پست شماره 13

افزودن الیاف می تواند عملکرد مواد سیمانی را در حالت سخت شده بهبود بخشد. با ترکیب مخلوط بهینه شده و رئولوژی و کیفیت کنترل شده ، الیاف می توانند موثرتر شوند. طی سالهای گذشته در زمینه شبیه سازی جریان و رئولوژی بتن  الیافی پیشرفت چشمگیری حاصل شده است. مشکلات اصلی مربوط به رفتار غیر نیوتنی تعلیق های الیاف (به عنوان مثال ، برش نازک به دلیل جهت گیری الیاف و ساختارهای ناشی از جریان محلی) و مشکلات در پیش بینی و اندازه گیری سهم های مختلف ، به عنوان مثال ، اثرات هیدرودینامیکی و تعامل مکانیکی است. رئولوژی بتن الیافی  و شبیه سازی جریان ابزاری عالی برای بهینه سازی بتن الیافی و پایه ای برای پیش بینی عملکرد ساختاری هستند.

رئولوژی بتن تقویت شده با الیاف

افزودن الیاف می تواند عملکرد مواد سیمانی را در حالت سخت شده بهبود بخشد. با ترکیب مخلوط بهینه شده و رئولوژی و کیفیت کنترل شده ، الیاف می توانند موثرتر شوند. طی سالهای گذشته در زمینه شبیه سازی جریان و رئولوژی بتن  الیافی پیشرفت چشمگیری حاصل شده است. مشکلات اصلی مربوط به رفتار غیر نیوتنی تعلیق های الیاف (به عنوان مثال ، برش نازک به دلیل جهت گیری الیاف و ساختارهای ناشی از جریان محلی) و مشکلات در پیش بینی و اندازه گیری سهم های مختلف ، به عنوان مثال ، اثرات هیدرودینامیکی و تعامل مکانیکی است. رئولوژی بتن الیافی  و شبیه سازی جریان ابزاری عالی برای بهینه سازی بتن الیافی و پایه ای برای پیش بینی عملکرد ساختاری هستند.

مطالعه ای با هدف ارزیابی و افزایش پیش بینی خصوصیات مکانیکی بتن خودتثبیت کننده تقویت شده با الیاف (FR-SCC) و بتن فوق العاده قابل کار با تقویت الیاف (FR-SWC) انجام شده که می تواند برای ساخت و بازسازی زیرساخت ها مورد استفاده قرار گیرد. خصوصیات مکانیکی شامل مقاومت فشاری (f’cf) مقاومت کششی تقسیم (f’spf) ، مقاومت خمشی (frf) و مدول الاستیک (Ecf) و افزایش آنها با زمان پخت می باشد. در مجموع 69 مخلوط FR-SCC و FR-SWC در این تحقیق مورد استفاده قرار گرفتند که شامل در نظر گرفتن نتایج آزمایش 1467 نمونه استوانه ای و 106 منشور منشوری در 3-365 روز سن بود. پارامترهای مخلوط شامل نوع الیاف (پنج نوع) ، حجم الیاف (0.25٪ -0.75٪) ، مشخصات مواد ، متناسب سازی مخلوط ، نوع ترکیب و ترکیب و همچنین انرژی تلفیقی در مورد FR-SWC و پخت می باشد. خصوصیات مکانیکی اندازه گیری شده با مقادیر تخمین زده شده از 35 مدل مختلف که ویژگی های الیاف را در نظر می گیرند ، مقایسه شد.

نتایج آزمون نشان می دهد که میانگین نسبت آزمایشی به تئوری (میانگین exp / theo) و ضرایب مربوط به تغییرات (COV) به دست آمده با مدلهای اصلی که بهترین پیش بینی را به همراه داشته است (یک مدل برای هر ویژگی مکانیکی) 0.98-1.06 و 11 بوده است. به ترتیب 18-1٪ سپس بهترین مدلهای اصلی اصلاح و مدلهای پیشنهادی جدید توسعه یافتند که منجر به میانگین مقادیر exp / theo 1.00–1.02 و مقادیر COV 8 تا 11 درصد می شود.

 برنامه های کاربردی

 از مهمترین خواص بتن تقویت شده الیاف فولادی (SFRC) می توان به بهبود مقاومت در برابر خمش (مانند توانایی جذب انرژی پس از ترک خوردگی) ، مقاومت در برابر ضربه و مقاومت در برابر خستگی خمشی اشاره کرد. به همین دلیل ، SFRC کاربردهای زیادی در دال های مسطح در درجه ای دارد که تحت بار و ضربه زیاد باشد. SFRC همچنین برای کاربردهای متعدد شاتکریت برای پشتیبانی از زمین ، تثبیت شیب سنگ ، تونل زنی و تعمیرات مورد استفاده قرار گرفته است. SIFCON برای کاربردهای نظامی مانند سیلوهای موشکی سخت شده در حال توسعه است و ممکن است در بسیاری از برنامه های بخش دولتی مانند اسکله های نفتکش جذب کننده انرژی امیدوار کننده باشد. 

از بتن تقویت شده با الیاف شیشه (GFRC) به دلیل وزن سبک ، صرفه اقتصادی و توانایی تشکیل در برابر بازگشت عمودی روی سطوح قالب بدون فرمهای پشتی ، برای پانل های روکش معماری بسیار استفاده شده است. همچنین برای بسیاری از محصولات گیاهی مورد استفاده قرار گرفته است. محصولات پیوندی سطحی از پیش بسته بندی شده برای دیوارهای سنگ تراشی بتنی انباشته شده خشک در کاربردهای مسکن و برای دیوارهای توقف هوا در معادن استفاده می شود. 

بتن تقویت شده با الیاف مصنوعی (SNFRC) بزرگترین مصارف تجاری خود را تاکنون در اسلبهایی که طبقه بندی شده اند ، صفحات کف و اشکال ثابت در ساختمانهای چند طبقه پیدا کرده است. تحقیقات اخیر در مورد الیاف و کامپوزیت ها امکانات جدیدی را برای استفاده از الیاف مصنوعی در عناصر سازنده ایجاد کرده است. محصولات نازک تولید شده با الیاف مصنوعی با حفظ یکپارچگی می توانند شکل پذیری بالایی را نشان دهند. 

برنامه های کاربردی بتن تقویت شده با الیاف طبیعی (NFRC) از استفاده از مقادیر نسبتاً کم حجم الیاف طبیعی در بتن ریخته گری معمولی تا ماشین آلات پیچیده تولید محصولات ورق سیمان تقویت شده با الیاف بالا ، مانند زونا های سقف ، سایدینگ ، تخته ها ، تخته های ابزار و لوله ها را شامل می شود.

مراجع