كلينيك بتن ايران| توليد انواع مواد شيميايي بتن و قطعات جانبي بتن

بتن هاي اليافي، اصول و ساختار

بتن هاي اليافي (بتن مسلح به الياف) نوعي كمپوزيت است كه با بكارگيري الياف تقويت كننده داخل مخلوط بتن، منجر به بهبود محسوسي از خواص مقاومتي بتن مي گردد. با اين حال مهمترين مشخصه بين اليافي خاصيت جذب انرژي، انعطاف پذيري و مقاومت آن در مقابل ضربه است. به همين دليل امروزه اين بتن نقش بسيار جدي در پيشرفت تكنولوژي بتن ايفا كرده است و به عنوان يك ماده جديد و اقتصادي در صنعت ساختمان محسوب مي گردد. خاصيت جذب انرژي و طاقت بتن مي تواند خطر شكست سازه هاي بتني را به خصوص در مناطقي كه تحت بارهاي مكرر و لرزه اي قرار مي گيرند، به طور مطلوبي كاهش دهد. قابليت انعطافي آن نيز، همانند خواص مواد پلاستيكي، باعث مي شود كه بتن اليافي گسيختگي نهايي نداشته باشد. همچنين از آنجا كه الياف در بتن در همه جهات پراكنده مي شوند، در صورت تشكيل يك ترك، الياف در جهات مختلف اتصالاتي را بوجود آورد و از گسترش ترك جلوگيري مي نمايند. بنابراين رشته هاي الياف بطور فعال در محدود كردن عرض ترك وارد عمل شده و با تشكيل ريز تركهاي زياد قابليت بهره برداري بتن را افزايش مي دهند.

FRC، بتن (يا ملات) است كه با اليافي كه به طور تصادفي توزيع شده اند، مسلح شده است. و از انواع متعددي از الياف طبيعي در بتن به زماني پيش از ظهور بتن به مسلح معمولي بر مي گردد. با اين حال جنبه هاي فني سيستم هاي FRC قرن هاي متمادي همچنان توسعه نيافته باقي ماند. طي 40 سال گذشته تحقيقات عمده اي در زمينه FRC صورت گرفته است. امروزه بسياري از مخلوط هاي FRC شكل تجاري يافته اند.

به منظور عرضه طويل المدت بتن اليافي (FRC) به عنوان نوعي از مصالح ساختماني، اين تركيب بايد قادر به رقابت اقتصادي با ساير ساختارهاي مسلح موجود باشد.



 

اصول و ساختار بتن هاي اليافي
اصول اساسي اي كه بر طراحي بتن هاي مسلح معمولي حاكم است، در طراحي سيمان ها و بتن هاي مسلح به الياف نيز برقرار مي باشد. مسلح كردن بتن با ميلگرد، سيم و يا الياف، در نواحي اي كه تنش هاي كششي بالايي اتفاق مي افتد، رفتار بتن را اصلاح مي كند. در مخلوط هايي كه با الياف اصلاح مي شوند، مقاومت كششي، مقاومت خمشي، انعطاف پذيري و كنترل ترك بهبود مي يابد. مهمترين عواملي كه عملكرد مصالح مخلوط را كنترل مي كند، عبارتند از :

1- مشخصات فيزيكي تقويت كننده ها و ماتريس
2- مقاومت پيوستگي بين تقويت كننده و ماتريس

هر چند اصول اساسي حاكم بر ساختارهاي بتن معمولي و مسلح به الياف، مشابهند، با اين حال از نظر مشخصات، تفاوت هايي چند بين اين دو وجود دارد :
1- الياف در سرتاسر مقطع عرضي داده شده، توزيع مي شوند در حالي كه ميلگردها يا سيمها فقط در نواحي مورد نياز قرار داده مي شوند.
2- بيشتر الياف در مقايسه با ميلگردهاي ممتد، نسبتاً كوتاه بود و در فاصل اي نزديك به هم قرار دارند.
3- بطور كلي اين امكان وجود ندارد كه با استفاده از الياف بتوان همانند شبكه هاي ميلگرد يا سيم هاي تقويت، به يك نسبت بالاي تقويت (مساحت تقويت به مساحت بتن) دست يافت. 
عوامل وابسته به زمان مانند خصوصيات و مقاومت پيوستگي بين الياف و ماتريس باعث مي شوند كه نتوان با استفاده از اين اصلاحات تئوريك، خصوصيات مخلوط را به دقت پيش بيني نمود. روش هاي طراحي عملي كه تا به امروز مورد استفاده قرار مي گرفته اند، بر مبناي داده هاي واقعي آزمايش هايي است كه از تحقيقات پارامتري حاصل شده اند.

 

جهت مطالعه مقاله بتن هاي اليافي، اصول و ساختار به طور كامل مي توانيد به وب سايت كلينيك بتن ايران مراجعه نماييد .


برچسب: بتن, بتن هاي اليافي, اصول بتن هاي اليافي, ساختار بتن هاي اليافي،
ادامه مطلب
امتیاز:
 
بازدید:
+ نوشته شده: ۲۳ مهر ۱۳۹۷ساعت: ۰۱:۵۲:۴۳ توسط:admin admini موضوع:

ويبراسيون بتن و انواع آن

كيفيت بتن به عوامل مختلفي بستگي دارد كه آسيب‌پذيرترين و بي‌دفاع‌ترين‌شان، نيروي انساني است. نظارت و سرپرستي بر قسمت‌هاي مختلف در هنگام بتن‌ريزي، از مهم‌ترين اقداماتي است كه در هر پروژه بايستي صورت پذيرد. سرپرست (سوپروايزر) يا ناظر بايستي به عوامل مختلفي هم‌چون نازك‌كاري بتن، كميت بتن‌ريزي، آزمايش‌ها انجام شده بر روي بتن و ويژگي‌هاي مختلف آن نظارت داشته باشد. در كنار اين‌ها، يكي ديگر از مراحل حياتي، ويبراسيون بتن است كه مي‌تواند به اشكال مختلفي به مرحله‌ي اجرا برسد.

در گذشته، پس از مرحله‌ي بتن‌ريزي، براي متراكم كردن بتن از روش‌هايي هم چون كوبيدن روي آن استفاده مي‌كردند. هدف از كوبيدن بتن، اين بود كه با ايجاد تراكم در آن، بتن به بالاترين حد چگالي خود برسد. البته اين روش و تكنيك هم‌اكنون منسوخ شده است، اين پروسه كه متراكم كردن بتن ناميده مي‌شود، امروز هم از مهم‌ترين مراحل بتن‌ريزي محسوب مي‌شود.

امروزه بتن را به وسيله ويبراسيون يا همان لرزش متراكم مي‌كنيم. مخلوط تازه‌ي بتن معمولاً حاوي حباب هوا به ميزان ۵ تا ۲۰ درصد از حجم كل بتن است. ميزان و اندازه‌ي حجمي اين حباب‌هاي هوا با اسلامپ بتن رابطه‌ي عكس دارد؛ به اين معني كه در بتن با اسلامپ كم‌تر، بيشتر است و بالعكس. در هنگام بتن‌ريزي، استفاده از ويبراتور (وسيله‌اي كه با آن عمليات ويبراسيون يا لرزش بتن را انجام مي‌دهيم) باعث مي‌شود تا اصطكاك داخلي بين سنگدانه‌ها تا حد زيادي كاهش يابد و حركت آن‌ها در كنار يكديگر نرم‌تر و راحت‌تر انجام بشود. در واقع هدف از ويبراسيون اين است كه بتن را به حالتي تبديل كنيم كه در آن، سنگدانه‌ها و ديگر مواد موجود در بتن، كم‌ترين فضاي ممكن را اشغال كنند.

انواع و طبقه‌بندي ويبراتورها

ويبراتورهاي داخلي

پراستفاده‌ترين و قابل اتكا ترين ويبراتور در بين انواع مختلف آن، ويبراتورهاي داخلي يا Internal Vibrators هستند. اين ويبراتور داراي يك ميله‌ي انعطاف پذير و موتور است. عملكرد آن به اين نحو است كه ميله را به بتن فرو مي‌كنند و بعد ميله به وسيله نيرويي كه موتور به آن وارد مي‌كند، شروع به لرزش مي‌كند.

پايان ويبراسيون از وضع سطوح خارجي بتن مشخص مي‌شود. سطح خارجي بتن نبايد داراي شكل لانه زنبوري باشد. همچنين نبايد ملات اضافي‌اي روي آن ديده شود. ميله بايد به آرامي و با سرعتي در حدود ۸۰ ميلي‌متر بر ثانيه از بتن خارج شود تا جاي خالي آن به شكل مناسبي پر شود.

ويبراتورهاي خارجي

از ويبراتورهاي خارجي معمولاً براي بتن‌هاي پيش‌ساخته استفاده مي‌شود و استفاده از آن‌ها خيلي گسترده نيست. همچنين در مواردي كه شرايط و شكل بتن، اجازه‌ي استفاده از ويبراتورهاي داخلي را به ما نمي‌دهد، از ويبراتورهاي خارجي استفاده مي‌كنيم.

ويبراتورهاي سطحي

ويبراتورهاي سطحي به وسيله‌ي صفحه‌ي تخت از سطوح خارجي بتن، بر آن لرزش وارد مي‌كنند. در اين روش، بتن از تمامي جهت در معرض لرزش قرار مي‌گيرد و بتن رخصت افزايش حجم نيز ندارد. به همين دليل در ويبراتورهاي سطحي مي‌توان از درجه‌هاي لرزش بسيار بالا استفاده كرد. از استفاده‌هاي معمول و پرتكراري كه از ويبراسيون‌هاي سطحي مي‌شود، متراكم كردن مكعب‌هاي بتني براي آزمايش  و هم چنين استفاده از آن‌ها براي تراكم بتن در سطح اتوبان‌ها و يا جاده‌ها مي‌باشد.

 

جهت مطالعه مقاله ويبراسيون بتن و انواع آن به طور كامل مي توانيد به وب سايت رسمي كلينيك بتن ايران مراجعه نماييد .


برچسب: انواع ويبراتورها, بتن ريزي, ويبراسيون بتن, انواع ويبراسيون بتن،
ادامه مطلب
امتیاز:
 
بازدید:
+ نوشته شده: ۲۳ مهر ۱۳۹۷ساعت: ۰۱:۵۰:۰۵ توسط:admin admini موضوع:

بتن هاي مسلح به الياف فولادي

بتن هاي مسلح به الياف فولادي

تحقيقات انجام شده توسط رومالدي و بتون، و رومالدي و مندل در اواخر دهه 1950 و اوايل دهه 1960 نشانگر اولين گام هاي عمده به سوي توسعه تكنولوژي ساخت بتن هاي مسلح به الياف فولادي (SFRC) بود. هر چند كه از ابتداي قرن بيستم مجوز رسمي براي انواع مختلف بتن هاي مسلح فولاد، صادر گرديد، اما توسعه فناوري SFRC تا اواخر دهه 1950 پيشرفت چنداني نكرد.

از آن زمان الياف فولادي براي مصرف در بتن تا حدودي بهينه سازي شدند. علاوه بر آن تكنولوژي هاي اختلاط، بتن ريزي، سخت كردن و پرداخت اين نوع بتن ها بهبود پيدا كرد. 

الياف فولادي 

اولين الياف فولادي مورد استفاده در بتن، گرد و صاف بودند. اين الياف با بريدن يا خرد كردن سيم ساخته مي شدند. اين كار در مواردي به اين دليل انجام مي شد كه بتوان از مواد زايد، بار ديگر در صنعت فولاد استفاده به عمل آورد. در سال هاي اخير استفاد از الياف صاف مستقيم تا حدود زيادي منسوخ شده است. بيشتر اليافي كه هم اكنون مورد استفاده قرار مي گيرند، داراي سطوح زبر با دو انتهاي قلاب شده مي باشند و يا در طول خود، به صورت موج دار در آمده اند. اين مشخصه ها باعث مي شود كه قابليت مقاومت در برابر بيرون كشيدگي الياف از درون ماتريس هاي با پايه سيماني بهبود يابد.

 

بيشتر الياف فولادي تجاري موجود، از سيم هاي فولادي كشيده شده، توليد شده اند. با اين حال همان طور كه معدودي از توليد كنندگان الياف نشان داده اند، مي توان الياف فولادي را از صفحه هاي فولادي (به روش بريدن صفحه به قطعات باريك) و با فرايند استخراج در حالت مذاب نيز توليد نمود. الياف بريده شده از صفحات فولادي دقيقاً به همان طريقي كه از نام آنها بر مي آيد، توليد مي شوند؛ الياف فولادي دقيقاً برش هايي از صفحات فولادي هستند. روش استخراج در حالت مذاب يك فرايند نسبتاً پيچيده در توليد الياف فولادي مي باشد. در اين فرايند يك چرخ گردنده براي بالا بردن فلز مايع از سطح فلز مذاب توسط عمل ميينگي به كار مي رود. سپس فلز مذاب به سرعت به صورت الياف، منجمد شد و در نهايت توسط نيروي گريز از مركز از چرخ بيرون مي آيد. الياف به دست آمده داراي مقطع عرضي نيم دايره مي باشند.

جهت اطلاع از مطالعه مقاله بتن هاي مسلح به الياف فولادي به طور كامل مي توانيد به وب سايت رسمي كلينيك بتن ايران مراجعه نماييد .


برچسب: الياف فولادي, طراحي سازه هاي الياف فولادي, بتن هاي مسلح به الياف فولادي،
ادامه مطلب
امتیاز:
 
بازدید:
+ نوشته شده: ۲۳ مهر ۱۳۹۷ساعت: ۰۱:۳۸:۳۹ توسط:admin admini موضوع:

خصوصيات بتن مسلح به الياف فولادي (بخش2)

مقاومت خستگي

شواهد تجربي نشان مي دهد كه مقاومت خستگي با افزايش درصد الياف فولادي، افزايش مي يابد. اضافه كردن الياف به سازه هاي بتن مسلح متداول، عمر خستگي را افزايش و عرض ترك ها را كاهش مي دهد. همچنين خيز ناشي از خستگي با اضافه كردن الياف فولادي، كاهش مي يابد.

خزش و آب رفتگي

از آنجا كه داده هاي خزش SFRC بسيار محدود است، آزمايش ها نشان مي دهند كه الياف تاثير كمي بر خزش در فشار دارد. آزمايش هاي خزش در خمش نشان مي دهد كه خيز تا اندازه اي كاهش مي يابد.
آزمايش ها نشان داده اند كه اضافه كردن الياف فولادي، تاثيري بر كرنش ناشي از آب رفتگي خشك ندارد. با اين حال الياف ميزان ترك هاي بزرگ و مخرب ناشي از آب رفتگي و نيز عرض ترك ها در هنگام آب رفتگي محدود شده را كاهش مي دهد. اين پديده تاثير سودمندي بركاهش خوردگي الياف و افزايش پايايي بتن مسلح به الياف دارد.

پايايي

بيشتر مباحث مربوط به پايايي SFRC به جاي پرداختن به مقاومت مخلوط در برابر يخ زدن و آب شدن، به خوردگي الياف مي پردازد. پايايي يخ زدن و آب شدن بتني كه في نفسه بادوام است، با اضافه كردن الياف فولادي به صورتي كه الياف به خوبي در مخلوط جاي بگيرند و در هنگام بتن ريزي نيز از تراكم مناسبي برخوردار باشند، كاهش نمي يابد.
مطالعات پايايي SFRC نشان مي دهد كه در نمونه هاي ترك نخوردهكه بتن آن به دقت طراحي و ريخته شده، خوردگي الياف يا رخ نمي دهد و يا ميزان آن ناچيز است. زنگ خوردگي بعضي سطوح، جنبه ظاهري داشته و اثر سازه اي ندارد.
خوردگي الياف بر پايايي نمونه هاي الياف ترك خورده تاثيردارد. آزمايش هاي دراز مدت كه بر روي نمونه هاي ترك خورده انجام شده، نشان مي دهد كه كربناسيون ماتريس در نواحي ترك خورده با سرعت بيشتري نسبت به ماتريس بتني ترك نخورده مجاور، روي مي دهد. وقتي كه كربناسيون به ماتريس اطراف الياف تقويتي مي رسد، حفاظت در برابر خوردگي كه توسط محيط قليايي اوليه در بتن ايجاد مي شود، از بين مي رود. با وقوع اين پديده، در صورت حضور آب و اكسيژن، الياف در معرض خوردگي قرار مي گيرند. سرعت وقوع اين خوردگي مخرب بستگي به اندازه ترك، قطر الياف و شرايط جوي (محيط دريايي يا اسيدي) دارد. آزمايش ها نشان داده اند كه سرعت خوردگي، كم است و حداقل 5 سال يا بيشتر، زان لازم است تا افت در ظرفيت بار خمشي تير ترك خورده به %20 برسد. بايد توجه شود كه در هر حال با استفاده از الياف ضد خوردگي با كيفيت بالاتر، تاثيرات خوردگي كاهش مي يابد.

طاقت خمشي

يكي از مهمترين مزاياي استفاده از SFRC، افزايش طاقت خمشي است. طاقت خمشي به صورت انرژي نهايي جذب شده در طي شكستن نمونه، تعريف مي شود و مي توان مقدار آن را با اندازه گيري سطح زير نمودار بار- خيز كه با آزمايش خمش به دست مي آيد اندازه گيري كرد. 
مقاومت ضربه اي به طاقت خمشي وابسته است. اضافه كردن الياف فولادي به بتن مي تواند مقاومت ضربه اي بتن را به شدت افزايش دهد. الياف اضافه شده تنها مقاومت ضربه اي را افزايش نمي دهند بلكه مانع از خرد شدن مخلوط پس از اعمال ضربه نيز مي شوند. مشخص شده است كه مقاومت ديناميكي بتن با درصد كمي الياف فولادي (%5/0 تا%2 حجمي)، وقتي بتن در معرض ضربه هاي انفجاري يا آزمايش ضربه قرار 
مي گيرد، 5 تا 10 برابر بيشتر از بتن غير مسلح است.

خصوصيات بتن مسلح به الياف فولادي

 

جهت مطالعه مقاله خصوصيات بتن مسلح به الياف فولادي (بخش2) به طور كامل مي توانيد به وب سايت كلينيك بتن ايران مراجعه نماييد .


برچسب: الياف فولادي, طراحي سازه هاي الياف فولادي, خصوصيات بتن مسلح, بتن مسلح به الياف فولادي،
ادامه مطلب
امتیاز:
 
بازدید:
+ نوشته شده: ۲۳ مهر ۱۳۹۷ساعت: ۰۱:۳۶:۲۰ توسط:admin admini موضوع:

خصوصيات بتن مسلح به الياف فولادي (بخش 1)

خصوصيات بتن مسلح به الياف فولادي
چندين متغير بر روي خصوصيات مكانيكي بتن هاي مسلح به الياف تاثير مي گذارند. اين متغيرها شامل نوع و درصد الياف مصرفي، نسبت ظاهري الياف، مقاومت ماتريس و اندازه سنگدانه است. سال هاي متمادي محققان مختلف بر روي بازه اي از متغيرها آزمايش كرده اند كه داده هاي مربوط به آن موجود است. بنابراين اين داده ها كه به صورت بازه اي داده شده اند نماينده بهتري نسبت به مقادير مطلق مي باشند.

هرچه طول الياف بيشتر شود، پيوستگي بين ماتريس و الياف افزايش مي يابد. بنابراين طول بلندتر الياف منجر به مقاومت بالاتر مخلوط مي گردد. مطلوب است كه طول الياف آنقدر بلند انتخاب شود كه در الياف ايجاد تنش كافي نمايد و شكست كششي رخ دهد. با اين حال از آنجا كه توزيع يكنواخت الياف با نسبت ظاهري بيش از 100 مشكل بوده و توليد يك مخلوط بتني ناكارا مي كند، معمولاً اين كار عملي نيست. بنابراين در بيشتر مخلوط ها از نسبت ظاهري 100 يا كمتر استفاده مي شود.

مقاومت كششي

داده هاي گزارش شده مربوط به تاثير الياف فولادي بر مقاومت كششي مخلوط هاي سيماني بسيار متفاوتند. نشان داده شده است كه اضافه كردن %5/1 حجمي از الياف، مقاومت كششي مستقيم ملات را حدوداً %40 افزايش خواهد داد. افزايش در مقاومت كششي شكاف خوردگي تا اندازه اي بيشتر است كه مقدار آن تا %100 گزارش شده است.

مقاومت خمشي

تاثير الياف فولادي بر مقاومت خمشي مخلوط ها بسيار بيشتر از مقاومت كششي است. معمولاً دو مقدار مقاومت گزارش مي شود. يكي مقاومت اولين ترك كه در آن نمودار بار- خيز از حالت خطي دور مي شود و ديگري مقاومت خمشي نهايي. عموماً افزايشي تا %150 در مقاومت خمشي اولين ترك SFRC متداول، گزارش شده است.

مقاومت فشاري

بنابر نتايج بسياري از محققان، افت مقاومتي فشاري SFRC متداول تا 40% هم گزارش شده است. به طور كلي در صورتي كه نمونه ها به خوبي متراكم شده باشند، اضافه كردن الياف فولادي (بين 5/0 تا 2% حجمي) تاثير اندكي بر مقاومت فشاري SFRC متداول خواهد داشت. با اين حال با استفاده از درصدهاي حجمي بسيار بالاي اليافي كه با استفاده از روش ساخت SIFCON حاصل مي شود، افزايش شگرفي در مقاومت فشاري نهايي (بيش از %500) گزارش شده است.

مقاومت در برابر سايش

اطلاعات درباره مقاومت سايشي SFRC بسيار كم و تا اندازه اي متناقض است. برمبناي داده هاي موجود، در مواردي كه فرسايش ناشي از خلازدايي و سايش به دليل جريان سريع آب يا ضربه نخاله هاي بزرگ اتفاق مي افتد، SFRC مي تواند بهبود قابل توجهي در مقاومت سايشي ايجاد كند. با اين وجود در مواردي كه فرسايش با سرعت كم رخ مي دهد، ميزان الياف مقاومت فرسايشي را تعيين نمي كنند بلكه مشخصات ماتريس و سنگدانه ها، مقاومت فرسايشي را تعيين مي كنند. به طور مشابه در سايش روسازي و دال، خصوصيات ماتريس مقاومت سايشي را تعيين مي نمايد.

ادامه دارد...

 

 

جهت مطالعه مقاله خصوصيات بتن مسلح به الياف فولادي (بخش1) مي توانيد به وب سايت كلينيك بتن ايران مراجعه نماييد .


برچسب: بتن مسلح به الياف فولادي, خصوصيات بتن مسلح, الياف فولادي , طراحي سازه هاي الياف فولادي،
ادامه مطلب
امتیاز:
 
بازدید:
+ نوشته شده: ۲۳ مهر ۱۳۹۷ساعت: ۰۱:۳۴:۲۲ توسط:admin admini موضوع:

روش هاي استفاده و توليد SFRC

سه روش توليد متفاوت به طور موفقيت آميزي در توليد SFRC مورد استفاده قرار گرفته است. 
 1- اختلاط معمولي SFRC 
بيشتر بتن هاي مسلح به الياف فولادي در ميكسرهاي متداول بتن مخلوط شه و با روش هاي متداول سخت مي شوند. محتواي الياف معمولاً بين 0.5 تا %2 حجمي بتن تغيير مي كند. با اين حال گرزي بوسكاي و شا كشف كرده اند كه با درصد حجمي پايين 0.25 درصد از الياف فولادي، عرض ترك هاي ناشي از آب رفتگي خشك محدود شده، اساساً كاهش مي يابد. ميزان بهينه الياف عمدتاً به مقادير و مشخصات اجزاي مخلوط بتن (نسبت آب به سيمان، شكل سنگدانه، دانه بندي سنگدانه و ...) و مشخصات خود الياف (نسبت ظاهري، شكل مقطع عرضي،  مقاومت و ...) بستگي دارد. استفاده از الياف در مقاديري بيش از %2 حجمي، منجر به كارايي ضعيف و پخش نامناسب الياف مي گردد.
در روسازي فرودگاه ، بزرگراه ها و عرشه پل ها ، در كف هاي صنعتي ، سازه هاي هيدروليكي از اختلاط معمولي SFRC  استفاده شده است.
 2- SFRC افشانه اي
يكي ديگر از روش هاي ساخت SFRC ، روش «بتن پاشي» است. بتن پاشي اختصاصاً در ساخت لايه هاي نازك بسيار مناسب است. تا به امروز بيشتر كاربردهاي SFRC بتن پاشي شده، با استفاده از فرايند اختلاط خشك در جاهايي كه مخلوط خشك بتن، الياف و آب درست پيش از تخليه از سر لوله افشانه، با هم تركيب مي شوند، انجام شده است. از فرايند اختلاط مرطوب نيز مي توان استفاده كرد، با اين حال بايد دقت بيشتري انجام شود تا از توزيع مناسب الياف فولادي اطمينان حاصل گردد. در هنگام استفاده از فرايند اختلاط مرطوب بايد توجه كافي در ارائه طرح اختلاط مبذول گردد تا اطمينان حاصل شود كه مخلوط در هنگام افزودن الياف، قابل بتن پاشي است. ممكن است استفاده از ميزان الياف تا 2 درصد حجمي با فرايند مرطوب يا خشك ميسر باشد.

از SFRC پاشيدني  در پايداري شيب سنگ ها و سازه هاي زير زميني، مخصوصاً پوشش تونل و پوشش بدنه معادن ذغال سنگ استفاده شده است.
3 - بتن اليافي با دوغاب نفوذي (SIFCON) 
بتن اليافي با دوغاب نفوذي نمايانگر پيشرفت هاي نسبتاً جديد در زمينه SFRC است. SIFCON يك روش ساخت است كه در آن الياف فولادي به جاي آنكه با بتن مخلوط شده و سپس همراه با آن ريخته يا بتن پاشي شود، از پيش در قالب قرار مي گيرد. پس از جايگيري الياف در قالب، يك دوغاب سيمان ريزبافت روي بستر الياف ريخته و پمپ مي شود و در همان هنگام كه به شكل قالب در مي آيد، در فضاي خالي بين الياف نفوذ مي كند. مي توان از ويبره خارجي براي كمك به نفوذ دوغاب سيمان استفاده كرد.كه مي توان به ميزان الياف تا %18 حجمي دست يافت. با چنين درصد بالايي از الياف افزايش شگرفي در مقاومت و انعطاف پذيري را انتظار داشت. آزمايش هاي آزمايشگاهي نشان داده اند كه مقاومت نهايي خمشي SIFCON مي تواند به 5 تا 10 برابر بيشتر از SFRC معمولي برسد.
كاربرد SIFCON در هر دو زمينه قطعات پيش ساخته و ساختمان سازي در جا ميسر شده است. تاكنون SIFCON بيش از همه در روكش ها و تعمير روسازي، دال هاي پيش ساخته، و اشكال نامنظم پيش ساخته به كار رفته است.
 طرح اختلاط 
روش هاي طرح مخلوط هاي متداول SFRC اساساً مشابه طراحي بتن هاي غير مسلح است. با اين حال بعضي پيش بيني ها بايد صورت پذيرد تا از توزيع يكنواخت الياف اطمينان حاصل شده و از جداشدگي يا گلوله شدن آنها در حين اختلاط، جلوگيري به عمل آيد و يك مخلوط كارا توليد شود كه بتوان آن را به دقت بتن ريزي، متراكم و پرداخت نمود.
برمبناي تجربيات قابل توجه آزمايشگاهي و كارگاهي، متغيرهاي مخلوط SFRC متداول عموماً در بازه هاي خاصي قرار مي گيرد. براي حصول حجم كافي خمير كه بتواند سطوح الياف را بپوشاند و كارايي مناسبي ايجاد كند، به ميزان سيمان 550 تا lb/yd3950 (326 تا kg/m3564) با نسبت آب به سيمان 0.4 تا 0.6 نياز است. حداكثر اندازه بهينه درشت دانه 3/8in (mm5/9) با درصد ماسه %45 تا %60 مي باشد. افزايش حداكثر اندازه يا ميزان درشت دانه، كارايي را كاهش خواهد داد. با اين حال حذف درشت دانه منجر به مخلوط هاي غير اقتصادي تر و آب رفتگي خشك بيشتر خواهد گرديد. استفاده از افزودني هاي هوازا و كاهنده آب در مخلوط هاي SFRC مطلوب است.

 

جهت مطالعه مقاله روش هاي استفاده و توليد SFRC به طور كامل مي توانيد به وب سايت رسمي كلينيك بتن ايران مراجعه نماييد .


برچسب: روش هاي استفاده SFRC, توليد SFRC, بتن, كلينيك بتن،
ادامه مطلب
امتیاز:
 
بازدید:
+ نوشته شده: ۲۳ مهر ۱۳۹۷ساعت: ۰۱:۳۲:۰۶ توسط:admin admini موضوع:

طراحي سازه هاي الياف فولادي

روش هاي طراحي سازه هاي الياف فولادي

روش هاي طراحي سازه هايي كه در آنها از الياف فولادي استفاده شده، براي كاربردهايي پيشنهاد گرديده كه در آن شكست يك عضو منجر به گسيختگي سازه اي نمي شود. اين كاربردها شامل روسازي آزادراه ها، روكش ها، عرشه پل و كف انبارها مي شود. در اين نوع كاربري ها، مقاومت كششي طراحي مصالح به دليل اضافه شدن الياف، افزايش مي يابد. سپس از روش طراحي مشابه كه براي بتن بدون اضافه كردن الياف به كار رفته است، استفاده مي شود. در مواردي كه شكست كششي اعضاي سازه منجر به گسيختگي سازه اي مي شود، جايگزين كردن ميلگردهاي كششي با الياف فولادي توصيه نشده است. در عوض الياف فولادي علاوه بر ميلگردهاي تقويت به كار رفته اند تا باعث ايجاد خصوصيات سودمندي چون انعطاف پذيري مضاعف يا مقاومت ضربه اي مضاعف شوند.

روساز هاي بتني

از SFRC در روسازي ها، عرشه پل ها، باند فرودگاه و پاركينگ عمدتاً به صورت روكش هايي بر روي دال هاي موجود استفاده مي شود كه يا تخريب شده و يا نياز به تقويت دارد. مخلوط ها معمولاً حاوي %75/0 تا %5/1 حجمي الياف فولادي هستند و در ضخامت هاي 2 تا in 3 (50 تا mm75) بتن ريزي مي شوند. بررسي هاي انجام شده نشان مي دهد در بيشتر موارد روكش ها يا به طور جزئي و يا كامل، به سازه موجود يكپارچه شدند. ولي در بعضي موارد، پيوستگي از بين رفته است. از آنجا كه روكش هاي SFRC عموماً ترك ها را گسترش دادند، ترك ها كوچك مانده و تاثيري بر كيفيت روسازي ها نداشته اند. در قسمت هايي كه پيوستگي از بين رفته، ترك ها نسبتاً آزاد مانده اند.

در تحقيقي، عرشه هاي پل با روكش هاي SFRC پوشانده شدند تا از خرابي ناشي از نفوذ نمك هاي يخ زدا در طول ترك ها و در نتيجه خوردگي الياف تقويتي جلوگيري شود.
در طراحي دال هاي همكف بايد تنش هاي خمشي وارده از طرف ترافيك و نيز ديگر بارها لحاظ شوند. از آنجا كه تنش هاي وارده از ترافيك، تنش هاي تكراري هستند، بايد يك تنش عملي و منطقي در نظر گرفته شود تا از عملكرد سازه، اطمينان حاصل شود. ضخامت مورد نياز دال كه بر مبناي تنش كششي خمشي محدود كننده است، معمولاً به روش تحليل وسترگارد كه براي دال روي پي الاستيك به دست آمده، تعيين مي شود. انتخاب تنش كششي مجاز مناسب براي SFRC همانند بتن غير مسلح دشوار است. زيرا تنش هايي كه از نمونه هاي آزمايشگاهي به دست مي آيد ممكن است نماينده مقدار مشابه در كارگاه نباشد. به علاوه ضرايب كاهش براي احتساب خستگي و تغييرپذيري مصالح قطعي نيست. مقدار عددي دو سوم مدول گسيختگي كه از آزمايش هاي آزمايشگاهي به دست آمده، براي استفاده به عنوان تنش كششي مجاز پيشنهاد شده است.
به طور كلي روش هايي كه براي طراحي دال هاي بتني مسلح نشده با الياف در بزرگراه ها به كار مي رود، قابل اعمال است. اما بديهي است كه خصوصيات اصلاح شده SFRC بايد به عنوان يك مزيت در نظر گرفته شوند.
 

تير ها

با آنكه افزايش ظرفيت خمش و برش تيرها تقريباً تعيين شده است، اما هنوز هيچ روش طراحي اي كه در آن مزاياي تقويت با الياف فولادي در كاربردهاي عملي مدنظر قرار گرفته باشد، اتخاذ نشده است. طراحان از اطلاعات موجود به اعضاي سازه اي مشابه استفاده مي كنند. با اين حال ضرايب اطمينان بر مبناي قضاوت هاي صحيح مهندسي به كار مي روند. ذيلاً گزارش كوتاهي از تحقيقاتي كه جهت تعيين تاثير الياف فولادي به عنوان تقويت كنند برشي و خمشي انجام شده، آمده است.
روش هاي متعددي به منظور پيش بيني مقاومت خمشي تيرهاي مسلح به الياف فولادي مجزا به صورت تجربي يا تئوريك توسعه يافته است. اصطلاحات تئوريك از قانون مخلوط ها استفاده كرده و در آن عواملي چون ضرايب توزيع تصادفي، تنش پيوستگي، تنش الياف، مدول الاستيسيته مصالح در كشش و فشار، تغيير در محور خنثي به دليل توزيع غير خطي تنش و ... به حساب آمده است. با اين وجود اصلاحات تئوريك براي تغييرات وابسته به زمان در خصوصيات مكانيكي مورد توجه قرار نگرفته اند.
در روش هاي تجربي از داده هاي به دست آمده از تحقيقات آزمايشگاهي بهره گرفته مي شود تا از اين طريق روابطي كه مقاومت خمشي را به طول الياف، قطر، محتواي الياف، و ناحيه پيوستگي الياف مربوط  مي سازد، استخراج شود. در اين روش ها با در نظر گرفتن زمان يا سن نمونه در تحقيق، تغييرات وابسته به زمان خصوصيات مكانيكي به حساب آورده مي شود. روش هاي معتبر طراحي تاكنون بر مبناي روش هاي تجربي توسعه يافته اند.
هانگر و دوهرتاي روش طراحي براي محاسبه لنگر خمشي نهايي تيرها را به تفصيل بيان كرده اند. اين روش همبستگي خوبي بين مقاومت پيش بيني شده و مقادير آزمايشي فراهم مي كند.
داده هاي آزمايشگاهي قابل ملاحظه اي در دسترسند كه نشان مي دهند ظرفيت برشي تيرهاي بتني با افزودن الياف فولادي افزايش مي يابد. به علاوه آزمايش هاي آزمايشگاهي نشان داده اند كه مي توان به شكل موثري از خاموت و الياف تقويتي در تركيب با هم استفاده نمود.
بستون، جنكينز و اسپتني مجموعه اي از آزمايش ها را ترتيب دادند تا تاثير استفاده از الياف فولادي مستقيم را به عنوان تقويت كننده جان در تيرهاي بتن مسلح متداول تعيين كنند. به طور كلي هر چه درصد حجمي الياف افزايش يابد، تنش برشي متوسط در لحظه شكست، افزايش مي يابد. همچنين معلوم شده است كه هرچه نسبت دهانه برش به عمق افزايش يابد، تنش هاي برشي بالاتري در هنگام شكست ايجاد مي شود. 
ويليامسون با كار بر روي تيرهاي مسلح متداول دريافت كه با جايگزين كردن خاموت ها با الياف فولادي مستقيم، ظرفيت برشي تيرها به اندازه %45 افزايش مي يابد. استفاده از اليافي كه در انتها موج دار شده اند نيز باعث افزايش قابل ملاحظه برشي تيرهاي بتن مسلح مي شود. آزمايش هاي انجام شده توسط كريگ و لاو نيز افزايشي بيش از %100 را با استفاده از الياف فولادي علاوه بر خاموت نشان مي دهد.
پاول و سينامون بر روي تاثير الياف فولادي مستقيم بر ظرفيت برشي تيرهاي بتني تحقيق كردند. كار آنها منجر به يك اصلاحيه پيشنهادي براي ساختن معادله ACI3177 در تعيين ظرفيت مشابه در معادله موجود ACI، يك حد بالايي براي ظرفيت برشي تعيين گردد.
در تحقيقي كه سوامي، التاآن و علي بر روي تاثير الياف فولادي تقويتي بر مقاومت برشي صفحات مسطح بتن مسلح انجام داده اند، مقاومت برشي در حدود %22، %35 و %42 به ترتيب براي ميزان الياف %6/0، %9/0 و %1/1 حجمي افزايش يافته است.

جهت مطالعه مقاله طراحي سازه هاي الياف فولادي مي توانيد به وب سايت رسمي كلينيك بتن ايران www.clinicbeton.ir مراجعه نماييد .


برچسب: سازه هاي الياف فولادي, طراحي سازه هاي الياف فولادي, روساز هاي بتني, خصوصيات اصلاح شده SFRC, الياف فولادي،
ادامه مطلب
امتیاز:
 
بازدید:
+ نوشته شده: ۲۳ مهر ۱۳۹۷ساعت: ۰۱:۲۹:۴۸ توسط:admin admini موضوع:

محاسن و معايب FRC

الياف معمولاً در سرتاسر مقطع عرضي FRC توزيع مي شوند. بنابراين ممكن است برخي از الياف براي تحمل تنش هاي كششي ناشي از بارهاي وارده، به طور ناكار آمدي در بتن قرار گيرند. بسته به روش توليد الياف، جهت گيري تصادفي آنها ممكن است دو بعدي و يا سه بعدي باشد. در روش افشانه، الياف به صورت دو بعدي جت گيري مي شوند، در حالي كه در روش اختلاط از پيش (يا پيمانه كردن) جهت گيري الياف، عموماً سه بعدي است. همچنين ممكن است الياف در عرض تركها با زاويه اي غير از 90 درجه قرار گرفته باشند و يا طول آنها ز آنچه كه براي تامين پيوستگي كافي، لازم است، كمتر باشد.

 

 

مهمترين حسن استفاده از ساختارهاي مسلح به الياف، برخلاف ساختارهاي مسلح معمولي از فرآيندهاي ساخت آنها درك مي شود. بتن مسلح به الياف يا به طور معمولي بتن ريزي شده و يا با افشانه توليد 
مي شود؛ در نتيجه موجب حذف فعاليت هاي سخت و پر زحمت آرماتوربندي مي گردد. با اين حال، توليد محصولات FRC ممكن است نياز به تلاش سخت و پر زحمت تر نسبت به محصولات پيش ساخت بتن معمولي داشته باشد.

در مواردي كه بتن ريزي صحيح مقاطع نازك با بتن هاي مسلح معمولي بسيار مشكل باشد، مي توان از بتن هاي مسلح به الياف به عنوان بهترين و مناسب ترين گزينه استفاده كرد. همچنين بتن پاشي FRC روشي مناسب براي توليد محصولاتي با شكل نامنظم است. علاوه بر آن بتن مسلح به الياف، جايگزين مناسبي براي بتن غير مسلح مي باشد. با استفاده از مقاطع نسبتاً نازك FRC كه مقاومتي برابر با مقاطع ضخيم بتن غير مسلح دارند، مي توان به ميزان قابل توجهي در وزن بتن صرفه جويي كرد.

 

جهت مطالعه مقاله محاسن و معايب FRC به طور كامل مي توانيد به وب سايت كلينيك بتن ايران مراجعه نماييد .


برچسب: محاسن و معايب FRC, بتن, بتن غير مسلح،
ادامه مطلب
امتیاز:
 
بازدید:
+ نوشته شده: ۲۳ مهر ۱۳۹۷ساعت: ۰۱:۲۶:۲۳ توسط:admin admini موضوع:

انواع بتن هاي اليافي

انواع بتن هاي اليافي

انواع مختلفي از الياف براي تقويت (مسلح كردن) ماتريس هاي با پايه سيماني مورد استفاده قرار گرفته است. الياف ممكن است از جنس آلي مصنوعي (مثلاً پلي پروپيلن يا كربن)، غير آلي مصنوعي (مثل فولاد يا شيشه)، آلي طبيعي (مثل سلولزي يا Sisal) و يا غيرآلي طبيعي (مثل آزبست) باشد. در حال حاضر تنها الياف فولادي، پلي پروپيلن و  پلي استر به طور گسترده در صنعت ساختمان هاي بتني ايالات متحده به كار مي روند. بتن هاي مسلح به الياف اكريليك نيز هر چند سال هاي زيادي است كه در اروپا كاربرد داشته، تنها به تازگي به بازارهاي ايالات متحده عرضه شده است. همچنين گرچه از محصولات سيمان آزبستي در گذشته استفاده زيادي به عمل مي آمده است، اين محصولات به ليل خطرات سلامتي ناشي از الياف آزبستي هوابرد، به سرعت با ديگر محصولات با پايه سيماني جايگزين گشتند. الياف طبيعي آلي به دليل ملاحظات اقتصادي، يك نوع معمول تقويت كننده بتن در كشورهاي در حال توسعه است.

 

 

در طول 40 سال گذشته، توليد مخلوط هاي بتن مسلح به الياف به طور نامحدود به صنايع گوناگون گسترش يافته است. شمار افزايش يابنده اي از شركت ها در سراسر جهان وجود دارند كه توليد بتن هاي اليافينمود و يا از الياف در پروژه هاي ساختمان سازي استفاده مي كنند. تنها تعداد كمي از صدها نوع مختلف الياف براي كاربردهاي تجاري، مناسب تشخيص داده شده اند. جدول زير ليستي از انواع مختلف الياف و خصوصيات مصالحي مربوط به آنها را نشان مي دهد. همه اين انواع يا ب شكل تجربي و يا تجاري به عنوان تقويت كننده در ساخت بتن به كار رفته اند.

جهت مطالعه مقاله انواع بتن هاي اليافي به طور كامل مي توانيد به وب سايت كلينيك بتن ايران مراجعه نماييد .


برچسب: بتن هاي اليافي, انواع بتن هاي اليافي, توليد بتن هاي اليافي,،
ادامه مطلب
امتیاز:
 
بازدید:
+ نوشته شده: ۲۳ مهر ۱۳۹۷ساعت: ۰۱:۲۴:۰۷ توسط:admin admini موضوع:

خصوصيات GFRC

خصوصيات مكانيكي مخلوط هاي GFRC بستگي به ميزان الياف و پليمر، نسبت آب به سيمان، حفرات، ميزان ماسه، جهت گيري الياف، طول الياف و عمل آوري دارد. خصوصيات اولي مخلوط هاي GFRC در فرايند افشانه، كه در طراحي مدنظر قرار مي گيرند عبارتند از مقاومت خمشي 28 روزه مدول گسيختگي (MOR). تنش  PEL مقياسي از تنش ترك خوردگي ماتريس است. مقاومت 28 روزه PEL به عنوان تنش حدي در طراحي در نظر گرفته مي شود تا از ترك خوردن اتريس در اثر قالب برداري، حمل و نقل، جابجايي، نصب و يا بارهاي سرويس جلوگيري شود.

شكل عمومي نمونه بار – خيز براي يك مخلوط GFRC28 روزه كه تحت آزمايش خمش قرار گرفته، در شكل 4-1 نشان داده شده است. همان طور كه از اين نمودار مشاهده مي شود، مخلوط هاي جوان با خصوصيات GFRC داراي ظرفيت تحمل بار و كرنشي بسيار بيشتري از مقاومت ترك خوردگي ماتريس (PEL) مي باشند. اين ساز و كار كه در ابتداي كار ايجاد مقاومت و انعطاف پذيري اضافي مي كند، بيرون كشيدگي الياف ناميده مي شود. پس از اولين ترك، بخش عمده تغيير شكل ناشي از كشش الياف مي باشد. به موازات اينكه بار و تغيير مكان به روند افزايش خود بيش از حد تناسب الاستيك ادامه مي دهند، الياف شروع به ناپيوستگي و در نتيجه لغزش يا بيرون كشيدگي جهت پل زدن بين ترك ها و مقاومت در برابر بار وارده مي كنند. مقاومت در برابر بار در حين ناپيوستگي و بيرون كشيده شدن الياف به دليل اصطكاك بين الياف شيشه اي و ماتريس سيمان، افزايش مي يابد.

 

مقادير مشخصات AR-GFRC با فرايند افشانه در جدول زير آمده است.

جدول مقادير مشخصات AR-GFRC در سن 28 روز

 

مشخصات سيستم AR-GFRC*
مقاومت خمشي، (psi)
مدول گسيختگي، (MOR)
حد تناسب الاستيك، (PEL)
مقاومت كششي، (psi)
مقاومت كششي نهايي، (VTS)
نقطه پس از خمش، (BOP)
مقاومت برشي، (psi)
ميان پوسته اي
صفحه اي
مقاومت ضربه اي، (lb.in/in2)
CHARPY
چگالي خشك، (pcf)
 
4000- 2500
1500 – 900
 
1600 – 1000
1000 – 700
 
800 – 400
1600 – 1000
 
1405
140 - 120

 

فرايند افشانه ) بدون آب زدايي( با %5 وزني الياف ضدقليا، نسبت ماسه به سيمان برابر 1 به 3 تا 1 به 1، نسبت آب به سيمان 25/0 تا 35/0 .

 

معادل هاي متريك :

KPa895/6 = psi1

                                                                                       N.mm/mm2175/0=lb.in/in21

  Kg/m3019/16=pcf1

  • پايداري مقاومت در دراز مدت

 

پايداري مقاومت مخلوط هاي GFRC در دراز مدت با انجام آزمايش هايي بر روي مخلوط هاي جوان و مسن تر تعيين شده است. اختلاف بين ظرفيت مقاومت و كرنش براي دو نمونه جوان و مسن تر، معياري از پايداري مقاومت دراز مدت مخلوط مي باشد.

بيشتر مخلوط هاي GFRC كه براي كاربردهاي تجاري توليد شده اند، در صورتي كه در معرض شرايط محيطي بيرون قرار گيرند، با كاهشي در مقاومت و انعطاف پذيري با زمان مواجه خواهند شد. جهت تشريح افت در ظرفيت مقاومت و كرنش مخلوط هاي GFRC دو تئوري پيشنهاد شده است. تئوري اول بيان 
مي كند كه حمله قليا به سطح الياف شيشه اي باعث كاهش مقاومت كششي الياف شده  و در نتيجه كاهش مقاومت مخلوط را به دنبال خواهد داشت تئوري دوم نيز بر اين پايه است كه هيدراسيون مداوم سيمان در مخلوط هاي GFRC كه در داخل آب يا در مجاور شرايط آب و هوايي طبيعي قرار گرفته اند، توليد مواد هيدراته اي مي كند كه در درون گروه الياف نفوذ كرده، فضاهاي خالي بين رشته هاي شيشه را پر نموده و از اين طريق باعث افزايش چسبندگي به رشته هاي منفرد شيشه مي گردد. مقاومت پيوستگي افزايش يافته بين الياف و ماتريس، شكنندگي نام دارد. شكنندگي باعث افت در بيرون كشيدگي الياف و ايجاد رفتار ترد همراه با كاهش مقاومت كششي مي شود. هنوز كاملاً روشن نشده است كه علت اصلي كاهش مشخصات مكانيكي GFRC هجوم قلياها و يا شكنندگي الياف است. اين امكان وجود دارد كه هر دو پديده، همزمان و با سرعت هاي متفاوت رخ دهند.


برچسب: خصوصيات GFRC, خصوصيات مكانيكي GFRC،
ادامه مطلب
امتیاز:
 
بازدید:
+ نوشته شده: ۲۶ شهريور ۱۳۹۷ساعت: ۰۴:۱۱:۵۸ توسط:admin admini موضوع: