نوشته شده در دیدگاه‌تان را بنویسید

بررسی آزمایشگاهی اثر الیاف شیشه، پلی اتیلن و پلی پروپلین بر بتن سبک سازه ای با مقاومت بالا

چکیده

استفاده از بتن با وزن مخصوص کمتر از ۱۸۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب و مقاومت فشاری بیش از ۱۷ مگاپاسکال (بتن سبک سازه ای) در سازه های بتن مسلح باعث کاهش بار مرده سازه گشته . سبکی وزن کلی ساختمان باعث کم شدن ریسک خرابی ساختمان در اثر امواج زلزله می شود . در این مقاله برای رفع ضعف هایی مثل وزن زیاد ، مقاومت کششی کم، تردشکنندگی و عدم شکل پذیری از الیاف های مختلف مانند الیاف شیشه، پلی اتیلن و پلی پروپلین با درصدهای ۱ و ۲ درصد وزن سیمان استفاده شده است .

بدین ترتیب در طرح اختالطها از ۱۰ درصد میکروسیلیس به صورت پودری (خشک) و۲۰ درصد پودر سنگ و فوق روان کننده به میزان متغیر برای کنترل کارایی بتن در هر طرح استفاده شد تا بهترین طرح اختلاط با انجام آزمایش های مختلف چگالی بتن تازه و بتن سخت شده ، مقاومت فشاری ، مقاومت کششی غیر مستقیم در سن ۷ و ۲۸ روز بدست آید . طبق آزمایشهای انجام شده مشخص شد با استفاده از الیاف می توان بتن سبک با مقاومت فشاری بین ۳۵ تا ۴۰ مگاپاسکال داشت. که وجود الیاف اثرات چشمگیری بر مقاومت کششی بتن حاوی لیکا و تغییر مود شکست از ترد به نرم دارد اما این تاثیرها برای همه الیاف ها یکسان نمی باشد.

مقدمه

بتن به عنوان پرمصرف ترین ماده بعد از آب که در اغلب کشورها جز لاینفک ساخت و ساز محسوب می شود و همه روزه به منظور استفاده بهینه از این محصول، با ارائه تکنولوژیهای تازهتر و روشهای جدید، گامهای موثرتری برداشته میشود، به همین منظور سبک سازی و اجرای درست سازه های بتنی که یکی از راهکارهای مقاوم سازی در برابر زلزله می باشد در این برهه زمانی مورد توجه قرار گرفته است و در راستای سبک سازی سازه ها، مهندسان با روش های گوناگون از جمله استفاده از سنگدانه های سبک توانستند بتن سبک را تولید کنند.
ساخت این گونه بتن ها در کشورمان از چند دهه گذشته شروع شد که از پوکه سنگ های طبیعی نظیر پرلیت و برخی توف ها در ساخت بتن های سبک استفاده شد. با توجه به خواص خوب عایق حرارتی، سبکی، نیاز به ساخت این نوع بتن بیشتر احساس می شد. خوشبختانه در سال های اخیر ساخت انواع بتن های سبک توسعه قابل مالحظه ای یافت و می تواند در آینده نه چندان دور در نقاط مختلف کشورمان فراگیر شود (۱). بتن سبک با توجه به ویژگی های خاصی که دارد دارای کاربردهای مختلف میباشد.ازجمله کاربردهای این نوع بتن استفاده از آن در ساخت و سازهای بلند مرتبه، پل ها با دهانه های بزرگ، سازه های دریایی، مصالح زیراساس برای روسازی راه، ونیز به عنوان جاذب انرژی در سازه های نظامی مدفون را میتوان نام برد(۲).
از آنجایی که بتن سبک مانند بتن معمولی ترد و شکننده است برای رفع این مشکل می توان از الیاف های مختلفی در این نوع بتن استفاده کرد، تا با ایجاد شرایط یکنواختی، بر خاصیت شکل پذیری بتن بیافزاید و خصوصیات مکانیکی آن را تا حدی بهبود بخشد(۳).
امروزه از الیاف فولادی، شیشه ای، پلاستیکی و … به عنوان مواد مسلح کننده برای ایجاد بتن با دوام و پایایی بالا در تونل ها و سازه های زیر زمینی استفاده می شود. قابلیت انعطاف بتن الیافی باعث می شود که بتن گسیختگی ناگهانی نداشته باشد. هدف از کاربرد الیاف در بتن افزایش مقاومت کششی، کنترل گسترش ترک ها و افزایش طاقت بتن است تا قطعه بتنی بتواند در مقابل بارهای وارده در یک مقطع ترک خورده تغییر شکل های زیادی را پس از نقطه حداکثر تنش تحمل نماید.
در کشور ما، ایران، نیز به دلیل موقعیت خطرناک از نظر لرزه خیزی و البته وجود منابع فراوان پوکه های معدنی و صنعتی تحقیقات بسیاری درباره بتن حاوی سبکدانه ها صورت گرفته است. مستوفی نژاد و فرحبد در تحقیقی در سال ۸۲ خواص مکانیکی بتن سبک حاوی لیکا و پومیس و میکروسیلیس را بررسی کردند و به این نتیجه رسیدندکه استفاده از ۱۰ % میکروسیلیس در ساخت بتن سبک با هردو نوع سبکدانه هرچند که سبب بهبود مشخصه های مکانیکی نسبت به بتنهای سبک معمولی شده است ولی این تاثیر چندان قابل مالحظه نیست؛ به گونه ای که مقاومت فشاری و مدول االستیسیته بین ۵ تا ۱۰ % افزایش یافته است(۴).
مصرف بیشتر سیمان منجر به انتشار بیشتر گازهای گلخانه ای ازجمله( ۵)،(CO2) آلوده شدن محیط زیست ، ایجاد مشکلات پایداری ابعادی در بتن (۶) و غیره می شود. یکی از راه های برطرف کردن این مشکلات استفاده از مواد پزولان ها در بتن است که در سال های اخیر مورد توجه پژوهشگران زیادی قرارگرفته است .پوزوالن ها با ترکیب آهک هیدراته که حاصل از واکنشهای هیدراته شدن فازهای اصلی سیمان بوده یا به صورت آزاد در سیمان وجود دارند، موجب تشکیل سیلیکات کلسیم هیدراته میشوند که برخالف آهک هیدراته که قابل انحالل در آب است و ممکن است موجب تخریب بتن شود، ماده های پایدار بوده و موجب بهبود خواص مکانیکی و شیمیایی خمیر سیمان می گردد(۷,۸) در این پژوهش به دنبال ترکیب مناسبی از پودر سنگ، میکروسیلیس، الیاف شیشه و الیاف پلیمری با کمک روشهای آماری داریم که خصوصیات بتن سبک پایه را بهبود ببخشد .

نتیجه گیری

به طور کلی در این تحقیق سعی شده در ضمن مقایسه سه نوع الیاف شیشه ، پلی پروپیلن و پلی اتیلن باهم و تأثیر درصدهای مختلف آن ، بتن معمولی را با بتن مصلح با الیاف مقایسه کند . به این ترتیب به این نتیجه رسیدیم که یکی از مهم ترین مزایای بتن مصلح الیافی نسبت به بتن تازه این است که یکی از ضعف های بتن نسبت به فولاد در سازه ها که ترد و شکنندگی آن است را با نوع و درصد مناسب در طرح اختلاط پوشش می دهد و رفتار بتن را تا حدودی نزدیک به فولاد می کند .
۱ -افزودن الیاف های مورد استفاده در این مقاله سبب کاهش مقاومت فشاری نسبت به طرح پایه(طرح بدون الیاف) شده است .
۲ -اضافه کردن الیاف با درصد های ۱ و ۲ باعث بالا رفتن مقاومت کششی شد و اثر قابل توجهی در جلوگیری از ، از هم گسیختگی یکباره و رفتار ترد نمونه دارد.
۳ -بیشترین تاثیر را الیاف پلی اتیلن در بین الیاف استفاده شده دیگر در ساخت نمونه ها دارد .

بیشتر بخوانید:
تاثیر الیاف پلی پروپیلن بر خواص مکانیکی بتن
بتن اصلاح شده با پلیمر

دانلود مقاله

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *