دانلود مقاله مقایسه الیاف فولادی با الیاف مصنوعی در مخلوط شاتکریت با فرمت ورد ودر 20 صفحه قابل ویرایش

قسمتی از متن مقاله

چکیده:

همانطور که می دانیم شاتکریت عبارت است از ملات یا بتنی که با فشار هوا و سرعت زیاد به سطح کار پاشیده می شود یا به عبارت دیگر بتن بدون قالب بندی میباشد. مزیت استفاده از شاتکریت در پروژه های فراوانی در سر تا سر دنیا به اثبات رسیده است. زمانی که پیشرفته ترین تکنولوژی ها مورد استفاده قرار می گیرد کارایی الیاف بطور کلی برابر یا بهتر از سیستم سنتی مش فولادی است. در این پروژه مزایای استفاده از الیاف در شاتکریت در مقایسه با مش فولادی بیان شده. همچنین در نوع الیاف قابل استفاده در شاتکریت(الیاف فولادی و الیاف مصنوعی) مورد مقایسه قرار گرفته . در نهایت این پروژه پاسخی به این سوال خواهد بود که چگونه الیاف با کارایی بالای پلی پروپیلن(HPP ) که به تازگی استفاده از ان ها رایج شده را با الیاف فولادی مورد مقایسه قرار دهیم . همچنین نتایج ازمایشات انجام شده ارائه گردیده است.

1

.مقدمه

استفاده از الیاف به منظور تقویت بتن، از اوایل دهه 1960 میلاده شروع شده است. در ابتدا از الیاف فولادی مستقیم جهت تقویت ماتریس استفاده شد که این امر موجب افزایش قابل توجهی در شکل پذیری و نیز طاقت شکست گردید. یکی از مشکلات عمده در استفاده از الیاف در ابتدای کار مسئله تجمع و گلوله شدن الیاف و کاهش کارایی بتن، در مقادیر بالای استفاده بود که این مشکلات با اصلاحاتی که در طرح مخلوط ، ابداع الیاف با چسبندگی مکانیکی بیشتر (الیاف قلابدار)و در نتیجه امکان کاهش مقدار الیاف مورد نیاز و هم چنین گسترش استفاده از روان کننده ها و فوق روان کننده ها در بتن، تا حد زیادی حل شد.

و اما سر اغاز استفاده از الیاف پلیمری در سال 1965 بوده است. از این الیاف که معمولا پلی پروپلین می باشند به علت

پایین بودن مدول الاستیسته عمدتا برای کنترل ترکهای بتن (ترکهای نشست و جمع شدگی پلاستیک) که در ساعات اولیه بوجود می ایند استفاده می شود.

2. چه نوع الیافی را برای ساخت شاتکریت الیافی بکار گیریم

الیاف مختلفی از جمله الیاف فولادی ، شیشه ای ، نایلونی ، پلی پروپلین، کربنی و...را می توان جهت ساخت بتن الیافی بکار برد ولی باید توجه داشت که جهت بکار بردن هر کدام از انها نیاز به این می باشد که تعیین کنیم کدام نوع از الیاف ترکیب بهینه تری با توجه به مشخصات فراورده و کاربری بنا به ما می دهد . برای این مهم ابتدا باید با مشخصات فیزیکی و مکانیکی الیاف اشنا باشیم ، تا با توجه به این مشخصات بتوانیم از انها در ماتریسهای سیمانی بهره کافی را ببریم . در شاتکریت از دو دسته الیاف فولادی و مصنوعی استفاده می شود. گروهی از الیاف مصنوعی مانند شیشه ، استیل و کربن مدول بالاتری از بتن دارند و دسته از مثل نایلون و پلی پروپیلن دارای مدول کمتری از بتن می باشند. که دسته دوم در سیستم شاتکریت مورد نظر می باشد .

در ادامه مقاله خواهیم دید که کاربرد هر کدام در کجاست.

3.معرفی

مزیت استفاده از بتن الیافی در شاتکریت درپروژه های فراوانی در سراسر دنیا به اثبات رسیده است وقتی که پیشرفته- ترین تکنولوژی مورد استفاده قرار می گیرد کارائی بتن الیافی بطور کلی باربر با بهتر از استفاده از سیستم مش فولادی بصورت سنتی می باشد.(Knut. F 2000 ) وقتی یک ملات خالص یا یک تیر با بتن خالص تحت اثر نیروی قرار می گیرد، ترک خوردگی ناحیه کششی فورا به گسیختگی تیر منجر می شود. اما باید بخاطر داشت که ترک خوردگی در بتن یک پدیده جدا از خاصیت بتن نیست. اندازه گیریهای دقیق تائید کرده است که یک ترک اصلی در شکست یک تیر ناشی از رشد اهسته ترک های ریزی است که قبلا وجود داشته است.

مثلا در ترکیبات ساخته شده با الیاف فولادی چون مدول الستیسته فولاد تقریبا 10 برابر مدول الاستیسته بتن خالص است، بنابراین افزایش حجم الیاف افزایش بار را بدنبال خواهد داشت و در اثر این بار، نمودار بار- تغییر شکل تیر از حالت خطی منحرف می شود چنانچه درصد بسیار کمی از الیاف فولادی در بتن بکار رود تاثیر الیاف در حد جاری شدن یا مقاومت نخستین ترک بتن الیافی خیلی ناچیز خواهد بود.

حال پس از این بررسی شایان ذکر است که بیان کنیم با افزودن الیاف به بتن می توان مقاومت ضریه ای را که بتن الیافی بدست می اورد به نصف زمانی که همان مقاومت را بتن معمولی بدست می اورد کاهش داد و دوام ان را به اندازه 30 درصد افزایش داد این یکی از مزایایی است که ما را به سوی استفاده از بتن الیافی ترغیب می کند. به طور کلی می توان مزایای بتن الیافی را نسبت به بتن معمولی در غالب موارد ذیل برشمرد:

الف- مقاومت در مقابل تورق، سایش و هوازدگی سطح

ب- مقاومت بسیاز غالی در مقابل ضربه و در واقع توانایی بالای جذب انرژی

پ- مقاومت زیاد در مقابل تنشهای خستگی

ت- قابلیت کشش عالی (بالا بردن ظر فیت زیاد تغییر شکل نسبی)

ث- قابلیت باربری زیاد بعد از ترک خوردگی

ج- مقاوما کششی ،خمشی و برش زیاد

چ- طاقت خیلی زیاد نسبت به بتن معمولی

ح- و یکی از مهمترین مزایا ظرفیت بالای بتن الیافی به منظور تبدیل کار خارجی به:

الف) انرژی کرنشی ذخیره شده قابل تغییر

ب) کار داخلی(که این عمل معمولا با تشکیل ترکهای جدید، رها شدن و تغییر شکل الیاف و یا تولید حرارت می باشد)

علاوه بر این شاتکریت مصلح به الیافی مزیتهای شایان ذکر دیگری نیز دارد:

a-استعمال شاتکریت الیافی روی صخره های اسیب دیده و مجوف با حداقل بیشتر از دو بار پاشیدن تاثیر بسیار بیشتری دارد.

b-وقتی که از دستگاههای کنترل از راه دور خودکار برای پاشیدن شاتکرت استفاده می شود ایمنی و ضریب اطمینان را چندین برابر می کند(کسی ریسک بستن شبکه مش را در زیر زمین مهار شده یا نشده نخواهد کرد)

c– با استفاده از شاتکریت الیافی هیچ ناحیه ای با تراکم پایین در جاهایی که 3 تا 4 لایه مش روی هم قرار دارند بوجود نخواهد امد که در صورت عدم استفاده از شاتکریت الیافی بدلیل عدم امکان ویبراسیون مناسب بتنی با کیفیت بسیار پائین و ریسک بالای خوردگی اتی شبکه مش و پوسته پوسته شدن وجود خواهد داشت.