M.A.H.S.A
09-09-2011, 03:43 PM
یکی دیگر از الیاف های که در بتن مسلح استفاده می شود بتن الیافی پلیمری می باشد یکی از مزایای الیاف پلیمری مرکب نسبت به مواد فلزی پدیده خستگی می باشد که در گذشته درصنایع هوایی استفاده می شد و رفتار خوبی را در مقابل خستگی از خود نشان داده اند فولاد معمولاًدر اثر گسترش ترک به طور ناگهانی گسیخته میشود ولی مواد مرکب پلیمری در اثر پارگی الیاف و یا ماتریس در سطح تماس الیاف بسیار کند گسیخته می شود. پراکندگی قابل ملاحظه موجود در نتایج آزمایشها روی مواد مرکب پلیمری باعث شده که در عمل تنش طراحی کمتری برای این مواد در نظر گرفته شود. طبق نظر دوهوفر (۱۹۷۳)، رفتار خستگی رزینها مختلف با توجه به تفاوت شیمیایی زیاد فرقی نمی کند ولی اپوکسی ها عملکرد خستگی بهتری دارند.
طبق نظر هالاوی (۱۹۹۳) مکانیزم تخریب مواد پلیمری مرکب عبارت است از:
۱-ترک برداشتن ماتریس
۲-لایه لایه شدن مواد
۳-پارگی الیاف
۴-از بین رفتن چسبندگی بین ماتریس والیاف
طبق نظریه کرسیس(۱۹۸۹):ورقها با الیاف یک جهته به دلیل اینکه تمام بار درجهت نیرو به الیاف وارد میشودمقاومت خستگی خوبی دارند ورقه ورقه شدن الیاف مرکب به علت تنشهای بین صفحه ای میباشد معمولاً از انتهای آزاد وتکیه گاه شروع می شود وبه طرف داخل ورق گسترش می یابد.
یک مکانیزم مهم خرابی جدای بین الیاف و رزین در سال ۱۹۷۳ دو هیو فز مشاهده کرد:
Gfrp باعث جداشدگی میشود ولی در GFrp تازه تا۷۰درصد مانع جدا شدگی می شود. استاتیکی ۳۰درصد مقاومت
ترمیم وتقویت سازه های بتن مسلح با استفاده از روش الیاف پلیمری مركب در بتن مسلح (اف ار پی):
درحقیقت پوشش كاملی از ورقهای نا زك فولاد والیاف پلیمری مركب است كه می توان آن را برای تقویت تیرها وستون ها ودال هاو...استفاده نمود. مقاوم سازی با الیاف فولادی از طریق چسباندن به وسیله چسب رزین واپوكسی در تیرها وستون ها انجام میگیرد در ترمیم تیرها و ستون ها به روش (اف ار پی ) با الیف پلیمری مركب باید موارد زیر را در نظر داشت:
1-شرایط به كار گیری و سختی كار
2-ابعاد لایه تقویت درهندسه و وزن بنا
3-دوره زمانی اجرای طرح تقویت 4-هزینه اجرای طرح
انواع الیاف فولادی مركب در ساختمان شامل زیر میباشد:
1-الیاف شیشه
2-الیاف كربن
3-الیاف آرامید
در الیاف مركب فولادی می توان از چند نوع الیاف استفاده كرد كه به ان هیبرید (Hybrid) گویند.
1- الیاف شیشه ای: رایج ترین وپر مصرف ترین نوع الیاف مورد استفاده در سقف کامپوزیت است. بر حسب نوع ترکیب مواد به کار رفته به انواع گوناگون تقسیم میشوند. مزایای این الیاف قیمت پایین واستحکام کششی بالا ومقاومت شیمیای بالاو خواص عایقی بالا میباشد معایب آنها عبارتست از مدول کششی پایین و وزن مخصوص نسبتاً بالا وحساسیت در برش وهمچنین با دما ورطوبت نیز استحکام کاهش می یابد.
2- کربن: دانسیسته آن ۲۲.۷ کیلو نیوتن برمتر مکعب می باشد وشکل مختلف ان بلوری می باشد وضخامت ان نازکتر از موی انسان می باشد و دارای قطر ۶-۱۰میکرو متر می باشد.
مزایایی اصلی آن:
استحکام بالای خستگی-مقاومت در برابر خوردگی- ضریب انبساط حرارتی پایین
معایب:
قیمت بالا -کرنش در شکست-هادی الکتریکی
3- الیاف آرامید:
پلیمر های آرامید دارای خصوصیاتی چون نقطه ذوب بالا و پایداری حرارتی عالی ومقاومت در برابر شعله وغیر قابل حل بودن در بسیاری از حلال های آلی شناخته شده اند دانسیسته ان بین ۱۲-۱۴.۶ کیلو نیوتن بر متر مکعب می باشد دارای خواصی چون مقاوت در برابر ضربه عدم حساسیت به شکاف خواص الکتریک- خود خاموش کنی از خصوصیات آن می باشد. به دو صورت نام تجاری کولار۲۹-کولار۴۹ به بازار عرضه می گردد.
منبع: ایران سازه
طبق نظر هالاوی (۱۹۹۳) مکانیزم تخریب مواد پلیمری مرکب عبارت است از:
۱-ترک برداشتن ماتریس
۲-لایه لایه شدن مواد
۳-پارگی الیاف
۴-از بین رفتن چسبندگی بین ماتریس والیاف
طبق نظریه کرسیس(۱۹۸۹):ورقها با الیاف یک جهته به دلیل اینکه تمام بار درجهت نیرو به الیاف وارد میشودمقاومت خستگی خوبی دارند ورقه ورقه شدن الیاف مرکب به علت تنشهای بین صفحه ای میباشد معمولاً از انتهای آزاد وتکیه گاه شروع می شود وبه طرف داخل ورق گسترش می یابد.
یک مکانیزم مهم خرابی جدای بین الیاف و رزین در سال ۱۹۷۳ دو هیو فز مشاهده کرد:
Gfrp باعث جداشدگی میشود ولی در GFrp تازه تا۷۰درصد مانع جدا شدگی می شود. استاتیکی ۳۰درصد مقاومت
ترمیم وتقویت سازه های بتن مسلح با استفاده از روش الیاف پلیمری مركب در بتن مسلح (اف ار پی):
درحقیقت پوشش كاملی از ورقهای نا زك فولاد والیاف پلیمری مركب است كه می توان آن را برای تقویت تیرها وستون ها ودال هاو...استفاده نمود. مقاوم سازی با الیاف فولادی از طریق چسباندن به وسیله چسب رزین واپوكسی در تیرها وستون ها انجام میگیرد در ترمیم تیرها و ستون ها به روش (اف ار پی ) با الیف پلیمری مركب باید موارد زیر را در نظر داشت:
1-شرایط به كار گیری و سختی كار
2-ابعاد لایه تقویت درهندسه و وزن بنا
3-دوره زمانی اجرای طرح تقویت 4-هزینه اجرای طرح
انواع الیاف فولادی مركب در ساختمان شامل زیر میباشد:
1-الیاف شیشه
2-الیاف كربن
3-الیاف آرامید
در الیاف مركب فولادی می توان از چند نوع الیاف استفاده كرد كه به ان هیبرید (Hybrid) گویند.
1- الیاف شیشه ای: رایج ترین وپر مصرف ترین نوع الیاف مورد استفاده در سقف کامپوزیت است. بر حسب نوع ترکیب مواد به کار رفته به انواع گوناگون تقسیم میشوند. مزایای این الیاف قیمت پایین واستحکام کششی بالا ومقاومت شیمیای بالاو خواص عایقی بالا میباشد معایب آنها عبارتست از مدول کششی پایین و وزن مخصوص نسبتاً بالا وحساسیت در برش وهمچنین با دما ورطوبت نیز استحکام کاهش می یابد.
2- کربن: دانسیسته آن ۲۲.۷ کیلو نیوتن برمتر مکعب می باشد وشکل مختلف ان بلوری می باشد وضخامت ان نازکتر از موی انسان می باشد و دارای قطر ۶-۱۰میکرو متر می باشد.
مزایایی اصلی آن:
استحکام بالای خستگی-مقاومت در برابر خوردگی- ضریب انبساط حرارتی پایین
معایب:
قیمت بالا -کرنش در شکست-هادی الکتریکی
3- الیاف آرامید:
پلیمر های آرامید دارای خصوصیاتی چون نقطه ذوب بالا و پایداری حرارتی عالی ومقاومت در برابر شعله وغیر قابل حل بودن در بسیاری از حلال های آلی شناخته شده اند دانسیسته ان بین ۱۲-۱۴.۶ کیلو نیوتن بر متر مکعب می باشد دارای خواصی چون مقاوت در برابر ضربه عدم حساسیت به شکاف خواص الکتریک- خود خاموش کنی از خصوصیات آن می باشد. به دو صورت نام تجاری کولار۲۹-کولار۴۹ به بازار عرضه می گردد.
منبع: ایران سازه