الیاف فولادی و نقش آن در بهبود رفتار بتن
*محمود نیلی معمولاً الیاف با سطح مقطع گرد و قطر کوچک بیشتر از الیاف با سطح مقطع گرد و قطر بزرگ تر بازدهی دارند. الیاف فلزی در شکل های مختلفی تولید میشوند. سطح مقطع این گونه الیاف شامل مقطع دایره ای، مستطیلی و یا با سطح مقطع متغیر میباشد. همچنین ممکن است به صورت صاف، موج دار، خم شده و یا قلاب دار و در طول های مختلف تهیه شوند. الیاف صاف فولادی که دارای سطح مقطع مستطیل میباشند، ضخامتی در حدود 150 تا 400 میکرون و پهنایی حدود 250 تا 900 میکرون دارند. کاربرد الیاف فولادی در بتن به کارگیری الیاف در بتن در آزمایشگاه تحقیقاتی بتن و مواد سازه ای دانشگاه بوعلی سینا برای اولین بار با تعریف پروژه کارشناسی ارشد در سال 1386در زمینه مقاومت ضربه بتن های الیافی آغاز گردید. الیاف مورد استفاده در پروژه مذکور متعلق به شرکت درامیکس فرانسه ، دارای طول 60 میلی متر و ضخامت 0.75 میلی متر بود. شکل الیاف در دو انتها دارای قلاب بود. نتایج به کارگیری این نوع الیاف در رفتار بتن های مختلف از افزایش مقاومت ضربه ای این نوع بتن ها حکایت داشت. با اعمال تحریم های اقتصادی بر کشور ایران و مشکلات واردات مواد و تجهیزات به کشور، تصمیم به استفاده از الیاف های ساخت داخل گرفتیم. در این راستا در نمایشگاه مواد مصالح روز بتن در تهران با مسئولین محترم شرکت صنایع مفتولی زنجان در خصوص تولید الیاف های فولادی مذاکره گردید و پس از آن، استفاده از الیاف های ساخت آن کارخانه در پروژه های تحقیقاتی جدید در برنامه قرار گرفت. الیاف ساخت کارخانه صنایع مفتولی زنجان دارای طول 50 میلی متر و قطر 0.8 میلی متر با دو انتهای قلاب شده در پروژه های کارشناسی ارشد مورد استفاده قرار گرفت. تأثیر این نوع الیاف در خواص مکانیکی بتن از جمله مقاومت فشاری ، کششی و ضربه بررسی شد. در این راستا الیاف فلزی بین 0.5 تا 1در صد حجمی بتن مورد استفاده قرار گرفت. از آنجا که عمده تأثیر به کارگیری الیاف در بتن افزایش طاقت یا توان جذب انرژی بتن میباشد بنابراین مقاومت فشاری بتن ها نیز افزایشی در حدود 10 درصد از خود نشان میدادند. لیکن مقاومت کششی بتن های حاوی الیاف تا 100 در صد و مقاومت ضربه ای تا 900 درصد افزایش نشان دادند. به کارگیری دوده سیلیسی در بتن های حاوی الیاف در توزیع الیاف نقش مهمی را ایفا نمود و این موضوع یعنی روش توزیع مناسب الیاف در بتن، یکی از دستاوردهای مهم تحقیقاتی پروژه ها بود. نمونه بتن گسیخته شده به کارگیری همزمان الیاف فولادی و پلیپروپیلن در بتن های تحت بارهای ضربه ای، تأثیر مهمی در افزایش مقاومت های مکانیکی داشت. از دیگر نکات برجسته به کارگیری الیاف فولادی در بتن، افزایش سطح زیر منحنی تنش- کرنش بود که این موضوع در میزان جذب انرژی بتن های الیافی حائز اهمیت بوده و میتواند در ساخت سازه ای بتنی تحت بارهای دینامیکی از جمله بارهای زلزله موثر باشد. شکل زیر تغییر در منحنی بار تغییر شکل را در نمو نه های الیافی و نمونه های ساده نشان میدهد. نمودار بار- تغییر مکان برای بتن الیافی و ساده نحوه شکست نمونه های الیافی تفاوت چشمگیری با نحوه شکست نمونه های بدون الیاف از خود نشان میدهد و عمده تفاوت آنها در توزیع ترک و متلاشی شدن بتن هامی باشد . شکل های 4 و 5 این تفاوت را نشان میدهند که نمونه الیافی در هنگام گسیختگی دارای ترک های شعاعی بوده و در هیچ حالت متلاشی نمیگردند، لیکن نمو نه بدون الیاف به علت تردی زیاد دارای ترک عمیق بوده و شکست آن با متلاشی شدن همراه است. شکل 4 . نحوه شکست نمونه بتنی شاهد شکل 5. نحوه شکست نمونه بتن الیافی الیاف فولادی در بتن های تحت بارهای ضربه ای با سرعت زیاد نیز تأثیر مناسبی داشت و از گسیختگی بتن ها به شدت جلوگیری نمود. لذا بتن های با الیاف فولادی میتواند در سازه های تحت حملات موشکی رفتار مناسبی داشته باشد. این نتایج، بخش کوچکی از نتایج به دست آمده از پروژه های کارشناسی ارشد در دانشگاه بوعلی سینا میباشد که در آن پروژه ها از الیاف فولادی ساخت ایران و از کارخانه صنایع مفتولی زنجان استفاده شده بود. امید است با ارتباط بیشتر و هدف دار صنعت و دانشگاه، در آینده شاهد پیشرفت بیش از پیش کشور جمهوری اسلامی ایران باشیم. *دانشیار گروه عمران دانشکده مهندسی دانشگاه بوعلی سینا
انتهای خبر/پیام ساختمان
این مطلب را در شبکه های اجتماعی به اشتراک بگذارید :