بتن های الیافی ، اصول و ساختار

نویسنده : کلینیک بتن ایران
تاریخ ثبت : 1397/04/08

بتن های الیافی ، اصول و ساختار

بتن های الیافی (بتن مسلح به الیاف) نوعی کمپوزیت است که با بکارگیری الیاف تقویت کننده داخل مخلوط بتن، منجر به بهبود محسوسی از خواص مقاومتی بتن می گردد. با این حال مهمترین مشخصه بین الیافی خاصیت جذب انرژی، انعطاف پذیری و مقاومت آن در مقابل ضربه است. به همین دلیل امروزه این بتن نقش بسیار جدی در پیشرفت تکنولوژی بتن ایفا کرده است و به عنوان یک ماده جدید و اقتصادی در صنعت ساختمان محسوب می گردد. خاصیت جذب انرژی و طاقت بتن می تواند خطر شکست سازه های بتنی را به خصوص در مناطقی که تحت بارهای مکرر و لرزه ای قرار می گیرند، به طور مطلوبی کاهش دهد. قابلیت انعطافی آن نیز، همانند خواص مواد پلاستیکی، باعث می شود که بتن الیافی گسیختگی نهایی نداشته باشد. همچنین از آنجا که الیاف در بتن در همه جهات پراکنده می شوند، در صورت تشکیل یک ترک، الیاف در جهات مختلف اتصالاتی را بوجود آورد و از گسترش ترک جلوگیری می نمایند. بنابراین رشته های الیاف بطور فعال در محدود کردن عرض ترک وارد عمل شده و با تشکیل ریز ترکهای زیاد قابلیت بهره برداری بتن را افزایش می دهند.

FRC، بتن (یا ملات) است که با الیافی که به طور تصادفی توزیع شده اند، مسلح شده است. و از انواع متعددی از الیاف طبیعی در بتن به زمانی پیش از ظهور بتن به مسلح معمولی بر می گردد. با این حال جنبه های فنی سیستم های FRC قرن های متمادی همچنان توسعه نیافته باقی ماند. طی 40 سال گذشته تحقیقات عمده ای در زمینه FRC صورت گرفته است. امروزه بسیاری از مخلوط های FRC شکل تجاری یافته اند.

به منظور عرضه طویل المدت بتن الیافی (FRC) به عنوان نوعی از مصالح ساختمانی، این ترکیب باید قادر به رقابت اقتصادی با سایر ساختارهای مسلح موجود باشد.

اصول و ساختار بتن های الیافی
اصول اساسی ای که بر طراحی بتن های مسلح معمولی حاکم است، در طراحی سیمان ها و بتن های مسلح به الیاف نیز برقرار می باشد. مسلح کردن بتن با میلگرد، سیم و یا الیاف، در نواحی ای که تنش های کششی بالایی اتفاق می افتد، رفتار بتن را اصلاح می کند. در مخلوط هایی که با الیاف اصلاح می شوند، مقاومت کششی، مقاومت خمشی، انعطاف پذیری و کنترل ترک بهبود می یابد. مهمترین عواملی که عملکرد مصالح مخلوط را کنترل می کند، عبارتند از :

1- مشخصات فیزیکی تقویت کننده ها و ماتریس
2- مقاومت پیوستگی بین تقویت کننده و ماتریس

هر چند اصول اساسی حاکم بر ساختارهای بتن معمولی و مسلح به الیاف، مشابهند، با این حال از نظر مشخصات، تفاوت هایی چند بین این دو وجود دارد :
1- الیاف در سرتاسر مقطع عرضی داده شده، توزیع می شوند در حالی که میلگردها یا سیمها فقط در نواحی مورد نیاز قرار داده می شوند.
2- بیشتر الیاف در مقایسه با میلگردهای ممتد، نسبتاً کوتاه بود و در فاصل ای نزدیک به هم قرار دارند.
3- بطور کلی این امکان وجود ندارد که با استفاده از الیاف بتوان همانند شبکه های میلگرد یا سیم های تقویت، به یک نسبت بالای تقویت (مساحت تقویت به مساحت بتن) دست یافت. 
عوامل وابسته به زمان مانند خصوصیات و مقاومت پیوستگی بین الیاف و ماتریس باعث می شوند که نتوان با استفاده از این اصلاحات تئوریک، خصوصیات مخلوط را به دقت پیش بینی نمود. روش های طراحی عملی که تا به امروز مورد استفاده قرار می گرفته اند، بر مبنای داده های واقعی آزمایش هایی است که از تحقیقات پارامتری حاصل شده اند.

سایر مقالات
استاندارد افزودنی های بتن چیست
استاندارد افزودنی های بتن چیست

استاندارد ها و مدارک فنی مورد استفاده برای کنترل افزودنی های فوق روان کننده بسیار شبیه استاندارد ها و مدارک فنی مواد افزودنی روان کننده هستند که در فصل دوم ، افزودنی های کاهنده آب به آنها اشاره گردید

ادامه مطلب
ژئوتکستایل چیست و چه کاربردی دارد؟
ژئوتکستایل چیست و چه کاربردی دارد؟
استفاده از ژئوتکستایل‌ های بافته و نبافته برای بهبود عملکرد بزرگراه ‌ها، جاده‌ های غیر فرشی، محل‌ های پارکینگ، فرودگاه ‌ها، بارانداز ها و مناطق نگهداری اجناس استفاده می گردد.
ادامه مطلب
آب بندی سازه ها
آب بندی سازه ها

در ساخت سازه های هیدرولیکی و یا سازه های مرتبط با آبرفت ها، آب بندی و کنترل آبدهی یا نشت آب های زیرزمینی از اهمیت بالایی برخورد دار است. سد ها ، برخی تونل ها، پل ها و سایر پروژه های مرتبط با آب های زیرزمینی، در زمین های آبزا (تراوا) ساخته می شود.

ادامه مطلب
طراحی سازه های الیاف فولادی
طراحی سازه های الیاف فولادی

روش های طراحی سازه هایی که در آنها از الیاف فولادی استفاده شده، برای کاربردهایی پیشنهاد گردیده که در آن شکست یک عضو منجر به گسیختگی سازه ای نمی شود. این کاربردها شامل روسازی آزادراه ها، روکش ها، عرشه پل و کف انبارها می شود. در این نوع کاربری ها، مقاومت کششی طراحی مصالح به دلیل اضافه شدن الیاف، افزایش می یابد. سپس از روش طراحی مشابه که برای بتن بدون اضافه کردن الیاف به کار رفته است، استفاده می شود. در مواردی که شکست کششی اعضای سازه منجر به گسیختگی سازه ای می شود، جایگزین کردن میلگردهای کششی با الیاف فولادی توصیه نشده است. در عوض الیاف فولادی علاوه بر میلگردهای تقویت به کار رفته اند تا باعث ایجاد خصوصیات سودمندی چون انعطاف پذیری مضاعف یا مقاومت ضربه ای مضاعف شوند.

ادامه مطلب