گزارش كار آموزي بتن اليافي

دانشگاه آزاد اسلامي-واحد شهر ري رشته نقشه كشي معماري گزارش كار آموزي بتن اليافي محل كار آموزي دفتر خدمات مهندسي 442 تهران استاد راهنما آقاي مهندس مهدي درياني دانشجو: جليل كريمي

نيمسال دوم مهر ماه1387

مقدمه گزارش كار آموزي بتن اليافي تا كنون مشخص شده است كه انواع اليافها مي‌توانند ظريف كرنش مقاومت در برابر ضربه ميزان جذب انرژي مقاومت سايشي و مقاومت كششي بتن را افزايش دهند. بطور كلي براي كاربرد در سازه الياف فولادي مي‌توانند نقش مكملي براي ميلگرد داشته باشد. الياف فولادي با پخش تركها مقابله مي‌كنند و مقاومت بتن را در برابر خستگي ضربه جمع شدگي و تنشهاي حرارتي افزايش داده و بتن در همه مدهاي شكست روي خواص مكانيكي بتن تأثير مثبت مي‌گذارد.

از اهم متغيرهايي كه بر خواص بتن با الياف فولادي اثر ميگذارند مي‌توان به خواص ماتريس بتن بازدهي الياف و مقدار الياف اشاره كرد. تكنولوژي بتن پر مقاومت توسعه‌اي جديد در صنعت ساخت سازه‌هاي بتني محسوب ميشود. در بتن سخت شده مقاومت و دوام دو عامل اصلي بوده و هر چه مقاومت فشاري بتن بيشتر مي‌شود بتن تردتر شده و در نتيجه مقاومت كششي آن به نسبت افزايش مقاومت فشاري افزايش نمي‌يابد و نيز از تحمل كرنش پايينتر برخوردار است.

گزارش كار آموزي بتن اليافي

بدين دليل نياز به استفاده از الياف در بتن پر مقاومت كاملاً مشهود است. جهت افزايش مقاومت كششي و جلوگيري از گسترش ترك و بويژه افزايش نرمي الياف در بتن استفاده ميشود. مقدار افزايش با تغيير اين مقاومت‌ها بستگي به مقاومت بتن بدون الياف شكل الياف و درصد الياف دارد بتن پر مقاومت شامل الياف فولادي، تركيبي است از سيمان، مصالح سنگي، آب، فوق روان كننده، دوده سيليس و همچنين درصدي از الياف فولادي كه به طور درهم و كاملاً اتفاقي و در جهات مختلف در مخلوط پراكنده شده است.

وجود الياف فولادي مشخصات مكانيكي بتن را نسبت به حالت بهبود مي‌بخشد. بتن پر مقاومت يك ماده ترد و شكننده است در حاليكه افزودن الياف فولادي به بتن پر مقاومت سبب بهبود رفتار ترد بتن و تغيير مد شكست آن مي‌گردد. مزاياي بتن اليافي در مقايسه با بتن بدون الياف را مي‌توان بطور خلاصه بشرح ذيل بيان داشت:

1- مقاومت در مقابل تورق و سايش

2- مقاومت در مقابل تنش‌هاي خستگي

3- مقاومت عالي د رمقابل ضربه

4- قابليت كششي و ظرفيت زياد تغيير شكل نسبي

5- قابليت باربري بعد از ترك خوردگي

6- افزايش در ميزان جذب انرژي

قابليت انعطافي كه بتن اليافي دارد همانند خواص مواد پلاستيكي باعث مي‌شود كه بتن اليافي گسيختگي ناگهاني نداشته باشد. از آنجا كه الياف فولادي در جسم بتن در همه جهات پراكنده مي‌شود در صورت تشكيل يك ترك در جهات مختلف الياف اتصلاتي را بوجود آورده واز گسترش ترك جلوگيري مي‌نمايد. بنابراين رشته‌هاي الياف بطور فعال در محدود كردن عرض ترك وارد عمل شده و با تشكيل ريز تركهاي زياد قابليت بهره برداري بتن را افزايش مي‌دهند.

انواع الياف و الياف فولادي

انواع اليافي كه در بتن استفاده مي‌شود و در اشكال و اندازه‌هاي مختلفي توليد مي‌شود عبارتند از الياف شيشه‌اي، الياف پلاستيكي و الياف فولادي. پارامتر مناسب كه يك رشته از الياف را تعريف نسبت ظاهري مي‌باشد كه نسبت طول الياف به قطر معادل الياف است. مقدار نسبت‌هاي ظاهري(b/l) معمولاً بين 30 تا 100 است. در اين تحقيق الياف فولادي با نسبت (b/l) برابر 80 و 100 استفاده گرديد.

مكانيزم عملكرد الياف در بتن

بطور كلي براي كاربرد در سازه الياف مي توانند نقش مكملي براي ميلگرد داشته باشند. الياف فولادي با پخش تركها مقابله مي‌كنند و مقاومت بتن را در برابر خستگي ضربه جمع شدگي و تنشهاي حرارتي افزايش مي‌دهند.

الياف فولادي مي‌توانند در همه مدهاي شكست روي خواص مكانيكي بتن تأثير بگذارند.(3، 2، 1)

مكانيزم عملكرد الياف در بتن

تنشها بوسيله برش محيطي و در صورتيكه رويه آجدار باشد بوسيله مقاومت چسبندگي(درون سطحي) از ماتريس به الياف منتقل مي‌شود. بنابراين مادامي كه ماتريس بتن ترك نخورده است، تنش كششي بين الياف و ماتريس تقسيم مي‌شود. پس از ايجاد ترك، همه تنش به الياف انتقال مي‌يابد.

مهمترين متغيرهايي كه بر خواص بتن با الياف فولادي اثر مي‌گذارند عبارتند از: خواص ماتريس بتن، بازدهي الياف و مقدار الياف. بازدهي الياف بوسيله مقاومت الياف در برابر بيرون كشيده شدن از مخلوط كنترل مي‌شود اين مقاومت به چسبندگي بين الياف و ماتريس بستگي دارد. براي الياف با مقطع ثابت اين مقاومت با افزايش طول، افزايش مي‌يابد. بنابراين هر قدر طول بيشتر باشد اثر آنها در بهبود خواص ماتريس بيشتر خواهد بود چون مقاومت در برابر بيرون كشيده شدن متناسب با سطح مقطع دو جسم مي‌باشد.

معمولاً الياف با سطح مقطع گرد و قطر كوچك بيشتر از الياف با سطح مقطع گرد و قطر بزرگتر بازدهي دارند. اين امر به اين خاطر است كه الياف دسته اول سطح بيشتري در واحد حجم دارا مي‌باشند بنابراين هر چه سسطح تماس الياف بيشتر باشد(و يا به عبارت ديگر قطر آنها كوچكتر باشد)

بازده چسبندگي آنها بيشتر خواهد بود بنابراين روشن مي‌شود كه نسبت طول به قطر الياف بايد به اندازه‌اي بزرگ باشد كه در هنگام شكست ماتريس، الياف به حداكثر مقاومت كشش خود نزديك باشند، با اين وجود در عمل اين كار معمولاً ممكن نيست.

بسياري از محققين نشان داده‌اند(v) در صورتيكه از روشهاي عادي اختلاط استفاده شود الياف با نسبت طول به قطر بيشتر از 100 باعث كم شدن كارآيي بتن به مقدار قابل ملاحظه‌اي مي‌شوند و يا بطور نا همگون در بتن توزيع مي‌گردند.

گزارش كار آموزي بتن اليافي دالها بيشترين كاربردهاي بتن مسلح به الياف بويژه الياف فولادي تا كنون در دالها، عرشه پلها، كف سازي فرودگاهها، پاركينگها و محيطهاي در معرفي كاويتاسيون و فرسايش بوده است. در پل سازي مهمترين كاربرد آن در سطوحي بوده كه در معرض خوردگي و فرسايش قرار دارند.

دالهاي روي بستر

در مورد دالهاي روي بستر، نمونه‌هايي كه خوب بررسي شده باشند اندك هستند. اما در جاهايي كه دال بتني مسلح به الياف فولادي تحت تأثير عبور و مرور اتوبوسهاي سنگين قرار دارد، مشخص شده است كه اين نوع دال، با ضخامتي در محدود 60 تا 75 درصد دالهاي غير مسلح، عملكردي مشابه آنها دارند با استفاده از اين نوع بتن، پوشش باند فرودگاهها را ميتوان به نحو قابل ملاحظه‌اي (20 تا 60 درصد) نازكتر از پوششهاي بتني غير مسلح مشابه اجرا كرد. خستگي خمشي عامل معهمي است كه بر عملكرد كفسازي اثر مي‌گذارد، اطلاعات موجود نشان ميدهد كه الياف، مقاومت بتن‌را در برابر خستگي به نحو قابل ملاحظه‌اي افزايش مي‌دهند.

دالهاي سازه‌اي سقفها

براي دالهاي كوچك، بر اساس نظريه خط سيلان، يك روش طراحي ارايه شده است كه بر نتايج حامل از آزمايش دالهاي دو طرفه بتني متكي است. ولي برون يابي نتايج كار و اعمال آنها بر دالهاي بزرگتر، به شدت نهي شده است.

گزارش كار آموزي بتن اليافي عرشه پلها استفاده از نمكهاي يخ‌زدا موجب انهدام عرشه پلها مي‌شود. بتن اليافي گرچه نمي‌توانند مانع از نفوذ اين نمكها شود ولي با محدود نگاه داشتن تعداد و عرض تركها ميتوان از گسترش دامنه اين انهدام جلوگيري كرد.

بتن اليافي

گزارش كار آموزي بتن اليافي تيرها خمش در تيرها در اين زمينه، هم براي تيرهايي كه تنها به الياف مسلح شده‌اند و هم در مورد تيرهايي كه از تركيب الياف و آرماتور در آنها استفاده شده، فرمولها و معادلاتي ارائه گرديده است. در مورد تيرهايي كه فقط با الياف مسلح باشند، معادلات مذكور ارزش علمي چنداني ندارند و تنها در

فهرست

 

مقدمه. 4

انواع الياف و الياف فولادي. 5

مكانيزم عملكرد الياف در بتن. 5

دالها. 6

دالهاي روي بستر. 6

دالهاي سازه‌اي سقفها. 7

عرشه پلها. 7

تيرها. 7

خمش در تيرها. 7

اتصالات تير- ستون. 7

ملاحظات مربوط به خستگي خمشي. 8

برش در دالها. 9

شات كريت. 9

كاربردهاي ديگر. 9

استفاده و كاربرد بتن اليافي در ايران. 10

مورد اول. 10

مورد دوم. 10

آيا استفاده از تكونولوژي بتن اليافي در صنعت ساختمان اقتصادي است(ديدگاه دكتر خالو). 10

الف) روش‌هاي سبك‌سازي بنا:. 11

ب) روش‌هاي توليد سريع و اصولي بنا:. 11

ج) بهره‌گيري از مواد جديد. 11

موارد استفاده و محدوديت‌هاي كاربرد بتن اليافي. 16

توجيه اقتصادي بتن اليافي. 17

نويسنده: غلامرضا مختاري

گزارش كار آموزي بتن اليافي