الیاف بتنی کورتا
الیاف بتنی کورتا
الیاف بتنی کورتا این روز ها بسیار رواج پیدا کرده است و میتوان گفت که بتن با الیاف بتنی کورتا جایگزین مناسبی برای فولاد درون بتن است.در این مقاله از سری مقالات شهر نوین عمران و معماری قصد داریم تا در ذهن شما این ماده ی ارزشمند( الیاف بتنی کورتا ) که در دسته ی علم نوین در حیطه ی بتن است را جای بیندازیم.
دلایل جایگزینی الیاف بتنی کورتا به جای آرماتور:
- الیاف بتنی کورتا دارای عملکرد مسلح کننده سه بعدی می باشد.
- الیاف بتنی کورتا خطا های اجرایی را از بین می برد.
- الیاف بتنی کورتا مقطع یکپارچه و با مقاومت بیشتری ایجاد می کند.
- الیاف بتنی کورتا جذب انرژی بیشتری دارد.
- الیاف بتنی کورتا دارای خواص کنترل جمع شدگی و ترک بیشتری می باشد.
- الیاف بتنی کورتا روش مصرف ایمن تر و خاصیت مسلح کنندگی بیشتری دارد.
- الیاف بتنی کورتا خطرات استفاده و جابه جایی و نصب آرماتور را برای نیروی انسانی ندارد.
- الیاف بتنی کورتا باعث صرفه جویی در زمان ساخت می شود.
- الیاف بتنی کورتا هزینه های ساخت را تا % ۵۰ کاهش می دهد
این بتن جدید باعث کاهش CO2 و از نوع دوستدار محیط زیست Environment Friendly می باشد.همینطور میتوان گفت بتن با الیاف کورتا امکان اصلاح با مواد نانوئی و ضد آتش Flame retardant را دارا می باشد و علاوه بر آن این الیاف امکان داشتن پوشش های دیگر نانوئی را بر مبنای نیاز دارا می باشد.
یک حسن فوقالعاده ی دیگر این نوع الیاف توانای کنترل کامل ترک ها را به دلیل ژئو متری و مدول الاستیسیته بالا میباشد که د کنار این ویژگی ویژگی دیگری مثل مقاومت سایشی بالا و بدون خورنده بودن این نوع الیاف موجب تمایز این ماده نسیت به سایر الیاف ها میباشد.
ویژگی‌ها‌ی بتن مسلح شده با الیاف بتنی کورتا :
- افزایش مقاومت در برابر سایش و تورق
- افزایش مقاومت در برابر تنش‌های خستگی
- افزایش مقاومت در برابر تنش‌های حرارتی
- افزایش مقاومت در برابر ضربه
- افزایش مقاومت بتن در مقابل نیروی زلزله و بارهای زنده و لرزه‌ای
- افزایش مقاومت بتن در مقابل تنش‌های ناشی از چروک خوردگی بتن
- افزایش مقاومت کششی و برشی و خمشی بتن
- افزایش پایداری بتن در اثر آتش، شوک حرارتی و انفجار
- افزایش مقاومت الکتریکی
- افزایش مقاومت در برابر ذوب و انجماد
- دارای مدول الاستیسیته بالا
- جمع شدگی مقید
- اقزایش مقاومت در برابر قلوه‌کن شدن
- عملکرد سه بعدی الیاف در بتن در مقایسه با عملکرد دو بعدی آرماتور
- قابلیت باربری پس از ایجاد ترک احتمالی در بتن
- قابلیت انعطاف پذیری بتن مقاوم در مقابل خوردگی و زنگ زدگی
- بالا بردن ظرفیت کرنش بتن
- پایداری و جذب انرژی بالای خمشی در طولانی مدت کنترل ترک‌های ثانویه و ترک‌های حرارتی بتن
- کاهش میزان جمع شدگی بتن تازه و سخت شده
- کاهش نفوذ یون کلر و کنترل خوردگی بتن
- پیشگیری از ایجاد ترک در بتن
- افزایش میزان انرژی پذیری
در مواردی که احتمال قرارگیری بتن در معرض آتش وجود دارد، از الیاف ماکرو و میکرو به منظور کاهش احتمال ترکیدن بتن به صورت انفجاری استفاده میشود. با افزودن الیاف ماکرو و میکرو پلی پروپیلن به بتن، به میزان حدود ۲ کیلوگرم بر متر مکعب، میتوان خطر ترکیدن انفجاری در بتن‌های پر مقاومت را کاهش داد.
در بتن‌های پر مقاومت حاوی الیاف پلی پروپیلن کورتا به دلیل ذوب الیاف در دمای حدود ۱۶۰ الی ۱۷۰ درجه سانتی گراد، فشار بخار داخل منافذ کاهش یافته و در نتیجه احتمال ترکیدن بتن به صورت انفجاری کمتر میشود.
روش عملکرد الیاف کورتا در بتن :
الیاف کورتا یکی از انواع الیاف‌های ماکروسینتتیک است که متشکل از الیاف مرکب پلیمری سازه‌ای و غیر سازه‌ای به شکل تک رشته‌ای متشکل از ریز رشته‌های به هم چسبیده از جنس کوپلیمر و الیاف شبکه‌ای مش ماکرو و میکرو از جنس پلی الفین و پلی پروپیلن اصلاح شده نانوئی هستند.
بخش شبکه‌ای مانع ایجاد و گسترش ترک‌های سطحی و ترک‌های اولیه در بتن میشود.بخش رشته‌های در هم تابیده شده پس از باز شدن در ساختار بتن هم در جلوگیری از ترک‌های اولیه و هم ترک‌های ثانویه و بتن سخت شده نقش خود را ایفا می‌کند.بخش میکرو و مدول و مقاومت بالا باعث کنترل شرینکیج سطحی و داخلی بتن میشود.در صورت اضافه کردن فوق روان کننده، الیاف باید قبل از فوق روان کننده اضافه شود.
دلایل استفاده از الیاف کورتا به جای آرماتور :
الیاف بتنی کورتا در محل کارخانه ساخت بتن و یا در محل اجرای پروژه و در داخل تراک میکسر می‌تواند، افزوده شود، پیشنهاد میشود پس از اضافه کردن الباف بتنی کورتا بین ۵ تا ۱۰ دقیقه اختلاط ادامه یابد و بعد از آن پمپاژ انجام شود.
الیاف بتنی کورتا در بسته‌های توزین شده آماده (بر اساس سفارش مشتری) به مخلوط بتن اضافه می‌شوند، لذا نیازی به اضافه کردن تجهیزاتی جهت توزین مناسب الیاف کورتا نیست.
امکان تولید الیاف بتنی کورتا با پوشش مواد نانوئی تخصصی هیدروفیلیک و هیدروفوبیک (آب گریز و آب دوست) بر مبنای نیاز نهایی وجود دارد.
طرح توجیهی اقتصادی جایگزینی الیاف بتنی کورتا به جای آرماتور‌های حرارتی
با جایگزینی الیاف بتنی کورتا به جای آرماتور حرارتی حداقل ۴۰ تا ۵۵ درصد در هر متر مربع صرفه جویی در هزینه ها خواهیم داشت. همچنین با حذف آرماتور بندی سرعت و سهولت اجرا بیشتر میشود به نحوی که در محل بتن ریزی تردد و جا به جایی تراک میکسر به راحتی قابل انجام است. همچنین با استفاده از الیاف بتنی کورتا به دلیل افزایش کیفیت خواص مکانیکی بتن، دوام و طول عمر بتن افزایش می‌یابد که تمامی این موارد باید در مقایسه هزینه‌ها در نظر گرفته شود.
عملکرد سه بعدی الیاف بتنی کورتا در بتن :
استفاده از میلگرد در بتن به دلیل جبران ضعف آن در کشش است. اما در موارد متعددی جهت نیرو‌های کششی به طور دقیق معلوم نیست، پس به منظور ایجاد شرایط همگن و کاهش ضعف شکنندگی و تردی بتن تا حد ممکن، از الیاف استفاده میشود. الیاف بتنی کورتا در بتن باعث افزایش مقاومت خمشی به صورت سه بعدی میشود و کلیه نقاط تحت جمع شدگی و مستعد ترک خوردگی را پوشش می‌دهد.
یکی از ویژگی های این الباف بتنی کورتا مقاومت بالا در برابر سیکل های مختلف سرما میباشد.تمامی بتن‌هایی که در معرض سیکل‌های شدید سرما و گرما هستند، در مدت زمان کوتاهی دچار ترک می‌شوند. این ترک‌ها به مرور زمان در داخل بتن افزایش می‌یابند و شکاف‌های عمیقی در آن ایجاد می‌کنند. با به کارگیری الیاف بتنی کورتا، ترک‌ها به حداقل می‌رسند و در صورت ایجاد ترک اجازه افزایش به آن داده نمی‌شود و یکپارچگی بتن را حفظ خواهد شد.
با توجه به ایجاد کرنش داخلی در بتن در دما‌های شدید گرمایی و سرمایی، پیشنهاد میشود که جدا از استفاده از الیاف بتنی کورتا که تاثیر به سزایی در اصلاح بتن دارد، از افزودنی‌های دیگر بتن و عیار بتن بالای ۴۵۰ استفاده شود.
نتیجه ی الیاف بتنی کورتا
امروزه با توسعه علم و ساخت و ساز های موجود و همچنین با توجه به نیاز روز افزون صنعت ساختمان سازی و صنایع وابسته به عمران به بهینه سازی و مطالعات مهندسی برای کاهش هزینه و مقاومت های بیشتر بتن نیاز به تحقیق و مطالعه بیشتر در حوزه فناوری های نوین در تکنولوژی بتن بیشتر احساس می شود.لذا در تحقیقی تأثیر وجود الیاف های متفاوت از نوع پلی آمید بر روی بعضی از مشخصات بتن از قبیل کارایی بتن و مقاومت خمشی آن بررسی می شود. برای آزمایش مقاومت خمشی از ۳۰ نمونه، سه نوع الیاف کورتا، نانو کامپوزیت و آرامید و در ۳ درصد متفاوت شامل ۱%، ۱٫۵% و ۲% استفاده شده است.نتایج عددی آزمایش اسلامپ نشان می دهد که با استفاده از الیاف بتنی کورتا اسلامپ نمونه را برابر با ۷٫۵ سانتیمتر نشان می دهد که برای دو الیاف دیگر آرامید و نانوکامپوزیت به ترتیب برابر ۷٫۸ و ۷٫۶ سانتیمتر می باشد و همچنین برای بتن ساده اسلامپ آن ۸ سانتیمتر است. با استفاده از نتایج عددی آزمایش مقاومت خمشی نیز مشاهده می سازد که با افزایش مقدار الیاف بتنی کورتا موجود در بتن مقاومت خمشی بتن، افزایش می یابد و همچنین در ۲% وزنی الیاف، الیاف بتنی کورتا میانگین مقاومت خمشی بیشتری در حدود ۱۵۲% نسبت به نمونه شاهد بیشتر بوده و در حدود ۱٫۵% و ۱٫۸% مقاومت خمشی بالاتری نسبت به الیاف های آرامید و نانوکامپوزیت را دارا می باشد.
