محتوای علمی

بتن تقویت شده با الیاف مصنوعی (SNFRC)

انواع مواد الیافی غیر از فولاد ، شیشه یا الیاف طبیعی برای استفاده در صنعت ساخت بتن تقویت شده با الیاف تولید شده است. این الیاف به عنوان الیاف مصنوعی شناخته می شوند.

عملکرد طولانی مدت بتن تقویت شده با الیاف شیشه

قرار گرفتن طولانی  بتن تقویت شده با الیاف شیشه(GFRC )در معرض  محیط های طبیعی آب و هوایی منجر به تغییر در خصوصیات مکانیکی می شود. علاوه بر این ، قرار گرفتن در معرض در چرخه  هوازدگی طبیعی (چرخه های رطوبت و دما) منجر به تغییرات ابعادی دوره ای می شود. 

اکثر کامپوزیت های GFRC که به صورت تجاری تولید می شوند ، در صورت قرار گرفتن در معرض محیط بیرونی ، مقاومت در برابر کشش و خمش و شکل پذیری را با افزایش سن تجربه می کنند. مقاومت کامپوزیتهای کاملاً پیر GFRC تا حدود 40 درصد مقاومت اولیه قبل از پیری کاهش می یابد. با این حال ، ظرفیت کرنش (شکل پذیری یا مقاومت) تا حدود 20 درصد از ظرفیت کرنش اولیه قبل از پیری کاهش می یابد. این افت در ظرفیت کرنش اغلب به عنوان تردی کامپوزیت شناخته می شود.

خصوصیات بتن تقویت شده با الیاف شیشه

خواص مکانیکی کامپوزیت های بتن مسلح با الیاف شیشه (GFRC )به محتوای الیاف ، محتوای پلیمر (در صورت استفاده) ، نسبت آب به سیمان ، تخلخل ، مقدار شن ، جهت الیاف ، طول الیاف و عمل آوری بستگی دارد . از خصوصیات اولیه اسپری کردن GFRC که برای طراحی استفاده می شود ، حد الاستیک خمشی 28 روزه (PEL) و مدول پارگی خمشی 28 روزه (MOR) است. تنش PEL معیاری برای اندازه گیری استرس ترک خوردگی ماتریس است. حد الاستیک خمشی 28 روز در طراحی به عنوان تنش محدود کننده استفاده می شود تا اطمینان حاصل شود که تنش های طولانی مدت و پانل در حین کار زیر مقاومت ترک خوردگی کامپوزیت حفظ می شوند. علاوه بر این ، تنش های تخلیه و سایر تنش ها در زمان مشخصی که رویداد اتفاق می افتد باید زیر حد الاستیک خمشی مواد باقی بمانند .

بتن تقویت شده با الیاف شیشه (GFRC)

بیشتر تحقیقات اصلی که در مورد خمیر سیمان تقویت شده با الیاف شیشه انجام شده است ، در اوایل دهه 1960 انجام شد. در این کار از الیاف شیشه بوروسیلیکات معمولی (E-glass) و الیاف شیشه سودا-آهک-سیلیس (A-glass) استفاده شده است. ترکیبات شیمیایی و خصوصیات شیشه انتخاب شده به ترتیب در جداول 3.1 و 3.2 ذکر شده است. ترکیبات شیشه ای E-glass و A-glass ، که به عنوان تقویت کننده استفاده می شود ، به دلیل قلیایی بودن بسیار زیاد (pH ≥ 12.5) ماتریس مبتنی بر سیمان ، به سرعت قدرت خود را از دست می دهند. در نتیجه ، کامپوزیت های اولیه A-glass و E-glass برای استفاده طولانی مدت نامناسب بودند .

اثر عمق نمونه بر پراکندگی و جهت گیری الیاف

نمونه های پرتو با عمق های مختلف 25 ، 75 و 125 میلی متر برای بررسی تأثیر ضخامت نمونه بر پراکندگی و جهت گیری الیاف ریخته شدند. طول و عرض نمونه های تیر به ترتیب 405 و 75 میلی متر بود. مخلوط های یکپارچه سازی UHPC بررسی شده مخلوط WG-0%-2%  و WG-0.18%-2%بود. برای ارزیابی پراکندگی و جهت گیری الیاف از مقاطع عرضی برش خورده از وسط نمونه های تیر استفاده شد.