بتن مسلح به الیاف کربنی

نویسنده : کلینیک بتن ایران
تاریخ ثبت : 2018/07/10

تاریخچه

الیاف کربنی که ابتدائاً به دلیل خصوصیت مقاومت بالا و قابلیت هایی در زمینه صنعت هوا فضا گسترش یافت، تاثیرات خود را به عنوان تقویت کننده در سات بتن های الیافی نشان داده است. در مقایسه با انواع دیگر الیاف، الیاف کربنی به طور قطع گرانتر هستند. به همین دلیل کاربرد تجاری آن محدود شده است. با این حال تحقیقات بیشتر آزمایشگاهی به منظور مشخص نمودن خصوصیات فیزیکی بتن مسلح به الیاف کربنی CER انجام شده است.

الیاف کربنی

الیاف کربنی دارای سختی بالا و مقاومت کششی بالا بوده و در برابر بیشتر مواد شیمیایی بی اثرند. الیاف کربنی از طریق ترکیب مواد آلی مناسب با زغال در دماهای بالا به شکل رشته ای تولید می شوند و سپس بلورهای گرافیت حاصله (کربن طبیعی که نرم و سیاه و براق است)با استفاده از روش کشیدن به حالت داغ، همراستا می شوند. این الیاف یا ب شکل الیاف نوع 1 ( مدول بالا( و یا نوع 2 )مقاومت بالا( تولید می شوند و خصوصیات فیزیکی آنها وابسته به منبع مصالح و میزان کشیدگی در حالت داغ است.

الیاف کربنی به شکل های مختلفی در دسترس هستند و ساختار رشته مانندی شبیه به آزبست ها دارند. برخی خصوصیات عمومی الیاف کربنی نوع 1 و 2 در جدول 1 داده شده اند.

الیاف کربنی متداول نوع 1 و 2 اساساً گرانتر از بسیاری از انواع دیگر الیاف از قبیل شیشه و فولاد هستند. البته ثابت شده است که الیاکربنی که از نفت خام و قیر زغال سنگ ساخته شده اند، خیلی کم هزینه تر از الیاف کربنی متداول ساخته شده از مواد آلی )معمولاً الیاف آکریلیک)می باشند. اما الیاف کربنی متداول نوع 1 و 2 ،  20 تا 40 برابر قوی ترند و مدول الاستیسیته ای تا 100 برابر بزرگتر از الیاف کربنی با پایه قیری دارند.

جدول 1 ویژگیهای شاخص الیاف کربنی

الیاف مقاومت کششی، ksi مدول یانگ، ksi افزایش طول در شکست، %
کربن نوع 1 (مدول بالا)
کربن نوع 1 (مقاومت بالا)
260
380
55100
33400
0.5 ~
1.0 ~

                                                                               معادل متریک : 1ksi=6.895MPa

الیاف کربنی عموماً به صورت تارهایی )رشته هایی( تولید می شوند که ممکن است حاوی 12000 رشته منفرد باشد. تارهای الیاف کربنی به منظور سهولت رسوخ در ماتریس سیمان و تاثیر گذاری بیشتر، معمولاً قبل از مخلوط شدن در داخل CFRC، از هم باز می شوند. براون و هافورد آزمایش هایی بر روی الیاف کربنی انجام داده اند. در این آزمایش الیاف کربنی پیش از آنکه در مخلوط جای بگیرند، با رزین پلی وینیل استات PVA آغشته شدند. رزین PVA موجب پیوستگی تک رشته های نفرد با یکدیگر می شد  به طوری که دیگر احتیاجی به نفوذ ماتریس سیمان نبود. براون و هافورد با به کارگیری این روش به موفقیت های اندکی دست یافتند.


بتن مسلح به الیاف کربنی


سایر مقالات
خصوصیات انواع فوق روان کننده های بتن چیست
خصوصیات انواع فوق روان کننده های بتن چیست

روان کننده ها و فوق روان کننده های بتن دارای انواع مختلفی است. هر کدام از این فوق روان کننده ها دارای کاربردهای مختلفی است از جمله تولید میکروسیلیسون بتن و به منظور افزایش کارایی بتن استفاده می شود. افزودنی های بتن همچنین دارای مزایای فراوانی در استفاده از فوق روان کننده های بتن می باشد .

ادامه مطلب
بتن ریزی در مناطق دارای آب و هوای گرم یا سرد
بتن ریزی در مناطق دارای آب و هوای گرم یا سرد
بتن‌ریزی در مناطقِ دارای آب و هوای گرم دارای خطرها و ریسک‌های مختلف است. هم چنین بایستی اقدامات خاصی در در هنگام بتن‌ریزی در مناطق گرم صورت بگیرد. بدون کیورینگ و مراقبت مناسبت، بتن ممکن است که مقاومتش را از دست بدهد و دچار شکستگی و یا جمع شدگی بشود. همچنین ممکن است سرعت گیرش بتن بالا برود، که این موضوع هم در نهایت مشکلات زیادی برای آن ایجاد خواهد کرد.
ادامه مطلب
عمر مفید خدمت دهی بتن و تاثیر آسیب ها
عمر مفید خدمت دهی بتن و تاثیر آسیب ها
از نظر مهندسی کاربردی ، ضروری است که عمر مفید خدمت دهی  را به گونه ای مناسب تعریف کنیم . در مورد تعریف عمر مفید خدمت دهی ، توانایی وجود ندارد
ادامه مطلب
کاربرد های بتن الیافی
کاربرد های بتن الیافی

در مورد دال هاى روى بستر، نمونه هایی که خوب بررسی شده باشند اندک هستند. اما در جاهایی که دال بتنی مسلح به الیاف فولادی تحت تاثیر عبور و مرور اتوبوس های سنگین قرار دارد، مشخص شده است که این نوع دال، با ضخامتی در محدود 60 تا 75 درصد دال هاى غیرمسلح، عملکردی مشابه آن ها دارند با استفاده از این نوع بتن، پوشش باند فرودگاه ها را میتوان به نحو قابل ملاحظه اى (20 تا 60 درصد) نازکتر از پوشش های بتنی غیر مسلح مشابه اجرا کرد. خستگی خمشی عامل مهمی است که بر عملکرد کفسازى اثر می گذارد، اطلاعات موجود نشان می دهد که الیاف، مقاومت بتن را در برابر خستگی به نحو قابل ملاحظه ای افزایش می دهند.
ادامه مطلب