بتن های تقویت شده با الیاف شیشه
بتن مسلح با الیاف شیشه (GFRC) نوعی بتن تقویت شده با الیاف است. این محصول همچنین به عنوان GRC در انگلیسی بریتانیایی شناخته می شود.[1] بتن های الیاف شیشه عمدتاً در نمای بیرونی ساختمان و به عنوان بتن آماده استفاده می شود. الیاف های سیمان و تخته های سیمانی از مواد مشابه هستند.
مواد سازنده[ویرایش]
سرامیکی GRC (بتن مسلح با فیبر شیشه ای) متشکل از فیبر شیشه ای مقاوم در برابرمواد قلیایی است که در یک بتن وماتریس سرامیک تعبیه شده است. در این شکل هم الیاف و هم ماتریس هویت فیزیکی و شیمیایی خود را حفظ می کنند، در حالی که ترکیب هم افزایی از خواص را ارائه می دهند که با هر یک از اجزا به تنهایی نمی توان به آن دست یافت. به طور کلی الیاف اعضای اصلی حمل بار هستند در حالی که ماتریس اطراف آنها را در مکان ها و جهت گیری های مورد نظر حفظ می کند و به عنوان یک محیط انتقال بار بین الیاف عمل می کند و آنها را از آسیب های محیطی محافظت می کند. الیاف برای ماتریس و سایر توابع مفید در مواد کامپوزیت تقویت شده فیبر تقویت می کنند. الیاف شیشه ای را می توان در طول های مداوم و یا ناپیوسته (خرد شده)در ماتریس گنجاند.
در نمونه اولیه به دلیل واکنش بخش الکلی سیمان و سیلیس شیشه دوام الیاف شیشه ضعیف بود . در دهه 1970 الیاف شیشه ای مقاوم در برابر مواد قلیایی تجاری شدند. مقاومت قلیایی با افزودن زیرکونیا به شیشه حاصل می شود. هر چه مقدار زیرکونیا بیشتر باشد مقاومت در برابر حمله قلیایی بهتر است. الیاف شیشه AR باید دارای محتوای زیرکونیا بیش از 16 درصد باشند تا با مشخصات شناخته شده بین المللی (EN، ASTM، PCI، GRCA، و غیره) مطابقت داشته باشند.
لمنیت ها[ویرایش]
یکی از مهم ترین کاربرد های بتن مسلح شده با الیاف، ورقه ورقه سازی است که از چسباندن و تثبیت لایه های نازک الیاف و زمینه به ضخامت مورد نظر به دست می آید. جهت گیری فیبر در هر لایه و همچنین توالی انباشته شدن لایه های مختلف را می توان برای ایجاد طیف وسیعی از خواص فیزیکی و مکانیکی برای ورقه ورقه کامپوزیت کنترل کرد. ریخته گری GFRC بدون قاب فولادی معمولاً برای کاربردهای صرفاً تزئینی مانند تزئینات پنجره، ستون های تزئینی، فریزهای بیرونی یا پانل های دیواری شبیه سنگ آهک استفاده می شود.
خواص[ویرایش]
از رفتار بتن های تقویت شده با فیبر شیشه ای تحت نیروهای کششی، فشاری، خمشی و برشی همراه با تخمین‌های رفتار تحت تأثیرات بارگذاری ثانویه مانند خزش، پاسخ حرارتی و حرکت رطوبت برای طراحی پانل‌های بتنی تقویت‌شده با الیاف شیشه استفاده می‌کنند.
تفاوت هایی بین فلزات ساختاری و کامپوزیت های تقویت شده با الیاف وجود دارد به عنوان مثال، فلزات به طور کلی تسلیم و تغییر شکل پلاستیکی را نشان می‌دهند، در حالی که بیشتر کامپوزیت‌های تقویت‌شده با الیاف در ویژگی‌های تنش-کرنش کششی خود الاستیک هستند. با این حال، ماهیت متفاوت این مواد در مقیاس میکروسکوپی مکانیسم هایی را برای جذب انرژی بالا قابل مقایسه با فرآیند تسلیم فراهم می کند. بسته به نوع و شدت بارهای خارجی، ورقه ورقه های کامپوزیت ممکن است به تدریج از نظر خواص تخریب شود، اما معمولاً به شکل فاجعه‌باری خراب نمی‌شود. مکانیسم های ایجاد آسیب و رشد در سازه های فلزی و کامپوزیت نیز کاملاً متفاوت است.یکی دیگر ویژگی های مهم بسیاری از کامپوزیت های تقویت شده با الیاف، داشتن مقاوم در برابر خوردگی بالا، ظرفیت میرایی بالا و ضرایب انبساط حرارتی پایین آنهاست.
پنل های معماری بتنی تقویت شده با الیاف شیشه ظاهر کلی پنل های بتنی پیش ساخته را دارند، اما از چند جهت با هم تفاوت دارند. به عنوان مثال، پنل های GFRC به طور متوسط وزن کمتری نسبت به پنل های بتنی پیش ساخته به دلیل کاهش ضخامت آنها دارند. وزن کم آنها بارهای وارد شده بر اجزای سازه ای ساختمان را کاهش می دهد و ساخت اسکلت ساختمان را اقتصادی تر می کند.
پنل ساندویچی[ویرایش]
ساندویچ پنل ترکیبی از سه یا چند ماده است که به یکدیگر متصل شده و یک پنل ساختاری را تشکیل می دهند. از استحکام برشی یک ماده هسته با چگالی کم و مقاومت فشاری و کششی بالای GFRC برای به دست آوردن نسبت های مقاومت به وزن بالا استفاده می کند.
ساندویچ پنل های GFRC در کتابخانه عمومی لوپ د وگا در Tres Cantos، مادرید
عملکرد پنل های ساندویچی و عملکرد اجزای جداگانه را می توان با قیاس با یک I-beam توصیف کرد. هسته در یک پنل ساندویچی با شبکه یک I-beam قابل مقایسه است که از فلنج ها پشتیبانی می کند و به آنها اجازه می دهد به عنوان یک واحد عمل کنند. شبکه I-beam و هسته پنل های ساندویچی تنش های برشی تیر را تحمل می کنند. هسته در یک پنل ساندویچی با شبکه یک پرتو- آی تفاوت دارد زیرا پشتیبانی مداوم از روکش‌ها را حفظ می‌کند و اجازه می‌دهد روکش‌ها تا یا بالاتر از مقاومت تسلیم خود بدون چین خوردگی یا کمانش کار کنند. بدیهی است که پیوندهای بین هسته و روکش ها باید قابلیت انتقال بارهای برشی بین این دو جزء را داشته باشند و در نتیجه کل سازه را به یک واحد یکپارچه تبدیل کنند.
ظرفیت تحمل بار یک پنل ساندویچی را می توان با استفاده از فریم های فولادی سبک به طور چشمگیری افزایش داد.تفاوت قاب فولادی تقویت شده سبک و قاب فولادی معمولی در محصور بودن قاب در یک دیوار بتنی است. در قاب ها کناره های قاب فولادی بسته به نوع و بزرگی بارهای خارجی با دو یا چند لایه GFRC پوشانده می شود. این GFRC قوی و سفت در هر دو طرف ستون ها، حمایت کامل جانبی را ارائه می دهد و مانع از پیچش وخم شدن آنها می شود. پانل حاصل در مقایسه با بتن مسلح شده به صورت سنتی سبک بوده و در عین حال قوی و بادوام بوده و به راحتی قابل رسیدگی است.
کاربرد[ویرایش]
GFRC به صورت فوق العاده همه کاره است و به دلیل استحکام، وزن و طراحی، موارد استفاده زیادی دارد. رایج ترین جایی که این ماده را می بینید در صنعت ساختمان است. این در موارد بسیار سخت مانند روکش های معماری که چندین طبقه بالای پیاده روها آویزان است یا حتی بیشتر برای زیبایی مانند مبلمان داخلی مانند میزهای قهوه از GFRC استفاده می شود.
منابع[ویرایش]
This article "بتن های تقویت شده با الیاف شیشه" is from Wikipedia. The list of its authors can be seen in its historical and/or the page Edithistory:بتن های تقویت شده با الیاف شیشه. Articles copied from Draft Namespace on Wikipedia could be seen on the Draft Namespace of Wikipedia and not main one.
