• بازدید : 47 views
  • بدون نظر
این فایل در ۳۰صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

تاكنون مشخص شده است كه انواع اليافها مي توانند ظرفيت كرنش مقاومت دربرابر ضربه ميزان جذب انرژي مقاومت سايشي و مقاومت كششي بتن را افزايش دهند. بطور كلي براي كاربرد در سازه الياف فولادي ميتواند نقش مكملي براي ميلگرد داشته باشد. الياف فولادي با پخش تركها مقابله ميكنند ومقاومت بتن را در برابر خستگي ضربه جمع شدگي وتنشهاي حرارتي افزايش داده و بتن در همه مدهاي شكست روي خواص مكانيكي بتن تاثير مثبت ميگذارد.از اهم متغيرهايي كه بر خواص بتن با الياف فولادي اثر ميگذراند ميتوان به خواص ماتريس بتن بازدهي الياف و مقدار الياف اشاره كرد.تكنولوژي بتن پرمقاومت توسعه اي جديد در صنعت ساخت سازه هاي بتني محسوب ميشود. در بتن سخت شده مقاومت و دوام دو عامل اصلي بوده وهر چه مقاومت فشاري بتن بیشتر مي شود بتن تردتر شده ودر نتيجه مقاومت كششي آن به نسبت افزايش مقاومت فشاري افزايش نمي يابد و نيز از تحمل كرنش پايينتر برخوردار است. بدين دليل نياز به استفاده از الياف در بتن پرمقاومت كاملا مشهود است .جهت افزايش مقاومت كششي و جلوگيري از گسترش ترك و بويژه افزايش نرمي از الياف در بتن استفاده ميشود. مقدار افزايش با تغيير اين مقاومت ها بستگي به مقاومت بتن بدون الياف شكل الياف ودرصد الياف دارد. 
بتن پرمقاومت شامل الياف فولادي، تركيبي است از سيمان، مصالح سنگي، آب، فوق روان كننده، دوده سيليس وهمچنين درصدي از الياف فولادي كه بطور درهم و كاملا اتفاقي ودر جهات مختلف در مخلوط پراكنده شده است. وجود الياف فولادي مشخصات مکانيکی بتن را نسبت به حالت بهبود ميبخشد. بتن پرمقاومت يك ماده ترد وشكننده است در حاليكه افزودن الياف فولادي به بتن پرمقاومت سبب بهبود رفتار ترد بتن وتغييرمد شكست آن ميگردد. مزاياي بتن اليافي در مقايسه با بتن بدون الياف را مي توان بطور خلاصه بشرح ذيل بيان داشت:
۱٫ مقاومت در مقابل تورق وسايش
۲٫ مقاومت در مقابل تنش هاي خستگي
۳٫ مقاومت عالي در مقابل ضربه 
۴٫ قابليت كششي وظرفيت زياد تغيير شكل نسبي
۵٫ قابليت باربري بعد از ترك خوردگي
۶٫ افزايش در ميزان جذب انرژي
قابليت انعطافي كه بتن اليافي دارد همانند خواص مواد پلاستيكي باعث مي شود كه بتن اليافي گسيختگي ناگهاني نداشته باشد. از آنجا كه الياف فولادي در جسم بتن در همه جهات پراكنده مي شود در صورت تشكيل يك ترك در جهات مختلف الياف اتصالاتي را بوجود آورده و از گسترش ترك جلوگيري مي نمايد. بنابراين رشته هاي الياف بطور فعال در محدود كردن عرض ترك وارد عمل شده و با تشكيل ريز تركهاي زياد قابليت بهره برداري بتن را افزايش مي دهند. 
انواع الياف و الياف فولادي
انواع اليافي كه در بتن استفاده مي شود و در اشكال و اندازه هاي مختلفي توليد مي شود عبارتند از الياف شيشه اي ، الياف پلاستيكي و الياف فولادي . پارامتر مناسب كه يك رشته از الياف را تعريف مي كند نسبت ظاهري مي باشد كه نسبت طول الياف به قطر معادل الياف است. مقدار نسبت هاي ظاهري (l/d) معمولاٌ بين ۳۰ تا ۱۰۰ است . در اين تحقيق الياف فولادي با نسبت(l/d) برابر ۸۰ و ۱۰۰ استفاده گرديد. 
مكانيزم عملكرد الياف در بتن
بطور كلي براي كاربرد در سازه الياف فولادي مي توانند نقش مكملي براي ميلگرد داشته باشند.الياف فولادي با پخش تركها مقابله مي كنند و مقاومت بتن را در برابر خستگي ضربه جمع شدگي وتنشهاي حرارتي افزايش مي دهند.
الياف فولادي مي توانند در همه مدهاي شكست روي خواص مكانيكي بتن تاثير بگذارند(۱،۲،۳)
مكانيزم تقويت را مي توان بصورت زير توجيه كرد:
تنشها بوسيله برش محيطي ودر صورتيكه رويه الياف آجدار باشد بوسيله مقاومت چسبندگي (درون سطحي) از ماتريس به الياف منتقل مي شود. بنابراين مادامي كه ماتريس بتن ترك نخورده است،تنش كششي بين الياف و ماتريس تقسيم مي شود. پس از ايجاد ترك، همه تنش به الياف انتقال مي يابد. 
مهمترين متغيرهايي كه بر خواص بتن با الياف فولادي اثر مي گذارند عبارتند از:خواص ماتريس بتن ، بازدهي الياف ومقدار الياف .بازدهي الياف بوسيله مقاومت الياف در برابر بيرون كشيده شدن از مخلوط كنترل مي شود اين مقاومت به چسبندگي بين الياف و ماتريس بستگي دارد .براي الياف با مقطع ثابت اين مقاومت با افزايش طول ،افزايش مي يابد .بنابراين هر قدر طول بيشتر باشد اثر آنها در بهبود خواص ماتريس بيشتر خواهد بود چون مقاومت در برابر بيرون كشيده شدن متناسب با سطح مقطع دو جسم مي باشد .
معمولا الياف با سطح مقطع گرد و قطر كوچك بيشتر از الياف با سطح مقطع گرد و قطر بزرگتر بازدهی دارند. اين امر به اين خاطر است كه الياف دسته اول سطح بيشتری در واحد حجم دارا مي باشند بنابراين هر چه سطح تماس الياف بيشتر باشد (و يا به عبارت ديگر قطر آنها كوچكتر باشد) بازده چسبندگي آنها بيشتر خواهد بود بنابراين روشن مي شود كه نسبت طول به قطر الياف بايد به اندازه اي بزرگ باشد كه در هنگام شكست ماتريس ، الياف به حداكثر مقاومت كشش خود نزديك باشند، با این وجود در عمل اين كار معمولا ممكن نيست .
بسياري از محققين نشان داده اند (۷) در صورتيكه از روشهاي عادي اختلاط استفاده شود الياف با نسبت طول به قطر بيشتر از۱۰۰ باعث كم شدن كارآيي بتن به مقدار قابل ملاحظه اي مي شوند و يا بطور نا همگون در بتن توزيع مي گردند .
بتن از سه عنصر اصلى شن و ماسه و سيمان تشكيل شده است كه در آن شن و ماسه توسط سيمان به يكديگر چسبانده مي شوند.اين ماده ساختماني داراى مزايا و معايبی است كه كاربرد ان را در مواردى لازم ومفيد و در موارد ديگر غير ممكن يا مضر می سازد. از جمله معايب بتن:مقاومت كششی بسيار ناچيز آن می باشد كه اين رفتار ترد و شكننده موجب شكست ناگهانی و فروريختن سازه های بتنی در هنگام زلزله می گردد. < بتن از سه عنصر اصلى شن و ماسه و سيمان تشكيل شده است كه در آن شن و ماسه توسط سيمان به يكديگر چسبانده مي شوند.اين ماده ساختماني داراى مزايا و معايبی است كه كاربرد ان را در مواردى لازم ومفيد و در موارد ديگر غير ممكن يا مضر می سازد. از جمله معايب بتن:مقاومت كششی بسيار ناچيز آن می باشد كه اين رفتار ترد و شكننده موجب شكست ناگهانی و فروريختن سازه های بتنی در هنگام زلزله می گردد. مشکل ترد بودن بتن را مى توان با مسلح كردن آن توسط آرماتور هاى فولادى در جهت نيروهای كششى برطرف نمود. اما در موارد متعددی جهت اين نيرو های كششی به طور دقيق معلوم نمی باشد.از طرفى در بتن تازه به دليل جمع شدگی ابعاد بتن تغييرپيدا كرده و ترك هايی به وجود مي آيند كه نتايج اين ترك ها در بتن سبب افزايش نفوذپذيرى، از بين رفتن سطح بتن، خوردگی آرماتورها و كاهش خواص مكانيكی مي باشد. يكی از راه حل های مناسب براى مقابله با این مشکلات استفاده از مقادير كم الياف به منظور كنترل رشد ترك وافزايش مقاومت كششى بتن می باشد. كاربرد الياف بطورفراگير از اوايل سال۱۹۶۰در كشور هاى صنعتی پيشرفته آغاز شده ودر طی اين ۴ دهه جنس و شكل الياف و نحوه ساخت بتن اليافی بهبود يافته و كاربرد ان نيز فزونی يافته است.شاهد تاريخی اين فناورى كاربرد كاهگل در ساختمان ها می باشد.در واقع بتن اليافي نوع پيشرفته اين تكنولوژی مي باشد كه الياف طبيعي و مصنوعى جديد،جانشين كاه و سيمان جانشين گل به كار رفته در كاهگل شده است.الیاف به کار رفته در بتن به جنس های مختلفی نظیر شیشه ، فولاد، کربن، پلی پروپیلن، کولار و غیره تولید می شوند که در این میان الیاف فولادی دارای مزایایی نسبت به سایر انواع می باشد که از جمله این موارد :۱- دارای مدول الاستيسيته و کرنش شکست بالابوده که با توجه به قابليت شکل گيری مناسب و مقاومت کششی بالا از مناسبترين و اقتصادی ترين نوع الياف به حساب می آید ۲- بالاترين افزايش را در مقاومت و شکل پذيری بتن ايجاد می کنند ۳- به اشکال ظاهری گوناگون جهت بهبود رفتار بتن قابل ساخت هستند۴ – اختلاط آنها با ديگر مواد بتن بسهولت انجام پذير است
متن موجود نتايج ارزيابی رفتار الياف به منظور كنترل ترك هاى ناشى از جمع شدگى در بتن استاندارد و خودتراکم می باشد. اگر بتن از جمع شدن بازداشته شود ، تنشهای کششی ایجاد شده در آن باعث ترک خوردگی مقطع می شوند. در بتن استاندارد با نسبت آب به سيمان بالاتر از ۴۵% جمع شدگى ناشى از خشك شدن به عنوان مهمترين دليل ايجاد ترك در سنين اوليه توصيف شده است .در بتن خود تراكم در سنين اوليه به دليل چسبندگی بالاى مواد ريز موجود, جمع شدگی و خزش بيشترى نسبت به بتن استاندارد مشاهده مى شود ولی در مرحله سخت شدن تاخيرى در شروع جمع شدگی بتن خود تراكم به وجود می آیدكه به دليل پايين بودن سرعت تبخير از سطح خارجي اعضاء بتنى می باشد. جمع شدگى ناشى از خشك شدن از همان ابتدا يعنى زمان هاى اوليه بتن ريزى و حتی قبل از افزایش ظرفيت مكانيكى بتن آغاز مى شودكه بستگی به:خواص بتن (طرح اختلاط، طريقه ى بتن ريزى و روش هاي عمل آورى) شكل و چگونگي اعضاء بتنى و شرايط محيطى (دما، رطوبت مربوطه، سرعت باد) دارد. چون جمع شدگى به دليل كمبود آب درون بتن به سطح اعضاء تحميل مى شود,كرنش در اين قسمت از اعضاء ايجادشده و ترك هائى با منشاء drying shrinkage از نواحى سطحی كه در تماس با محيط هستند آغاز مى شود,در نتيجه اعضاء با سطح خارجى بالا(مانند دال ها و پانل هاى پيش ساخته) در تماس با يك محيط مهاجم بيشترين آسيب را در اثر به وجود آمدن ترك ها مي بينند و اين امر با عبور هوا از روى نمونه هاى تازه تشديد مى يابد اما از نتايج آزمايش ها مشاهده مي شود كه با استفاده از مقادير مناسب الياف جمع شدگى و به تبع آن ترک ها به ميزان قابل توجهی كاهش مى يابند. براى كنترل ترك هاى بتن تحت اثر جمع شدگی دو روش متفاوت پيشنهاد می شود:۱-اندازه گيرى كاهش جمع شدگى با توجه به حدود آب از دست رفته از سطح در معرض هوا(بدون پوشش)اعضاء۲-توسط اتصال اجزا بتن كه مي تواند رشد ترك ها را كنترل کرده و از انتشار خرابى در اعضا در سنين اوليه جلوگيری کند.اولين روش بررسى نحوه ى عمل آورى بتن و آب نگهدارى و يا افزودني هاى تقليل دهنده ى جمع شدگى بوده كه هدف اين روش كاهش تنش كششي روی بتن است. دومين روش استفاده از افزودنی ها و اليافى هستند كه با بتن تازه تركيب مى شوند و ظرفيت مكانيكى مخلوط را در سنين كم تعيين كرده در نتيجه از رشد و انتشار ترك ها جلو گيرى مى كنند به اين معنا كه با حضور الیاف تعداد بيشتری ترک ايجاد شده و اين امر باعث انتقال تنشهای کششی از ميان ترکها و کاهش تمرکز تنش می شود. حركت ترك ها در هر دو نوع بتن استاندارد و خود تراكم جهت مشخصى نداشته و عمود بر هم از طرفى به طرف ديگر عبور مي كنند ولی در کل می توان۳ حالت فشاری و کششی و برشی را برای حرکت ترک ها در نظر گرفت: 

عتیقه زیرخاکی گنج