بتن مسلح به الیاف آرامید

نویسنده : کلینیک بتن ایران
تاریخ ثبت : 1397/04/18

آرامید (آروماتیک پلی آمید) یک مصالح پلیمتر مصنوعی با مدول بالا است که اولین بار در سال 1965 کشف شد. بعد از سال ها تحقیقات آزمایشی نهایاً روشی برای تولید این مواد به شکل الیاف پیدا شد. تولید الیاف آرامید برای کاربردهای تجاری از اوایل دهه 1970 آغاز شد و تلاش ها برای مخلوط کردن این الیاف در بتن به عنوان نوعی تقویت کننده در اواخر دهه 1970 آغاز گردید. والتون و ماجودار نتیجه گرفتند که به دلیل جذابیت خصوصیات مکانیکی ملات سیمانی مسلح به الیاف آرامید می توان مطالعات بعدی را توجیه نمود.
الیاف آرامید
الیاف آرامید مقاومت کششی بالا و مدول کششی بالایی دارند. الیاف ارامید 5/2 برابر مقاوم تر از الیاف
 E-glass و 5 برابر مقاوم تر از الیاف فولادی هستند. الیاف آرامید تحت دو نام تجاری مختلف Kevlar و Technora به فروش می رسند. الیاف (Kevlar 29, Kevlar 49) Kevlar توسط Dupont و الیاف (Hm0) Technora توسط Teijin تولید می شوند. مقایسه ای از خصوصیات مکانیکی انتخابی برای این الیاف در جدول 1 آمده است.

علاوه بر ویژگی های مقاومتی بسیار خوب، این الیاف نگهداشت مقاومتی بسیار خوبی تا دمای F˚392 (C˚200)، مقاومت خستگی استاتیکی و دینامیکی بسیار خوب و مقاومت خزشی بسیار خوبی دارند. رشته های آرامید با قطرهای متنوع، در دسترس هستند. قطر رشته ها، تاثیر ویژه ای بر روی قیمت های واحد الیاف دارد.

الیاف آرامید تولید شده توسط Teijin مقاومت بالایی در مقابل اسیدها، بازها و حلال های آلی دارند. تاکنون این ویژگی در مقایسه با سایر الیاف ارامید منحصر به فرد بوده است. در ابتدا مقاومت شیمیایی الیاف ارامید Kelvar تنها در طبقه بندی “خوب” قرار می گرفت. مقاومت کششی الیاف 49 Kelvar بعد از 30 روز قرار گرفتن در دوغاب سیمان در F˚176 (C˚80)، حدود %30 کاهش یافت. البته الیاف آرامید اصلاح شده ای در Dupont تولید شده است که ادعا شده است این الیاف به هنگام قرارگیری در شرایط ذکر شده %100 مقاومت کششی خود را حفظ می کنند.

جدول 1 ویژگیهای شاخص الیاف آرامید

الیاف مقاومتکششی،ksi مدول یانگ،ksi افزایش طول در شکست،%
Dupont Kevlar 29
Dupont Kevlar 49
Teijin Technora
525
525
440
9000
17000
10200
3.6
2.5
4.4

                                                                                      معادل متریک : 1ksi=6.895MPa


ساخت Aramid FRC

ترکیبات سیمانی مسلح به الیاف آرامید را می توان با استفاده از روش های معمول اختلاط و قالب ریزی و یا با استفاده از فرایندهایی شبیه آنچه برای ساخت محصولات سیمان آزبستی به کار می رود، ساخت. از آنجا که الیاف آرامید نسبتاً گرانتر از سایر الیاف پلیمری هستند، عمدتاً در کاربردهای خاصی که تنش ها زیاد است، جایگزین سیمان های آزبستی می شوند. الیاف آرامید همانند سایر الیاف جایگزین آزبست، به هنگام استفاده در فرایند ساخت هات چست، ویژگی های تصفیه ای ضعیفی از خود نشان می دهند. بنابراین در موقع استفاده از روش هات چست، ویژگی های تصفیه ای ضعیفی از خود نشان می دهند. بنابراین در موقع استفاده از روش هات چست، یا روش های مشابه، باید آنها را با الیاف پردازش شده مناسب ثانویه ای به کار برد.

ترکیبات Aramid FRC با به کارگیری روش افشانه- مکش که موسسه تحقیقات ساختمان (BRE) در انگلستان آن را توسعه بخشیده، تولید می شوند. در این روش الیاف قطعه قطعه شده آرامید و دوغاب سیمان بسیار ریزدانه از منبع های جداگانه ای فراهم شده و به طور همزمان بر روی یک سطح صاف پاشیده شدند. در طی عمل پاشیدن، الیاف به طور تصادفی در دوغاب سیمان توزیع شدند. نهایتاً آب اضافه با استفاده از مکنده آب زدا خارج شده و سطح رویی ماله کشی شد. با به کارگیری این روش مقادیر تا 2 درصد حجمی الیاف به دست آمد.

سایر مقالات
طرح مخلوط بتن
طرح مخلوط بتن
برای بتن های رده C12 و پایین تر می توان نسبتهای اختلاط را براساس تجارب قبلی و بدون مطالعه آزمایشگاهی تعیین کرد.
ادامه مطلب
اطلاعات جامع از اسپیسر های پلاستیکی و میان بولت ها
اطلاعات جامع از اسپیسر های پلاستیکی و میان بولت ها

این اسپیسرها مخصوص سطوح افقی و جهت استفاده در کارهای سنگین...

ادامه مطلب
بتن سبک هوادار
بتن سبک هوادار
با توجه به پایان رسیدن عصرانرژی ارزان، حداقل انرژی در ساختمان مصرف گردد و دارای هزینه کمتری نسبت به سایر مصالح رایج باشد که این ایده ها با شناسایی بتن سبک هوادار (foam concrete) تحقق یافت. هم اکنون بتون معمولی غالبا با دانسیته 2400kg/m3 تولید می گردد که با توجه به وزنش مشکلات فراوانی ازجمله اجرای سخت و باخاصیت جذب آب بسیار بالا دائما تاسیسات حرارتی و برودتی ساختمان را در معرض تخریب قرار می دهد و معایب دیگر، خوشبختانه در حال حاضر با افزودن هوا به مخلوط ماسه و سیمان، وزن آن تا اندازه قابل توجهی کاهش می یابد، (400 الی 1800 کیلو گرم بر متر مکعب) و بتن سبک هوادار با خصوصیات بارزی تولید می گردد.
ادامه مطلب
استفاده از کفپوش‌های بتنی ساخته شده با الیاف مصنوعی
استفاده از کفپوش‌های بتنی ساخته شده با الیاف مصنوعی
بتن ساده و معمولی در برابر جمع شدگی پلاستیک و ترک خوردگی به علل گوناگون بسیار آسیپ‌پذیر است. این مشکل در کفپوش‌های بتنی چندین برابر می‌شود، چرا که کفپوش نسبت به جاهای دیگر، در معرض فرسایش و ضربه‌های بیشتری قرار دارد. این مشکلات ما را بر آن داشته تا تدابیری برای کفپوش‌ها بیندیشیم تا بتوانیم دوام و عمر آن‌ها را افزایش بدهیم.استفاده از الیاف در بتن و مواد بتنی به عنوان یک افزودنی، قدمتی تاریخی دارد و به زمان روم و مصر باستان بازمی‌گردد. آن‌ها از موی اسب به عنوان افزودنی در بتن استفاده می‌کردند که بخشی از یکی از سازه‌هایی که رومیان در آن زمان ساخته‌اند، یعنی کُلسیوم (Colosseum) همچنان پا بر جا باقی مانده است. مصریان در آجرهایی که برای ساخت و ساز درست می‌کردند، از کاه استفاده می‌نمودند.
ادامه مطلب