، از این بتن معمولا نمی توان به نحو مطلوبی در ساخت تیرها و ستون ها بهره گرفت و در این نوع سازه ها استفاده از روش سنتی و شبکه بندی فولادی به صرفه تر و مناسب تر می باشد.
استفاده از بتن الیافی در همه موارد از بتن سنتی به صرفه تر نمی باشد. اما براساس برآوردهایی که توسط بعضی از متخصصین انجام گرفته است، در جاهایی که سرعت اجرای بالا مدنظر است یا نیازبه پاشش بتن روی سطوق ویژه ای است، استفاده از این نوع بتن توصیه می گردد.

خواص مهم بتن الیافی :

مقاومت خمشی:

خاصیت مهم بتن الیافی مقاومت خمشی زیاد و مقاومت در مقاب ترک خوردگی است که این خاصیت راه حل مناسبی برای کاهش خاصیت تردی و شکنندگی بتن خالص است.

مقاومت پیچشی :

مقاومت پچشی بتن الیافی ۱٫۵ تا ۲ برابر بتن خالص است.

مقاومت برشی :

الیاف فولادی می تواند جایگزین خاموت ها در تیرهای بتنی شود، بدون اینکه در ظرفیت نهائی برشی کاهشی به وجود آید. این مزیت عمده ای الیاف فولادی در افزایش مقاومت برشی بتن است که باعث میشود از کاربرد خاموت به عنوان آرماتور برشی صرف نظر شود.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *