خصوصیات Aramid FRC

نویسنده : کلینیک بتن ایران
تاریخ ثبت : 1397/04/19

آزمایش های وسیع اولیه Aramid FRC در موسسه تحقیقات ساختمان (BRE) انجم شدند. نمونه های آزمایشی به روش افشانه- مکش که در همین موسسه توسعه یافته بود، آماده سازی شدند. نسبت های اختلاط همان طور که ذیلاً آمده است، متغیر بود :

  1. برای نمونه های اتوکلاو، دوغاب از %30 ماسه و %70 سیمان پرتلند تشکیل شده بود. مقدار الیاف آرامید %78/1 حجمی بود.
  2. برای نمونه های آزمایش فشاری عمل آوری شده بدون اتوکلاو، %100 دوغاب از سیمان پرتلند تشکیل شده و مقدار الیاف آرامید %93/1 بود.


نتایج آزمایش های کششی، خمشی و ضربه ای ایزد برای نمونه های آزمایشی در شرایط مختلف عمل آوری در جدول  1 نشان داده شده است.

در آزمایش های کشش، حد تناسب الاستیک PEL بین 530  و 1340psi (3.7  و 9.2Mpa ) ،مقاومت کششی نهایی UTS بین 1365 و 2390psi ( 9.4 و 16.5Mpa) و مدول الاستیسیته کششی بین 2335 و 5380ksi ( 16.1 و 37.1Gpa ) قرار داشت. در آزمایش های خمشی، PEL بین 1395 2990psi ( 9.6 و 20.6Mpa )، مدول گسیختگی Mor بین 3610 و6775psi ( 24.9 و 46.7Mpa )  و مدول الاستیسیته خمشی بین 1535 و 3320ksi ( 10.6 و 22.9Gpa) قرار داشت. بزرگی محدوده نتایج آزمایشی ممکن است به توزیع غیر یکنواخت الیاف آرامید درون مخلوط و مخلوط متفاوت به کار رفته برای نمونه های اتوکلاو نسبت داده شوند.

همان طور که در جدول  1 مشخص شده، شرایط عمل آوری- افزایش سن برای نمونه های آزمایشی متفاوت بود. نتایج آزمایش نمونه های واقع شده در شرایط مختلف عمل آوری- افزایش سن با نتایج انجام شده روی نمونه های کنترلی مقایسه شدند تا از این طریق پایداری مقاومت ترکیبات Aramid FRC در دراز مدت ارزیابی گردد. نمونه های کنترل قبل از آزمایش 28 روز در شرایط عمل آوری مرطوب قرار گرفتند. نتایج آزمایش بیان شده در جدول 1 نشان می دهد که :                                   

 به منظور مطالعه اثرات محیطی پساز دوسال کهنگی،سه محیط مختلف انتخاب شدند. اولین گروه در آبF˚68 یا C˚20 مسن شدند، گروه دوم در هوای F˚68  یاC˚20  مسن شدند و گروه سوم در آب و هوای طبیعی در گارستن انگلستان قرار گرفتند. برای این سه گروه UTS و MOR کاهش نیافت. در شرایط نگهداری نمونه در هوا، کرنش تا لحظه شکست و نیز مقاومت ضربه ای کاهش یافت.
  1. بعد از قرارگیری نمونه ها درآبF˚140  یا C˚60، رفتار مصالح شبیه به نتایج نمونه های قرار گرفته در آب F˚68   یاC˚20 بود.
  2. -پساز 45 روزقرارگرفتننمونهدرهوایF˚300  یاC˚150 ،  PELوUTS کششی، کمی کاهش یافتند.
  3. مقاومتهای کششی،خمشی و ضربه ی برای نمونه های قرار گرفته در اتو کلاوتقریباً 30 درصد کمتر از مقاومتهای نمونه های کنترل بود.

جدولویژگیهای شاخص ترکیبات Aramid FRC

مقاومت ضربه ای
Ft-lb/in2
خصوصیات خمشی خصوصیات کششی شرایط عمل آوری- سن
مدول
الاستیسیته
خمشی ksi
PEL
کرنش
millionths
PEL
کرنش
millionths
MOR
psi
مدول
یانگ
ksi
PEL
کرنش
millionths
PEL
تنش
psi
UTS
کرنش
%
UTS
تنش
psi
1/8
0/7
7/5
2900
3115
3250
819
773
850
2235
2365
2565
6440
6440
6310
4045
5380
4915
318
252
210
1285
1340
1030
53/1
28/1
08/1
2335
2178
1970
28 روز
180 روز
2 سال
آبF˚68
4/8
5/10
2235
2540
853
587
1825
1395
6775
6585
3990
3495
265
167
1050
554
79/1
69/1
2088
2146
180 روز
2 سال
هواF˚68
7/6 3205 768 2275 6315 4105 168 685 40/1 2088 2 سال آب و هوای طبیعی انگلستان
1/8
9/5
2/5
2725
2320
3320
713
785
710
1915
1855
2305
5730
6020
5540
4945
4555
4915
258
230
158
1295
1045
910
24/1
26/1
11/1
2130
2390
1780
7 روز
50 روز
180 روز
آب F˚140
1/7
5/9
1665
2405
1300
964
1985
2990
4990
5455
3335
2335
348
252
1075
530
69/1
91/1
1900
1755
7 روز
45 روز
هواF˚300
5/7 1535 1290 1915 3610 3990 212 805 14/1 1365 16 ساعت در
اتوکلاو F˚180
9/10 1985 883 1740 5280 3930 283 1110 41/1 1940 کنترل

                                                                                      معادل متریک : 1ksi=6.895MPa

شکل 1 رفتار ترکیب در خمش را پس از 2 سال از افزایش سن نمونه در محیط های مختلف نشان می دهد. شکل 2 رفتار ترکیب در خمش را پس از اتوکلاو کردن و پس از گذشت چند هفته از افزایش سن در محیط های مختلف نشان می دهد. نتایج این آزمایش نشان داد که می توان انتظار داشت ترکیبات Aramid FRC بیشتر مقاومت اولیه و انعطاف پذیری خود را پس از مدت طولانی قرار گرفتن در محیط های نامطلوب حفظ کند.


خصوصیات Aramid FRC

تغییرمکانپیچ،in

شکل1 مقاومتکششیپساز 2 سالکهنگی

 خصوصیات Aramid FRC

تغییرمکانپیچ،in

شکل2 مقاومتخمشیپسازاتوکلاووچندهفتهکهنگی

آزمایش های بیشتری در BRE برای ارزیابی مقاومت در برابر آتش و مقاومت خستگی Aramid FRC انجام شده است. نتایج آزمایش های مقاومت در مقابل آتش در حداکثر دمای F˚1688 (C˚920) نشان داده است که ترکیبات Aramid FRC مقاومت کمتری نسبت به ترکیبات SFRC و GFRC داشته اند. آزمایش نمونه ها نشان داد که بیشتر الیاف واقع بر روی سطوحی که در معرض حرارت قرار گرفته بود، تبدیل به زغال شدند. یکپارچگی نمونه آنقدر حفظ شده بود که بتوان پس از آزمایش آن را جابجا کرد. در طی آزمایش گازهای سمی مشاهده نشد. البته باید آزمیش های بیشتر برای تعیین مقاومت در برابر آتش ترکیبات Aramid FRC انجام شود.

به منظور ارزیابی مقاومت خستگی ترکیب Aramid FRC، لازم است بارگذاری خمشی چرخه ای اعمال گردد. نتیجه آزمایش ها نشان داد که ترکیب در برابر خستگی در تنش هایی بسیار بزرگتر از حد تناسب الاستیک (PEL) کاملاً مقاوم بوده است. هیچ گسیختگی در زیر حد تناسب الاستیک (تقریباً psi2175 (Mpa15)) بعد از یک میلیون چرخه بارگذاری ثبت نشد.

به منظور ارزیابی اثرات مختلف مقادیر الیاف روی مقاومت کششی ترکیبات خصوصیات 

، آزمایش های کششی در دانشگاه واترلو و انتاریو انجام شد. مقادیر الیاف بین 0 و 2 درصد حجمی قرار داشت و جهت گیری الیاف در ترکیبات آزمایشی، تک راستا بود. نتایج آزمایش نشان داد که نقطه غیر خطی شدن (BOP) برای مقادیر الیاف بیشتر از %45/1 کاهش یافت. البته UTS، مدول یانگ و طاقت با افزایش مقدار الیاف کاهش یافت.

نتایج موجود نشان می دهند که ترکیبات Aramid FRC خصوصیات مصالحی بسیار مطلوبی از خود نشان می دهند. هر چند که الیاف آرامید در مقایسه با سایر الیافی که در حال حاضر برای تولید ترکیبات FRC به کار می روند گرانترند، اما استفاده وسیع از آنها در کاربردهایی که نیازمند مقاومت، دوام و خصوصیات مقاومتی الیاف آرامید هستند، سبب افزایش تقاضا و در نتیجه کاهش قیمت آنها خواهد شد.

سایر مقالات
کاربرد ها و مزایای کاشی ضد اسید
کاربرد ها و مزایای کاشی ضد اسید
  • مناسب جهت کاربرد در محیط‌هایی که در معرض اسیدها (به استثناء اسید فلوئوریدریک HF) قرار دارند.
ادامه مطلب
بتن مسلح به الیاف سیزال
بتن مسلح به الیاف سیزال
الیاف سیزال از برگ های Agave Sisalana استخراج می شود. این الیاف از حدود یکصد سلول رشته ای منفرد در مقطع عرضی به همراه همی سلولز، لیگنین و پکتین تشکیل شده است.
ادامه مطلب
انواع آب بندهای استخرها و مخازن آب
انواع آب بندهای استخرها و مخازن آب
معرفی انواع آب بند کننده هایی که در ساخت استخرها و مخازن صنعتی به کار می رود
ادامه مطلب
ساختار شیمیایی و نحوه عملکرد افزودنی ها و فوق روان کننده های بتن
ساختار شیمیایی و نحوه عملکرد افزودنی ها و فوق روان کننده های بتن
اکثر  مواد قوام آور بر پایه رشته مولکولی پلیمرهای سنگین هستند که میل ترکیبی زیادی با آب دارند . با برهم کنش گر.ه اصلی از مولکول ها با آب و سطح ریزدانه ها ، مواد قوام یک ساختمان سه بعدی را در فاز مایع مخلوط تشکیل می دهند که لزجت و / یا تنش تسلیم خمیر سیمان را افزایش میدهد . مقاومت این ساختار سه بعدی روی بتن اثر گذاشته که باعث افزایش تنش تسلیم می شود .
ادامه مطلب