بخشی از مقاله
چکیده
در دو دهه اخیر، بتنی تحت عنوان بتن خودتحکیم و بدون نیاز به هر نوع ویبره با نام مخفف - SCC - در چند کشور مهم دنیا از جمله ژاپن، سوئد، نروژ و فرانسه توسعه پیدا کرده است که یکی از پیشرفتهای مهم در صنعت بتن در دو دهه اخیر می باشد. از خصوصیات جالب آن این است که تحت اثر وزن خود، خود را تحکیم نموده و همزمان یکنواختی خود را نیز حفظ می کند. موارد مصرف عمده این نوع بتن در محلهایی که امکان استفاده از ویبراتور وجود ندارد و مقاطع پرآرماتور و باریک و همچنین در روسازی های بتنی می باشد.
چنانچه روسازی های بتنی با مصالح با دوام و پایدار طراحی و ساخته شوند، می توانند زمان زیادی را بدون هیچ تعمیری و یا با تعمیر اندک سپری کنند. روسازی بتنی بارهای دینامیکی را تحمل می کند و در معرض اثرات مخرب زیست محیطی رفتاری مقاوم از خود نشان می دهد. دراین مطالعه به بررسی خصوصیات بتن خود تراکم حاوی زئولیت والیاف در درصدهای مختلف پرداخته شد بدین منظور دریک برنامه آزمایشگاهی به بررسی اثر توأم زئولیت و الیافهای مختلف - فلزی و پلیپروپیلن - بر خواص مکانیکی - مقاومت فشاری، کششی، خمشی و مدول الاستیسیته - و رئولوژی L-BOX - ، جریان اسلامپ، قیف - V و جذب آب بتن خودتراکم پرداخته شد.
و همچنین آزمایش سرعت پالس فراصوتی به عنوان یکی از روش های غیرمخرب برای تخمین مقاومت فشاری نمونه ها استفاده شده است. به منظور بررسی خواص یادشده 35 طرح اختلاط پیش بینی شد. درمخلوط های یادشده الیاف پلیپروپیلن بامقادیر0/1، 0/15 و 0/2 درصد حجمی والیاف فلزی بامقادیر0/2، 0/3 و 0/4 درصد حجمی مورداستفاده قرارگرفت.همچنین به منظور بهبودی خصوصیات مکانیکی و دوام بتن خود تراکم؛ زئولیت با مقادیر5، 10، 15و 20درصدوزنی جایگزین سیمان شد. بررسی نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که حضور توأم درصد بهینه الیاف وزئولیت موجب بهبود خصوصیات مکانیکی بتن خود تراکم میگردد.
-1 مقدمه ای برروسازی بتنی و بتن الیافی
با توجه به رشد و توسعه اقتصادی کشورها و اثری که حمل و نقل بر سرعت گردش مالی و حتی اجتماعی یک کشور دارد. صنعت حمل و نقل و در نتیجه احداث اتوبانها و بزرگراهها مورد اهمیت بوده و نیازمند صرف میلیاردها ریال هزینه برای دستیابی به این امر مهم می باشد تا همواره جهت حصول خدمت دهی مناسب فراهم گردد.
امروزه اکثر رویههای راهها در ایران از نوع آسفالتی میباشند که از دلایل بارز این امر منابع غنی نفت و قیر فراوان در ایران میباشد. تجربیات کشورهای پیشرفته در این زمینه نشان میدهدعمدتاً راهها یا به صورت آسفالتی و یا بتنی میباشند و یا ترکیبی از آنها.
اما با توجه به مشکلات روسازیهای آسفالتی در محورهای پرترافیک که اغلب دارای خرابیهایی از جمله ناهمواریها، ترک و اضمحلال زودهنگام میباشند، کاربرد دالهای بتنی به عنوان روسازی بادوام سبب رفع مشکلات مزبور و کاهش دوره تعمیرات میگردد. لذا به مرور زمان فناوری و تجربه کافی در زمینه کاربرد رویههای بتنی به جای رویههای آسفالتی فراهم گردیده است. از طرفی روند توسعه کارخانههای تولید سیمان به عنوان ماده اصلی روسازیهای بتنی گزینه مناسبی برای استفاده از روسازیهای بتنی در پروژههای راهسازی میباشد.
تاکنون انواع مختلفی از روسازی بتنی ساخته شده است و اکثر آنها از دو ویژگی مشابه برخوردارند، اول اینکه بارهای ناشی از ترافیک توسط خمش بتن تحمل می شوند و اگر در روسازی فولاد به کار رفته باشد، برای تحمل بار نیست بلکه به منظور کنترل ترکهاست. واضح است که بتن معمولی ماده ای ترد و شکننده است درحالیکه بتنهای الیافی از نظر مقاومت و خاصیت کاهش جلوگیری از احتمال بروز شکست نسبت به بتن معمولی ارجحیت دارد. استفاده از الیاف مختلف در بتن و ساخت بتن الیافی - FRC - به عنوان یک گام موثر در جلوگیری از انتشار ریز ترکها و ترکها و جبران ضعف مقاومت کششی بتن معمولی محسوب میشود.
مهمترین مشخصه بتن الیافی خاصیت جذب انرژی، انعطافپذیری و مقاومت در برابر ضربه است و به همین دلیل امروزه این بتن نقش بسیار جدی در پیشرفت تکنولوژی بتن ایفا کرده و به عنوان یک ماده جدید و اقتصادی در مسائل ساختمانی محسوب شده است.خاصیت جذب انرژی و طاقت بتن میتواند به نحو مطلوبی خطر شکست بتن را به خصوص در مناطقی که تحت بارهای تکراری و لرزهای قرار میگیرند کاهش دهد.
خرابی بتن به شدت به تشکیل ترکها و ریز ترکها در اثر بارگذاری و یا تأثیرات محیطی وابسته است. تغییرات گرمایی و رطوبتی در خمیر سیمان باعث ایجاد ریز ترکها میشوند و چنین ریز ترکهایی در سطح دانههای درشت متمرکز میگردد. با تأثیر بیشتر بارگذاری و نیز سایر مسائل محیطی، ریز ترکها به هم متصل شده و ترکها را تشکیل میدهند و نهایتاً در جسم بتن منتشر میشود. استفاده از الیاف مختلف در بتن و ساخت بتن الیافی به عنوان یک گام موثر در جلوگیری از انتشار ریز ترکها و ترکها و جبران ضعف مقاومت کششی بتن محسوب میگردد.
شکل - : - 1 نمونه بتن الیافی و الیاف
-2 کاربردهای بتن های الیافی
بیشترین کاربرد بتن مسلح به الیاف و بویژه الیاف فولادی تاکنون در دالها، عرشه پلها، روسازی ها، روکشها و محیطهای در معرض کاویتاسیون و فرسایش بوده است. در پلسازی، مهمترین کاربرد آن در سطوحی است که در معرض خوردگی و فرسایش قرار دارند. از بتن مسلح به الیاف در تعمیرات اعضای مختلف سازهای و سازهها استفاده بعمل میآید. در حضور الیاف تغییرات حجمی بتن تعمیراتی نسبت به بتن سازه بسیار کمتر است و لذا چسبندگی و یکپارچگی بتن تعمیراتی با بتن پایه در طولانی مدت حفظ میشود.
دالهای کوچک بتنی مسلح به الیاف با دهانه حداکثر یک متر برای سقفها و پل های با بار کم مطرح هستند. تأکید عمده روی استفاده از الیاف فولادی است. بتن الیافی گرچه نمیتواند مانع از نفوذ نمک ها شود ولی با محدود نگاه داشتن تعداد و عرض ترکها میتواند از گسترش دامنه این انهدام جلوگیری کند. از بتن الیافی در موارد متعددی در سرریزهای سدها و حوضچههای آرامش استفاده شده است. اینگونه سازهها در مقایسه با موارد ساخته شده با بتن ساده نشانگر مقاومت قابل توجه در برابر ایجاد پدیده کاویتاسیون، سایش و فرسایش میباشند. نتایج آزمایشها و کاربردهای میدانی نشان میدهد که بتن مسلح به الیاف فولادی از سه برابر عمر بتن ساده تحت جریان آب با سرعت بالا برخوردار میباشند.
-3 مشخصات مصالح و کارهای آزمایشگاهی انجام شده
بتن یکی از پرمصرف ترین مصالح ساختمانی محسوب می شود.اجزای تشکیل دهنده بتن شامل سیمان، سنگدانه، آب، پوزولان ها و افزودنی های شیمیایی بوده که هر کدام از این اجزا تاثیر مهمی بر روی مشخصات بتن تازه و سخت شده دارند. استفاده از مصالح مناسب و با کیفیت مطلوب علاوه بر افزایش کیفیت بتن باعث افزایش اطمینان در رسیدن به مقاومت مورد نظر، کارایی لازم و دوام مناسب می گردد. همچنین استفاده از پوزولانها و افزودنی ها باعث بهبود خواص بتن تازه و افزایش کیفیت بتن سخت شده می شود
