چکیده
استفاده از بتن با وزن مخصوص كمتر از 1850 كیلوگرم بر متر مكعب و مقاومت فشاری بیش از 17 مگاپاسكال (بتن سبك سازه ای) در سازه های بتن مسلح باعث كاهش بار مرده سازه گشته . سبكي وزن كلي ساختمان باعث كم شدن ريسك خرابي ساختمان در اثر امواج زلزله مي شود . در اين مقاله برای رفع ضعف هايي مثل وزن زياد ، مقاومت كششي كم، تردشكنندگي و عدم شكل پذيری از الیاف های مختلف مانند الیاف شیشه، پلی اتیلن و پلی پروپلین با درصدهای 1 و 2 درصد وزن سیمان استفاده شده است .
بدين ترتیب در طرح اختالطها از 10 درصد میكروسیلیس به صورت پودری (خشك) و20 درصد پودر سنگ و فوق روان كننده به میزان متغیر برای كنترل كارايي بتن در هر طرح استفاده شد تا بهترين طرح اختلاط با انجام آزمايش های مختلف چگالي بتن تازه و بتن سخت شده ، مقاومت فشاری ، مقاومت كششي غیر مستقیم در سن 7 و 28 روز بدست آيد . طبق آزمايشهای انجام شده مشخص شد با استفاده از الیاف مي توان بتن سبك با مقاومت فشاری بین 35 تا 40 مگاپاسكال داشت. كه وجود الیاف اثرات چشمگیری بر مقاومت كششي بتن حاوی لیكا و تغییر مود شكست از ترد به نرم دارد اما اين تاثیرها برای همه الیاف ها يكسان نمي باشد.
مقدمه
بتن به عنوان پرمصرف ترين ماده بعد از آب كه در اغلب كشورها جز لاینفک ساخت و ساز محسوب مي شود و همه روزه به منظور استفاده بهینه از اين محصول، با ارائه تكنولوژیهای تازهتر و روشهای جديد، گامهای موثرتری برداشته ميشود، به همین منظور سبك سازی و اجرای درست سازه های بتني كه يكي از راهكارهای مقاوم سازی در برابر زلزله مي باشد در اين برهه زماني مورد توجه قرار گرفته است و در راستای سبك سازی سازه ها، مهندسان با روش های گوناگون از جمله استفاده از سنگدانه های سبك توانستند بتن سبك را تولید كنند.
ساخت اين گونه بتن ها در كشورمان از چند دهه گذشته شروع شد كه از پوكه سنگ های طبیعي نظیر پرلیت و برخي توف ها در ساخت بتن های سبك استفاده شد. با توجه به خواص خوب عايق حرارتي، سبكي، نیاز به ساخت اين نوع بتن بیشتر احساس مي شد. خوشبختانه در سال های اخیر ساخت انواع بتن های سبك توسعه قابل مالحظه ای يافت و مي تواند در آينده نه چندان دور در نقاط مختلف كشورمان فراگیر شود (1). بتن سبك با توجه به ويژگی های خاصي كه دارد دارای كاربردهای مختلف میباشد.ازجمله كاربردهای اين نوع بتن استفاده از آن در ساخت و سازهای بلند مرتبه، پل ها با دهانه های بزرگ، سازه های دريايي، مصالح زيراساس برای روسازی راه، ونیز به عنوان جاذب انرژی در سازه های نظامي مدفون را میتوان نام برد(2).
از آنجايي كه بتن سبك مانند بتن معمولي ترد و شكننده است برای رفع اين مشكل مي توان از الیاف های مختلفي در اين نوع بتن استفاده كرد، تا با ايجاد شرايط يكنواختي، بر خاصیت شكل پذيری بتن بیافزايد و خصوصیات مكانیكي آن را تا حدی بهبود بخشد(3).
امروزه از الیاف فولادی، شیشه ای، پلاستیکی و … به عنوان مواد مسلح كننده برای ايجاد بتن با دوام و پايايي بالا در تونل ها و سازه های زير زمیني استفاده مي شود. قابلیت انعطاف بتن الیافي باعث مي شود كه بتن گسیختگي ناگهاني نداشته باشد. هدف از كاربرد الیاف در بتن افزايش مقاومت کششي، كنترل گسترش ترك ها و افزايش طاقت بتن است تا قطعه بتني بتواند در مقابل بارهای وارده در يك مقطع ترك خورده تغییر شكل های زيادی را پس از نقطه حداكثر تنش تحمل نمايد.
در كشور ما، ايران، نیز به دلیل موقعیت خطرناك از نظر لرزه خیزی و البته وجود منابع فراوان پوكه های معدني و صنعتي تحقیقات بسیاری درباره بتن حاوی سبكدانه ها صورت گرفته است. مستوفي نژاد و فرحبد در تحقیقي در سال 82 خواص مكانیكي بتن سبك حاوی لیكا و پومیس و میكروسیلیس را بررسي كردند و به اين نتیجه رسیدندكه استفاده از 10 % میكروسیلیس در ساخت بتن سبك با هردو نوع سبكدانه هرچند كه سبب بهبود مشخصه های مكانیكي نسبت به بتنهای سبك معمولي شده است ولي اين تاثیر چندان قابل مالحظه نیست؛ به گونه ای كه مقاومت فشاری و مدول االستیسیته بین 5 تا 10 % افزايش يافته است(4).
مصرف بیشتر سیمان منجر به انتشار بیشتر گازهای گلخانه ای ازجمله( 5)،(CO2) آلوده شدن محیط زيست ، ايجاد مشکلات پايداری ابعادی در بتن (6) و غیره می شود. يكي از راه های برطرف كردن اين مشکلات استفاده از مواد پزولان ها در بتن است كه در سال های اخیر مورد توجه پژوهشگران زيادی قرارگرفته است .پوزوالن ها با تركیب آهك هیدراته كه حاصل از واكنشهای هیدراته شدن فازهای اصلي سیمان بوده يا به صورت آزاد در سیمان وجود دارند، موجب تشكیل سیلیكات كلسیم هیدراته میشوند كه برخالف آهك هیدراته كه قابل انحالل در آب است و ممكن است موجب تخريب بتن شود، ماده های پايدار بوده و موجب بهبود خواص مكانیكي و شیمیايي خمیر سیمان می گردد(7,8) در اين پژوهش به دنبال تركیب مناسبي از پودر سنگ، میكروسیلیس، الیاف شیشه و الیاف پلیمری با كمك روشهای آماری داريم كه خصوصیات بتن سبك پايه را بهبود ببخشد .
نتیجه گیری
به طور كلي در اين تحقیق سعي شده در ضمن مقايسه سه نوع الیاف شیشه ، پلي پروپیلن و پلي اتیلن باهم و تأثیر درصدهای مختلف آن ، بتن معمولي را با بتن مصلح با الیاف مقايسه كند . به اين ترتیب به اين نتیجه رسیديم كه يكي از مهم ترين مزایای بتن مصلح الیافي نسبت به بتن تازه اين است كه يكي از ضعف های بتن نسبت به فولاد در سازه ها كه ترد و شكنندگي آن است را با نوع و درصد مناسب در طرح اختلاط پوشش مي دهد و رفتار بتن را تا حدودی نزديك به فولاد مي كند .
1 -افزودن الیاف های مورد استفاده در اين مقاله سبب كاهش مقاومت فشاری نسبت به طرح پايه(طرح بدون الیاف) شده است .
2 -اضافه كردن الیاف با درصد های 1 و 2 باعث بالا رفتن مقاومت كششي شد و اثر قابل توجهي در جلوگیری از ، از هم گسیختگي يكباره و رفتار ترد نمونه دارد.
3 -بیشترين تاثیر را الیاف پلي اتیلن در بین الیاف استفاده شده ديگر در ساخت نمونه ها دارد .
بیشتر بخوانید:
تاثیر الیاف پلی پروپیلن بر خواص مکانیکی بتن
بتن اصلاح شده با پلیمر
