طبق تحقیقات انجام شده مهندسین به این نتیجه رسیدهاند که الیاف بتن قابلیتهای مختلفی دارند و میتوانند در برابر ضربه مقاوم باشند، انرژی جذب کنند و در افزایش مقاومت کششی بتن تأثیر بگذارند. در واقع وجود الیافهای فولادی در داخل سازه میتواند برای میلگرد به عنوان یک مکمل باشد و قدرت سازه را افزایش دهد. بتن الیافی در دهه ۱۹۵۰ به وجود آمده و اولین بار در آمریکا و شوروی مورد استفاده قرار گرفته است.
الیاف فولادی در بتن
محققان با ترکیب الیاف فولادی در بتن متوجه شدند که استفاده از این محصول میتواند میزان ماتریس شکننده را در ترکهای موجود در بتن کمتر کند و در نتیجه مقاومت آن را افزایش دهد. امروزه در بیشتر نقاط سرد دنیا این الیاف تبدیل به مواد پرمصرفی شدهاند که در کنار برخی از سنگدانههای مورد نیاز محتویات بتن به کار میروند. با توجه به افزایش استفاده از این محصول در کشورهای پیشرفته طبق آیین نامه ACI ، آشنایی با روش تولید این نوع بتن و کاربردهای آن میتواند اهمیت زیادی داشته باشد.
بتن الیافی چیست؟
بتن نوع FRC به کامپوزیتی گفته میشود که در مخلوط آن از الیاف تقویتکننده استفاده میکنند و از این طریق میزان مقاومت کششی بتن را افزایش میدهند. این ترکیب کامپوزیتی از نظر ویژگیهای ساختاری پیوسته و یکپارچه است و میتواند در تولید سازههای مقاوم نقش ویژهای بر عهده داشته باشد.
از مهمترین ویژگیهای این محصول میتوان به ظرفیت و پایداری زیاد آن در برابر کرنش یا شکستگی اشاره کرد. این الیاف شامل انواع پلی پروپیلن، شیشه، کربن و فولاد هستند که نسبت به محتویات دیگر کاربرد بیشتری دارند.
تأثیر متفاوت این مواد بر بتن، باعث تغییر شکل هندسی آن میشود و عملکرد آن را در مقایسه با بتن معمولی تقویت میکند. وجود این الیاف باعث میشود مقاومت بتن در برابر ترکخوردگی افزایش پیدا کند و طول عمر آن بیشتر شود. همچنین بتن میتواند در برابر نیروهای خمشی، کششی و برشی عملکرد مقاومی داشته باشد.
محتویات تشکیل دهنده بتن الیافی
این شیوه نوین در تقویت بتن با عنوان GFRC معروف شده است که کاربردهای بسیار زیادی دارد. مواد به کاررفته در ترکیب بتن FRC شامل سیمان، آب، انواع افزودنیهای پلیمری، انواع سنگدانه، افزودنیهای مجاز، پلی کربوکسیلات (CapcoCrete SPC251) و الیاف است.
هر یک از این موارد در افزایش قابلیتهای چسبندگی، تراکمی و مقاومتی بتن نقش دارند. البته ریزدانهها در این ترکیب باید ابعاد خاصی داشته باشند و از استانداردهای مشخصی پیروی کنند تا ترکیب به شرایط مطلوب برسد. رعایت نکات گفته شده در هنگام تولید این مواد لازم و ضروری است تا بتن به کیفیت ایدهآل برای استفاده در محیطهای خاص برسد.
روش اختلاط بتن FRC
روشهای مختلفی برای ترکیب این بتن وجود دارد که هر یک به دنبال رسیدن به ترکیب ایدهآل و کاربردی هستند. روشهای تولید بتن الیافی شامل موارد زیر است.
- روش اول: در این روش ابتدا الیاف موردنظر بر روی نقاله با ریزدانهها ترکیب میشود و در داخل مخلوطکن قرار میگیرد. سپس سایر ترکیبات به آن اضافه میشود و برای آسانشدن فرایند اختلاط، مقداری آب نیز به آن اضافه میشود.
- روش دوم: در این حالت ابتدا ریزدانهها با ابعاد بزرگ و کوچک در داخل مخلوطکن قرار میگیرند و پس از ترکیب یکنواخت میشوند. سپس الیاف به آنها اضافه شده و با سنگدانهها ترکیب میشوند. سپس سیمان به این مواد افزوده میشود. در نهایت سایر افزودنیها به این ترکیب اضافه میشوند و برای افزایش کیفیت مقداری آب نیز به این محتویات افزوده میشود.
- روش سوم: در این روش ابتدا سنگدانهها همراه با آب در داخل مخلوطکن ریخته میشوند که وجود آب برای افزایش استحکام بتن FRC است. پس از آن به ترتیب الیاف، سیمان و سایر مواد افزودنی بتن در داخل مخلوطکن قرار میگیرند.
البته باید به این نکته توجه داشته باشید که استفاده از الیاف چسبی باید در مرحله آخر به ترکیب اضافه شود تا فرایند اختلاط را مختل نکند.
عوامل نشان دهنده کیفیت بتن الیافی
عوامل مختلفی وجود دارد که برای بررسی کیفیت این نوع بتن باید مورد توجه قرار بگیرد. شرکت همگرایان تولید (کپکو) مهمترین عوامل را در بررسی کیفیت مواد بتن Fibercap 12 شامل موارد زیر میداند:
- مقدار نسبتهای موارد مورداستفاده در مخلوط بتن به دست آمده
- ویژگیهای هندسی و شکل ظاهری الیاف مورد استفاده در ترکیب
- بررسی نسبت طول و قطر الیاف
- میزان مهار مکانیکی و زبری و سختی سطوح الیاف
- ویژگیهای فیزیکی و جنس الیاف مورداستفاده در بتن (فولادی، شیشه، پلی پروپیلن و..)
- کیفیت مواد اولیه مورداستفاده در تهیه و اختلاط بتن FRC
بدون دیدگاه