رفتن به محتوای اصلی
گروه مهندسی امین بنابن 

 بیش از یک دهه تجربه با در اختیار داشتن تجربیات حاصل از ارائه خدمات مشاوره در کنار تجربیات پیمانکاری هم اکنون با بهره گیری از پرسنل فنی کارآمد و مسلط به دانش فنی روز، ماشین آلات و تجهیزات کامل کارگاهی و با بهره گیری از آزمایشگاه مجهز ژئوتکنیک و مقاومت مصالح آمادگی ارائه خدمات در زمینه های مختلف ژئوتکنیک، ساختمان وغیره دارد.

موقعیت مکانی

آدرس : تهران ،خیابان ظفر ، خیابان فرید افشار ، خیابان بابک شرقی ، پلاک 23 ، طبقه اول ، واحد 3

تلفن ثابت : 02126401293 - 02126420558 - 02126421343
تلفن همراه : 09121889396 - 09123369668
Aminbanaboncollection@Gmail.Com
Aminbanabon@Gmail.Com
Aminbanabon@yahoo.Com
09121889396 / 09123369668 Aminbanabon@gmail.com / Aminbanabon@yahoo.com/ aminbanaboncollection@gmail.com

1- مقدمه

در حال حاضر، افزایش روزافزون هزینه‌های تعمیر و جایگزینی سازه‌ها، ناشی از خرابی مصالح، بخش عمده‌ای از بودجه عمرانی را به خود اختصاص داده است. بطور تقریبی در کشورهای صنعتی بیش از 40 درصد بودجه عمرانی در قسمت تعمیر و نگهداری سازه‌های موجود و کمتر از 60 درصد در احداث سازه‌های جدید بکار گرفته می‌شود. این امر سبب شده است که مهندسین موضوع دوام را هنگام طراحی در اولویت قرار دهند و از مصالح و تکنولوژی‌های جدید در راستای جبران نقاط ضعف احتمالی سازه استفاده کنند.

    ایجاد ترک و خرابی‌های ناشی از پایین بودن مقاومت کششی در بتن نیز از مواردی است که خسارات مالی زیادی را سبب می‌شود. الیاف‌ها از جمله مصالحی هستند که در ترکیب با بتن، می‌توانند دوام بتن را بالا برده و ضعفِ کششی آن را بهبود بخشند. بتن‌های الیافی به دلیل مقاومت در برابر تغییرات دما، در نمای ساختمان‌ها کاربرد ویژه‌ای دارند.

شكل 1  نمای هتل ماریوت واقع در سانفرانسیسکو، 2500 پانل GFRC با مساحت 3000 مترمربع

2- انواع الیاف

“کاه” مشهورترین الیافی است که به علت ارزانی و قابل دسترس بودن، در آجرهای خشتی در مناطق روستایی، کاربرد داشته است. استفاده از “کاه” و “موی دم اسب” در سازه‌های کهن، حکایت از قدمت این تکنولوژی دارد. امروزه الیاف‌های گوناگونی از جمله الیاف فولادی، الیاف شیشه، الیاف پلی‌پروپیلن و … مورد استفاده قرار می‌گیرند.

2-1- الیاف شیشه

الیاف شیشه نخستین بار همراه با سیمان به کار رفته و با عنوان “سیمان مسلح به الیاف شیشه‌ای GRC” نامیده شد. الیاف شیشه به‌صورت E-Glass، A-Glass، Z-Glass و S-Glass تقسیم‌بندی می‌شود. S-Glass مقاومت بالاتری دارد و در تحقیقات فضایی کاربرد دارد. الیاف E-Glass از جنس بوروسیلیکات با نام تجاری پیرکس و الیاف A-Glass از جنس کربنات سدیم-آهک-سیلیس، به دلیل داشتن سیلیس فراوان در محیط‌های قلیایی ناپایدارند و برای مدت طولانی مناسب نیستند. با افزودن اکسید زیرکونیوم (Zro2)، مقاومت این نوع الیاف در محیط‌های قلیایی به شدت بالا می‌رود و نسل جدیدی از الیاف شیشه با نام AR-Glass بوجود می‌آید که در واقع آخرین نسل الیاف شیشه نیز به شمار می‌رود.

    این الیاف مقاومت خمشی، کششی و فشاری مناسبی دارد، در برابر شرایط محیطی مخرب پایایی و مقاومت خوبی از خود نشان می‌دهد. توانایی تولید اشکال گوناگون، شکل‌پذیری بسیار آسان و مقاومت در برابر ضربه خوبی را داراست. از مزایای دیگر آن می‌توان به کم بودن وزن و غیرقابل احتراق بودن آن اشاره کرد.

شكل 2  الیاف شیشه

– الیاف فولادی

یکی از مهم‌ترین نقش‌های الیاف فولادی در بتن افزایش مقاومت کششی بتن بوسیله کاهش ایجاد ریزترک‌های حاصله از بارگذاری خارجی است. الیاف فولادی جذب انرژی بسیار بالایی دارد و از همین رو در بتن مسلح استفاده می‌شود. زنگ زدن فولاد در بتن از جمله معایب این الیاف است.

شكل 3  الیاف فولادی

2-3- الیاف پلی پروپیلن

پلی پروپیلن از ترک‌خوردگی و جمع‌شدگی بتن خصوصا در سنین اولیه آن جلوگیری می‌کند. شکل‌پذیری بسیار زیادی دارد و هرگز خرد نمی‌شود. پلی‌پروپیلن آب‌گریز است و هنگام استفاده از آن هرگز نباید جهت افزایش روانی بتن، به افزودن آب روی آورد. این الیاف مقاومت کششی بالایی دارد اما در محیط‌های قلیایی مقاوم نیست.

شكل 4  الیاف پلی‌پروپیلن

2-4- الیاف کربن

استحکام بالایی دارد و در برابر خوردگی مقاومت خوبی از خود نشان می‌دهد. بلوری است و ضخامتی کمتر از ضخامت موی انسان دارد. از معایب الیاف کربن می‌توان به هادی الکتریکی بودن و قیمت بالای آن اشاره کرد.

شكل 5  الیاف کربن

2-5- الیاف آرامید (کولار)

پایداری حرارتی عالی به دلیل نقطه ذوب بالا دارد. استحکام کششی بالا و وزن کم، مدول بالا، چقرمگی خوب، استفاده از این الیاف را مورد توجه قرار دارده است. الیاف آرامید بسیار گران است و از آن در صنعت ساختمان‌سازی زیاد استفاده نمی‎‌شود. از کاربردهای آن می‌توان به ساخت جلیقه ضدگلوله اشاره کرد.

شكل 6  الیاف آرامید

3- مزایا و معایب استفاده از الیاف

به طور کلی مزایای این نوع بتن در مقایسه با بتن معمولی به شرح زیر است:

  • افزایش مقاومت خمشی، کششی و فشاری
  • افزایش کرنش، شکل‌پذیری و انعطاف‌پذیری
  • پایایی بیشتر و جذب آب کمتر
  • بالا بردن خاصیت جذب انرژی
  • مقاومت در برابر ضربه
  • افزایش مقاومت پیچشی
  • کاهش وزن و مقاومت در برابر عوامل مخرب

از معایب آن نیز می‌توان موارد زیر را برشمرد:

  • کاهش کارایی بتن تازه
  • گلوله شدن و چسبیدن الیاف‌ها به یکدیگر
  • تصادفی بودن آرایش الیاف‌ها در بتن
  • هزینه و قیمت

4- طرح اختلاط بتن الیافی

در بتن‌های الیافی، هم‌چون سایر بتن‌ها، طرح اختلاط نقش مهمی دارد. در حقیقت اجزای سازنده این نوع بتن عبارتند از: سنگ‌دانه‌ها، سیمان، آب، الیاف و افزودنی‌های دیگر. در گذشته رسم بر این بوده است که بتن‌ها را بر اساس نسبت‌های 1. 2. 4 (نسبت وزنی یا حجمی سیمان، ریزدانه، درشت‌دانه) تهیه کنند. اما این طرح اثر عوامل مختلف بر مشخصات بتن را نشان نمی‌دهد. روش دقیق‌تر روشی است که بر اساس تهیه واحد حجم یک بتن متراکم، وزن مواد در مخلوط محاسبه شود.

4-1- سنگ‌دانه‌ها

یک از گام‌های اساسی انتخاب میزان سنگ‌دانه و نسبت درشت‌دانه‌ها به ریزدانه‌هاست. چرا که سنگ‌دانه‌ها حجم زیادی از حجم کل بتن را به خود اختصاص می‌دهند. درشت بودن بیش از اندازه آنها سبب کاهش پیوستگی خمیر سیمان با دانه‌ها می‌شود و در نتیجه مقاومت پایین می‌آید. هم‌چنین ریز بودن بیش از اندازه دانه‌ها نیز سبب افزایش آب  و کاهش مقاومت بتن می‌گردد. در تحقیقات انجام شده اثبات شده است که نسبت درشت‌دانه به ریزدانه از 7/0 کمتر نباید باشد؛ این نسبت در مواردی تا نزدیکی2 هم دیده شده است.

4-2- سیمان

سیمان ماده‌ای چسبنده است که دارای خاصیت گیرش و سخت شدن در اثر واکنش با آب می‌باشد. در ارائه طرح اختلاط معمولا مقدار سیمان بعنوان مبنا قرار می‌گیرد و وزن سایر اجزا بصورت نسبت و درصدی از مقدار سیمان گزارش می‌شود. از این رو انتخاب نوع و مقدار سیمان از اهمیت برخوردارست. امروزه از پودرسنگ به‌جای بخشی از سیمان استفاده می‌شود. پودر سنگ مقاومت را بالا برده و چسبندگی بتن را افزایش می‌دهد؛ هم‌چنین به دلیل ارزان بودن سبب کاهش قیمت و اقتصادی‌تر شدن طرح می‌گردد. نسبت وزنی پودرسنگ به سیمان در حدود 3/0 – 15/0 است.

4-3- نسبت آب به سیمان

مقدار آب بر کارایی بتن موثر است. کاهش نسبت آب به سیمان سبب افزایش مقاومت می‌شود، از این رو تلاش بر این است تا حتی المقدور از کمترین مقدار آب استفاده شود. به طور متوسط نسبت آب به سیمان در بازه‌ی 5/0-35/0 منطقی است. از افزودنی‌هایی چون ماده هواساز و فوق‌روان‌کننده‌ها نیز جهت کاهش مقدار آب می‌توان استفاده کرد.

4-4- الیاف

انتخاب نوع و درصد الیاف مخلوط شده در بتن که در حقیقت وجه تمایز بتن‌های الیافی با سایر بتن‌هاست، اهمیت فوق‌العاده‌ای دارد. همان‌طور که گفته شد الیاف سبب افزایش مقاومت می‌شود، این در حالی‌ست که استفاده بیش‌از اندازه از الیاف، تاثیر معکوسی بر مقاومت دارد. افزودن الیاف شیشه در بازه 3-5/1% وزن سیمان (3/0% حجمی)، الیاف فولاد در حدود 4-2% وزن سیمان (3/0% حجمی) و الیاف پلی‌پروپیلن در حدود 1% وزن سیمان (1/0% حجمی) سبب افزایش مقاومت بتن می‌گردد. از الیاف‌ها در ترکیب با یکدیگر نیز می‌توان استفاده کرد. بهترین ترکیب برای الیاف فولادی و الیاف پلی‌پروپیلن نسبت 3 به 1 است. ترکیب الیاف فولاد و شیشه نیز در افزایش مقاومت، اثر بیشتری نسبت به هر یک از آنها به تنهایی دارد، در نتیجه استفاده ترکیبیِ آن توصیه می‌شود.

4-5- افزودنی‌ها

ماده آب‌بندکننده، میکروسیلیس، روان‌کنند‌ه‌ها و فوق‌روان‌کننده‌ها، ماده جداساز الیاف و … از جمله افزودنی‌هایی هستند که سبب بهینه شدن طرح اختلاط می‌گردند.

    مواد آب‌بند‌کننده یک حالت انقباض در بتن ایجاد می‌کنند و باعث کاهش گسترش ترک و بهسازی مقاومت در قسمت ترک‌ها می‌شوند. از جمله این مواد، پودر bc40، sbf-wr201 و مایع bc39 را می‌توان نام برد.

    میکروسیلیس‌ها سبب تقویت ناحیه تماس الیاف و ماتریس بتن و درنتیجه افزایش شکل‌پذیری می‌شوند. نانوسیلیس یک پوزولان مصنوعی بسیار فعال بوده که در پر کردن تخلخل‌های بسیار ریز خمیر سیمان و افزایش مقاومت و به خصوص دوام بتن موثر است. مقدار میکروسیلیس مصرفی در بتن باید در حدود 10-4% وزن سیمان باشد.

    روان‌کننده‌ها با شهرت کاهنده آب بتن در امر افزودنی‌ها شناخته می‌شوند؛ میزان آب موردنیاز برای اختلاط بتن را تا حد قابل توجه کاهش می‌دهند و باعث افزایش بسیار زیاد مقاومت بتن و صرفه‌جویی در مصرف سیمان می‌گردند. در حقیقت روان‌کننده‌ها مانع آب انداختن بتن هستند. نسبت وزن روان‌کننده مصرفی به سیمان در حدود 75/0% الی 2% منطقی است.

    جهت جلوگیری از پدیده جمع‌شدگی و گلوله شدن الیاف از ماده جداساز در حدود 5/0 تا 2/0% وزن الیاف بایستی استفاده کرد. ماده جداساز با آب ترکیب شده و با آبفشان بر سطح الیاف پاشیده می‌شود و از ایجاد الکتریسیته ساکن در الیاف و گلوله شدن جلوگیری می‌کند.

تماس بگیرید برگشت به بالا