بتن الیافی

موضوع : بتن الیافی

توضیح : این فایل به صورت ورد و آماده چاپ می باشد

1-1 مقدمه :
همان طور که می دانیم گسیختگی مواد که به وسیله سیمان تهیه شده ومی شکنند به علت ترد بودن ان می باشد همان طور که قبلا" توضیح داده شد تقویت بتن توسط الیاف کوتاه به صورت تصادفی ونا منظم می شد وباعث تثبیت ترکها واستحکام کششی بتن می شود.
در دهه ۱۹۵۰برای اولین بار در کشور شو روی وبعد درکشور امریکادر سال۱۹۶۰ تحقیقاتی انجام شده در صورت استفاده از الیاف فولادی در ماتریس شکننده، تمرکز تنش در محل ترکهای بوجود آمده کاهش می‌یابد.
بتن الیافی که به نام های زیر در جهان موجود است آرماتورها که معروف به آرماتورهای با الیاف پلاستیکی (FRP) هستند از الیاف مختلفی چون الیاف شیشه ای (GFRP) الیاف آرامیدی (Afrp) والیاف کربنی (CFRP) در یک رزین چسباننده تشکیل شده انددر دنیا معروف است.
این مواد یکی از پر مصرف ترین مواد در مناطق سرد نظیر شمال آمریکا و کانادا و بعضی کشورهای اروپایی است که همراه با ان از سنگدانه های هوا ساز نیز استفاده میشودکاربرد صفحات با الیاف کربنی برای این تقویت بیشتر رایج گشته و در چندین پل در ژاپن و در بعضی کشورهای اروپایی از آن استفاده شده است.
به خصوص در ژاپن که به علت مقاومت در بتن الیافی در برابر خوردگی در پل و دیوار های نما از این بتن الیافی خیلی استفاده می کنند. همچنین امروزه علم نانو نیز به کمک بتن الیافی وصنعت ساختمان امده وامروزه استفاده از انواع پلیمر و الیاف در بتن به وسیله علم نانو رونق گرفته است که تاریخ این علم بر میگردد به دوره ۷۰ معرفی شده اند که از فناوری sol-gel جهت انتشار (Disperse ) دادن ذرات نانو کانی درون ماتریس پلیمر استفاده شده است. یکی از شرکت های که در این علم پیشتاز است شرکت تویوتا ژاپن می باشد تکنولوژی نانو فلز آرتوناید که اخیرا الیاف تجاری نانو آلومینا را تولید کرده است یکی دیگر از موفقیت کشورهای پیشرفته می باشد که امروزه در این علم به دست امده امروزه بسیاری از دانشگاه دنیا سعی در اس تفاده از این دانش درصنعت ساختمان می باشد یکی دیگر از اختراعات در ژاپن جلوگیری از یخ زدگی بتن الیافی به وسیله علم نانو می باشد.
1-2-تاریخچه
از هزاران سال پیش و باز هم امروز،نیمی از جمعیت کره زمین برای احداث بناهای مورد نیاز خود از مخلوط خاک و آب استفاده می کنند.گل خشک شده ،چینه کشی و کاهگل از مخلوط خاک محتوی رس و خاک به دست می آیند.خاک رس چسبندگی مخلوط را تامین می کند.
این مصالح را می توان نیاکان بتن امروزی و روش های ساخت و پرداخت آن دانست. این مصالح ابتدا به صورت قطعات منظم از پیش ساخته شده مورد استفاده قرار گرفتند و سپس به صورت درجا در قالبهای تهیه شده به این منظور ریخته شده اند و شکل مطلوب و مورد نظر را به خود گرفتند.
در سال 1756،یک انگلیسی به نام اسمیتم ، با استفاده از آهک آبی ( که در زیر آب سفت می شود) و اختلاط آن با خاکستر های آتش فشانی ( که اولین بار در ناحیه پوز ل در دامنه کوه وزوو یافت شده و به آن پوزلان نام داده اند) ، مخلوطی به دست آورد که مانند سنگ ناحیه پرتلند سخت بود.
در سال 1817یک فرانسوی به نام ویکا ، از طریقی علمی ، اصول شیمیایی سیمان ها را مطالعه کرد و قواعدی برای تهیه آن مشخص نمود.این ابداعات علمی نشان داد که از اختلاط سیمان، سنگدانه ها ( شن و ماسه) و آب ماده ای یه دست می آید که قابل ریختن در قالب است ، سخت می شود و یه صورت یک سنگ واقعی مصنوعی در می آید. این مخلوط سفت شده بتن نام گرفت.کاربرد بتن مدتی محدود بود ، زیرا هرچند مقاومت فشاری قابل ملاحظه ای داشت ولی مقاومت کششی آن ده تا بیست بار کمتر از مقاومت فشاری و در نتیجه شکننده بود.در سال 1892 ، در فرانسه اولین پلهای بتن مسلح توسط هنبیک یاخته شد، که یکی شهر پرپینیان به دهانه 15 متر و دومی در شهر شاتل رو به دهانه 50 متر بود. چند سال بعد، د رسال 1900 میلادی ، همین شخص اولین ساختمان چند اشکوبه بتن مسلح را در کوچه دانتن در شهر پاریس احداث کرد.
2-1 مقدمه
بتن الیافی در حقیقت نوعی کامپوزیت است که با به کارگیری الیاف تقویت¬کننده داخل مخلوط بتن، مقاومت کششی و فشاری آن، فوق‌العاده افزایش می¬یابد. این ترکیب کامپوزیتی، یکپارچگی و پیوستگی 7 مناسبی داشته و امکان استفاده از بتن به عنوان یک مادة شکل¬پذیر جهت تولید سطوح مقاوم پرانحنا را فراهم می¬آورد. بتن الیافی از قابلیت جذب انرژی بالایی نیز برخوردار است و تحت اثر بارهای ضربه¬ای به راحتی از هم پاشیده نمی¬شود. شاهد تاریخی این فناوری، کاربرد کاهگل در بنای ساختمان است. در واقع بتن الیافی نوع پیشرفتة این تکنولوژی می‌باشد که الیاف طبیعی و مصنوعی جدید، جانشین کاه و سیمان جانشین گل به کار رفته در ترکیب کاهگل شده‌اند.
امروزه با استفاده از انواع الیاف شیشه، پلی‌پروپیلن، فولاد و بعضاً کربن، تولید انواع بتن¬های کامپوزیتی در کاربردهای مختلف صنعتی ممکن گردیده و به‌کارگیری آنها درکشورهای پیشرفتة دنیا مورد قبول بخش ساختمان و عمران واقع شده است.  بتن الیافی خواص مناسبی همچون شکل‌پذیری بالا، مقاومت فوق‌العاده، قابلیت جذب انرژی و پایداری در برابر   ترک خوردن را دارا می¬باشد که متناسب با آنها می¬توان موارد کاربرد فراوانی برای آن یافت. به طور مثال در ساخت کف سالن‌های صنعتی، می¬توان از این نوع بتن به جای بتن آرماتوری متداول سود جست این نوع بتن از بهترین مصالح مورد استفاده در ساخت بناهای مقاوم‌به‌ضربه، همچون سازه پناهگاه¬ها و انبارهای نگهداری مواد منفجره به شمار می¬رود و بنای شکل گرفته از بتن، قابلیت فوق¬العاده¬ای در جذب انرژی ضربه دارد. همچنین در ساخت باند فرودگاه¬ها به خوبی می¬توان از این نوع بتن کمک گرفت. موارد دیگری از به کارگیری این بتن، ساخت قطعات پیش ساخته ساختمانی همچون پانل-های سایبان و یا پاشش بتن روی سطوح انحنا‌دار همچون تونل¬ها می¬باشد. به‌کارگیری این بتن در بنای یک سازه علاوه بر موارد یاد شده از مزایایی همچون عایق بودن سازه در برابر صدا و سرعت بالای اجرا نیز برخوردار است. اما از آنجا که نحوه قرار گرفتن الیاف داخل بتن کاملاً تصادفی می¬باشد، از این بتن معمولاً نمی¬توان به نحو مطلوبی در ساخت تیرها و ستون‌ها بهره گرفت و در این نوع سازه¬ها استفاده از روش سنتی و شبکه¬بندی فولادی به‌صرفه¬تر و مناسبتر می¬باشد. لازم است به این نکته توجه شود که ناکارآمدی یک تکنولوژی جدید در نقاط ضعف خود نباید مانع نادیده گرفتن کاربردهای مناسب آن در نقاط قوت آن و عدم توجه به آن گردد.تاکنون مشخص شده است که انواع الیاف ها می توانند ظرفیت کرنش مقاومت دربرابر ضربه میزان جذب انرژی مقاومت سایشی و مقاومت کششی بتن را افزایش دهند. بطور کلی برای کاربرد در سازه الیاف فولادی می تواند نقش مکملی برای میلگرد داشته باشد. الیاف فولادی با پخش ترکها مقابله می کنند ومقاومت بتن را در برابر خستگی ضربه جمع شدگی و تنشهای حرارتی 9 افزایش داده و بتن در همه مدهای شکست روی خواص مکانیکی بتن تاثیر مثبت می گذارد.از اهم متغیرهایی که بر خواص بتن با الیاف فولادی اثر می گذراند میتوان به خواص ماتریس بتن بازدهی الیاف و مقدار الیاف اشاره کرد.تکنولوژی بتن پرمقاومت توسعه ای جدید در صنعت ساخت سازه های بتنی محسوب می شود. در بتن سخت شده مقاومت و دوام دو عامل اصلی بوده وهر چه مقاومت فشاری بتن بیشتر می شود بتن تردتر شده ودر نتیجه مقاومت کششی آن به نسبت افزایش مقاومت فشاری افزایش نمی یابد و نیز از تحمل کرنش پایین تر برخوردار است. بدین دلیل نیاز به استفاده از الیاف در بتن پرمقاومت کاملا مشهود است .جهت افزایش مقاومت کششی و جلوگیری از گسترش ترک و بویژه افزایش نرمی از الیاف در بتن استفاده می شود. مقدار افزایش با تغییر این مقاومت ها بستگی به مقاومت بتن بدون الیاف شکل الیاف ودرصد الیاف دارد.
فهرست مطالب
عنوان                                                                                                                      صفحه
فصل اول:  مقدمه و تاریخچه از بتن و نحوه تشکیل
1-1 مقدمه :    1
1-2-تاریخچه    2
فصل دوم: مقدمه و تاریخچه الیاف در بتن
2-1 مقدمه    4
2-2-تاریخچه    7
فصل سوم: مقدمه و تاریخچه الیاف فولاد و طرز اختلاط و کاربرد آن
3-1 مقدمه    7
3-2 تكنولوژي هاي بتن اليافي  استفاده و کاربرد بتن اليافي در ايران     9
3-3 مقدمه    14
3-4- خواص بتون مسلح به الیاف فولادی     17
3-5- انواع الياف و الياف فولادي    18
3-6- ویژگی ها و کاربرد بتن الیافی     19
3-7- نقش الياف در بتن    21
3-8- استفاده و كاربرد بتن اليافي در ايران    23
فصل چهارم: نحوه اجرایی در ایران
4-1- باند فرودگاه ـ راهسازی    25
 4-2-  روسازی جاده ها و بزرگراه ها     25
4-3 پل ها     25
4-4-  بتون پرتابي     26
4-5- لوله های بتونی     26
4 – 6- کف سالن صنعتی     27
4-7- مقاومت پیچشی     27
 4-8-  مقاومت ترک خوردگی    28
4-9-  پوسیدگی و زنگ زدگی الیاف فولادی     28