کاربرد فیبر در بتن در دهه اخیر محبوبیت بسیار زیادی یافته است. این رویکرد بنا بر تلاش در جهت بازاریابی وسیع به وسیله سازندگان و توزیع کنندگان فیبر و آخرین قابلیت های دسترسی به این تکنولوژی، مستقل از داده های آزمایشگاهی رخ داده است. نه تنها مهندسی مواد و علم مواد کاربرد فیبر در بتن را پیشنهاد می کنند بلکه تولیدکنندگان و متخصصان موفقیت بتن مسلح فیبردار را گواهی می دهند. شهرت این بتن در این است که فیبر ها ترک های ناشی از جمع شدگی را کاهش می دهند گرچه کاربرد بتن مسلح با تار می تواند در تاریخ تا ساختار رومی کلسئوم ردیابی شود گرچه به نظر می رسد چندین سال برای گسترش این شیوه لازم است.
فیبرها به طور کلی می توانند در دو دسته طبقه بندی گردند: فولادی و ترکیبی .
تارهای فولادی در کاربردهای ویژه استفاده می شوند ومعمولا در دالهای بتنی معمولی و پیاده رو ها یا سطوح تخت کاربرد ندارند. تارهای فولادی هنگامی به بتن اضافه می شوند که یک مقاومت فشردۀ بالا مورد نیاز است. کاربرد تارهای فولادی در محیط های صنعتی به آسانی قابل توجیح است. تارهای فولادی همانند یک تار ترکیبی به کاهش ترکهای ناشی از انقباض نیزکمک می کنند گرچه کاربرد تارهای فولادی برای محافظت در مقابل ترکهای ناشی از انقباض به تنهایی مرسوم نمی باشد. تارهای فولادی در انواع شکلها و اندازه های مختلف یافت می شوند. متداول ترین شکل آنها 5/1 تا 2 اینچ تنوع با یک شکل دندانه دار و قطر تقریبی تا 2 میلیمتر است. میزان کاربرد برای هر یارد مکعب از 50 تا 200 پوند متغییر است.
تارهای ترکیبی از پلی پروپیلین، نایلون و یا فایبرگلاس تشکیل می شوند. تارهای پلی پروپیلین یا پلاستیک سبک وزن هستند و تمایل به شناور شدن دارند یعنی آنها می توانند در سطح یک دال جمع شوند. تارهای نایلونی نیز سبک وزن هستند اما نسبت به پلی پروپیلین سنگین ترند و ممکن است بعضی اوقات به عنوان پرداخت مطلوب تر باشند. با گسترش کاربرد تارهای نایلونی و پروپیلینی تولیدات فایبرگلاس کمتر شده و کاربرد آن روبه کاهش است.
در نگاه اول تشخیص نوع تارهای ترکیبی از یکدیگر دشوار می باشد. تارهای ترکیبی همانند تارهای فولادی در اشکال و اندازه های متنوع تولید می شوند. آنها به وسیلۀ خصیصه هایی همانند عیار، تعداد تار(کمیت فردی تارها در واحد مساحت) و قدرت کششی( تحمل تنش) از یکدیگر متمایز می شوند.
بیشتر تولیدکنندگان بتن و مشتریان آنها اولویت هایی بر طبق کاربرد نوع محصول فیبری دارند. متداولترین تارها در دال ها، جاده ها و پیاده رو ها، طولی به اندازۀ 1 اینچ ± 5اینچ دارند و به میزان نیم پوند تا سه پوند به ازای هریارد مکعب بتن به کاربرده می شوند.
بتن تازه مخلوط شده در طی فرایندهای شیمیایی متنوع ایجاد می شود. در طی دگرگونی از یک ماده خمیری (پلاستیکی) به یک ماده سخت، دگرگونی های شیمیایی در خلال گرمای تولید شده از بتن اتفاق می افتد. گرچه این گرما برای کسب مقاومت اولیه در بتن ضروری است می تواند همانند دشمن برای بتن عمل کند یعنی باعث انبساط شود. همچنان که بتن در حال سخت شدن است به یک حرارت اوج می رسد. از نقطه حرارت اوج، بتن به آرامی شروع به سردشدن می کند و بدین ترتیب منقبض یا جمع می شود. این تغییر حجم می تواند در بتن ایجاد تنش کند که ممکن است منجر به ترکهای ناشی از گرما شود.
تارها در پل ها در عرض منطقه های تحت فشار در یک شبکه به هم پیوسته قرار می گیرند. ترکهای ناشی از جمع شدگی پلاستیک متفاوت از ترکهای ناشی از گرما هستندکه بیشتر به میزان رطوبت بستگی دارند تا گرمای درونی. قبل از اینکه بتن به حالت سختی درونی برسد شرایط آب و هوا ممکن است سطح بتن را خشک کنند. گرچه داخل بتن به صورت پلاستیک باقی می ماند سطح ممکن است به طور کامل آب خود را از دست بدهد. از دست دادن رطوبت بیش از حد در سطح باعث ایجاد لایه زود رس و انقباض می شود. شباهت بین ترکهای ناشی از حرارت و ترکها ناشی از انقباض پلاستیکی این است که هردو به وسیله یک تغییر حجم در توده بتن ایجاد می شوند و تفاوت ها در علت تغییر حجم است.
تقویت با فیبر ، دربسیاری از نمونه ها نباید به عنوان یک تقویت فولادی متناوب مد نظر قرار گیرد. این نوع تقویت به عنوان جز تحسین آمیزی که می تواند به طور شاخص پدیدۀ ترکهای ناشی از جمع شدگی پلاستیک را کاهش دهد و ممکن است کمک به کاهش اثرات ترکهای ناشی از گرما کند ، شناخته شده است.
ترکهای سطحی در بتن فرصتی برای نفوذآب و تهاجم شیمیایی ایجاد می کنند. بیشتر اشکال حمله های فیزیکی و شیمیایی می تواند توسط هجوم از طریق ترکهای سطح و تأثیرات کلی پایدار در عمر بتن روی دهد. به علاوه ترکهای سطحی از نظر زیبایی شناسی خوشایند نیستند. کاربرد تارهای تقویت شده در بتن یک رویکرد اقتصادی با کاهش ترکهای ناشی از جمع شدگی و کاهش شدت ترکهای ناشی از حرارت وافزایش پایداری کلی در بتن است.
بتن عبور دهنده نور
بتن عبور دهنده نور امروزه به عنوان یک متریال ساختمانی جدید با قابلیت استفاده بالا مطرح است. این متریال ترکیبی از فیبر های نوری و ذرات بتن است و می تواند به عنوان بلوک ها و یا پانل های پیش ساخته ساختمانی مورد استفاده قرار گیرد. فیبر ها بخاطر اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و ترکیبی از یک متریال دانه بندی شده را تشکیل می دهند. به این ترتیب نتیجه کار صرفا ترکیب دو متریال شیشه و بتن نیست، بلکه یک متریال جدید سوم که از لحاظ ساختار درونی و همچنین سطوح بیرونی کامل همگن است، به دست می آید.
فیبر های شیشه باعث نفوذ نور به داخل بلوک ها می شوند. جالب تریت حالت این پدیده نمایش سایه ها در وجه مقابل ضلع نور خورده است. همچنین رنگ نوری که از پشت این بتن دیده می شود ثابت است به عنوان مثال اگر نور سبز به پشت بلوک بتابد در جلوی آن سایه ها سبز دیده می شوند. هزاران فیبر شیشهای نوری به صورت موازی کنار هم بین دو وجه اصلی بلوک بتنی قرار می گیرند. نسبت فیبر ها بسیار کم و حدود 4 درصد کل میزان بلوک ها است. علاوه بر این فیبر ها بخاطر اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و تبدیل به یک جزء ساختاری می شوند بنابر این سطح بیرونی بتن همگن و یکنواخت باقی می ماند. در تئوری، ساختار یک دیوار ساخته شده با بتن عبور دهنده نور، می تواند تا چند متر ضخامت داشته باشد زیرا فیبر ها تا 20متر بدون از دست دادن نور عمل می کنند و در دیواری با این ضخامت باز هم عبور نور وجود دارد.
تعداد صفحات:40
فرمت: ورد و با قابلیت ویرایش
دانلود تحقیق روشهای پیشرفته ساخت بتن تقویت شده فیبری
