روش کار با چکش اشمیت

آزمایش بر اساس این اصل است که بازتاب یک جرم ارتجائی به سختی سطح در مقابل جرمی که به آن برخورد می کند وابسته است. در چکش اشمیت جرم متصل شده به فنر وجود دارد که با کشیدن فنر تا نقطه مشخصی ، مقدار انرژی ثابتی به آن داده می شود. این کار با فشار دادن چکش به سطح صاف بتن انجام می شود . بعد از آزاد کردن ، جرم تحت اثر بازتاب میله چکش ( که هنوز در تماس با سطح بتن است ) قرار می گیرد و مسافتی که توسط جرم طی می شود و برحسب درصدی از انبساط اولیه فنر بیان می شود، عدد بازتاب نامیده می شود. این مقدار توسط یک نشانه که در طول یک مقیاس مدرج است حرکت می کند ، نشان داده می شود . عدد بازتاب یک اندازه مطلق است ، چون به انرژی ذخیره شده در فنر و به اندازه جرم وابسته می باشد.

مطالعات نشان داده است که سختی سنگ ها با مقاومت فشاری تک محوری و مدول کشسانی سنگ ها در ارتباط است در واقع سختی یکی از مفاهیم رایج است که برایتوصیف رفتاری سنگ‌ها بکار می رود. سختی تابعی از عوامل ذاتی چون نوع کانی ها، ابعاد دانه ها، چسبندگی مرزی کانی ها، مقاومت و رفتار الاستیک و پلاستیک سنگ می باشد. ترکیب و اندرکنش این عوامل، تعیین کننده سختی یک سنگ است. روش های متعددی برای تعیین سختی سنگ پیشنهاد شده است که یکی از این روش‌ها بکارگیری وسیله ای به نام چکش اشمیت است. که معروف به آزمایشهای واجهشی یا دینامیکی است. در این دسته از آزمایش ها از یک چکش یا وزنه برای ضربه زدن به سطح سنگ استفاده می شود و ارتفاع واجهش وزنه مقیاسی برای سنجش سختی است. هرگونه رفتار پلاستیک یا تغییر شکل بر اثر ضربه، انرژی الاستیک واجهش چکش را کاهش می دهد. این آزمایش برای تعیین سختی سنگ و بتون با استفاده از چکش اشمیت در صحرا و یا آزمایشگاه بکار می رود. با استفاده از این سختی می توان خصوصیات دیگر سنگ و بتن را مانند مقاومت فشاری آن، تخمین کرد. این روش که توسط انجمن بین المللی مکانیک سنگ ISRM به صورت استاندارد در آمده است. در مورد سنگ های خیلی نرم یا خیلی سخت دارای محدودیت هایی بوده است و نتایج قابل اطمینانی ارائه نمی دهد.چکش های اشمیتی که جهت تخمین مقاومت فشاری بتنبکار می رودانرژی ضربه فنر در حدود 2.207ژول دارند که برای سازه های بتنی که مقاومتی بین 10 تا 70 مگاپاسکال دارند مناسب است.

نکاتی که در انجام این آزمایش می بایست مد نظر قرار داد. عبارتند از:

1- این آزمایش تخمینی از عدد بازگشتی بتن سخت شده توسط چکش فولادی با نیروی محرکه فنر می‌باشد.

2- از این تست می توان در تعیین یکنواختی بتن درجا استفاده کرد برای تشخیص مناطقی از سازه که بتن ضعیف یا خراب دارد. همچنین برای روند افزایش مقاومت بتن کاربرد دارد.

3- برای تخمین مقاومت بتن لازم است بین مقاومت بتن و عدد بازتاب رابطه ای بدست آورد. این رابطه برای هر طرح اختلاط بتن متفاوت خواهد بود. برای تخمین مقاومت در حین ساخت باید مقاومت نمونه های مکعبی در آزمایشگاه تعیین گردد و با استفاده از آن رابطه مذکور بدست آید. برای تخمین در بتن های ساخته شده باید رابطه فوق براساس تعیین مقاومت نمونه های کر بدست آمده از سازه تعیین شود. (ACI-228 R روشهای تعیین مقاومت درجا بتن )

4- برای یک طرح اختلاط مشخص عدد بازتاب تحت تاثیر عوامل مختلفی از جمله رطوبت سطحی بتن ، روش بدست آوردن سطح نمونه و عمق کربناتاسیون بتن تاثیر می گذارد . این عوامل بایستی در رابطه ای که برای تخمین مقاومت بدست می آید و تفسیر نتایج تاثیر خودش را نشان دهد.

5- با توجه به تخمینی بودن این آزمایش نمی تواند تعیین کننده در رد یا قبول بتن باشد.

6- براساس موارد مندرج در استاندارد ASTM-C805 و نشریه 72 و همچنین 283-ک مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن ، نتایج حاصل از این روش تنها محدود به کیفیت لایه سطحی بتن (عمق حدود 30 میلیمتر ) بوده و تعیین مقاومت فشاری واقعی بتن با آزمایش شکستن (جک مقاومت فشاری) بتن امکانذیر می باشد. علاوه بر ان از این وسیله بیشتر به منظور مقایسه بتن های با نسبت اختلاط و میزان رطوبت یکسان استفاده می شود.

وسایل آزمایش :

- چکش بازتاب (اشمیت)

- سنگ سنباده جهت سائیدن سطح بتن هوازده و همچنین مسطح کردن سطح بتن

- سندان یا صفحه فولادی از جنس فولاد بسیار سخت با قطر 15 سانتیمتر جهت کالیبراسیون

انتخاب سطح آزمایش :

- حداقل ضخامت عضو مورد آزمایش 100 میلیمتر می باشد.

- مناطق متخلخل و دارای ترک و پوسته شده و هوازده نباشد.

- در مناطق ماله کشیده شده و زبر اعداد بزرگتری نسبت به مناطق قالب بندی شده می دهد.

آماده کردن سطح :

- سطح انتخابی حداقل 150 میلیمتر

- سائیدن محل مذکور درصورتی که زبر یا ناصاف یا پوسته شده است و مسطح کردن آن

- سطح خیس عدد کمتری می دهد. و سطح زبر عدد بیشتر . سطوح کربناته باید قبل از آزمایش به مدت 24 ساعت خیسانده شود. یا سطح کربناته برداشته شود.

- بتن های روی سطح زمین با سایر بتن های قسمت های سازه ای نبایستی با هم مقایسه شوند.

مواردی که در جوابها تاثیر می گذارد.

- بتن یخ زده عدد بسیار بیشتر می دهد

- دمای چکش اشمیت تاثیر دارد ( دمای کمتر از 18- سانتی گراد)

- جهت ضربه ( عمودی ، افقی )

- چکش های مختلف حتی از یک کارخانه از یک تا سه واحد اختلاف دارند.

- عدم کالیبراسیون و سرویس کردن دستگاه

- جوابهای یکسان در روی صفحه کالیبره تائید کننده جوابهای صحیح برای نمونه های دیگر نمی باشد.

روش آزمایش :

1) چکش اشمیت : پلانژر(میله چکش) روی نمونه قرار گرفته و با فشار دادن چکش به سنگ، به داخل بدنه فرو می رود. این عمل باعث فشرده شدن فنر داخل چکش می گردد. ضامن فنر در سطح انرژی تراکمی مشخصی آزاد شده و به وزنه ای که بالای پلانژر قرار دارد ضربه وارد می کند. ارتفاع واجهش وزنه از روی خط کش قرائت می شود و به عنوان مقیاسی برای تعیین سختی استفاده می شود. این وسیله قابل حمل بوده و در همه جا قابل استفاده است. مدلهای گوناگونی از چکش اشمیت با سطوح انرژی متفاوتی ساخته شده است. برای مثال چکش نوع L انرژی ضربه ای معادل 74/0 نیوتن متر تولید می کند.

2) قاعده فولادی : قاعده فولادی به وزن حدودی 20 کیلوگرم که نمونه را محکم در داخل خود نگه می دارد. نمونه های استوانه ای شکل داخل یک غلاف V شکل یا استوانه ای شکل با شعاعی برابر شعاع مغزه قرار می گیرند.

3) آنویل(سندان) فولادی استاندارد برای کالیبره کردن چکش : نمونه مورد آزمایش باید معرف سنگ مورد مطالعه باشد. در صورت امکان بهتر است که از قطعات بزرگتر برای آزمایش استفاده شود. چکش اشمیت نوع باید روی مغزه های (54 میلی متر) یا بزرگتر و یا نمونه های بلوکی شکل که هر ضلع آنها حداقل 6 سانتی متر باشد مورد استفاده قرار گیرد.

مراحل انجام آزمایش:

الف) چکش اشمیت قبل از هر آزمایش توسط یک آنویل (سندان) استاندارد، کالیبره می شود. میانگین ده قرائت روی آنویل استاندارد محاسبه شده و از آن برای تعیین ضریب تصحیح استفاده می شود.

ب) سطحی از نمونه که زیر پلانژر قرار می گیرد باید کاملا صاف و پرداخته شده باشد (چه در صحرا و چه در آزمایشگاه). این سطح و همچنین ماده سنگی زیر آن از هر گونه ناپیوستگی موضعی مربوط به توده سنگ باشد.

پ) قطعات مجزا و سنگ را باید محکم به یک پایه صلب بست تا نمونه در طی آزمایش از هرگونه تکان یا لرزش محفوظ باشد.

ت) مقدار سختی بدست آمده بستگی به راستای قرار گیری چکش دارد. طبق پیشنهاد ISRM بهتر است که چکش در یکی از سه وضعیت قائم به سمت بالا، افقی و یا قائم به سمت پایینقرار بگیرد.

- در هر سطح آزمایش 10 بار انجام شود و فاصله هرکدام از هم 2.5 سانتیمتر کمتر نباشد و چنانچه سطح بتن خرد و شکسته شود آن نتیجه قابل قبول نیست.

- اعدادی که بیش از 6 واحد با میانگین فاصله دارند حذف گردد.

- اگر بیش از 2 نمونه حذف شود کل آزمایش باطل است.

در هر حالت مقدار انحراف چکش نباید بیشتر از مثبت و منفی 5 درجه باشد. در صورتی که امکان انجام آزمایش در هیچ یک از جهات ذکر شده نباشد می توان آزمایش را با زاویه ای دلخواه انجام داد و سپس نتایج را برای حالات قائم و یا افقی تصحیح نمود. منحنی تصحیح معمولا توسط کارخانه سازنده چکش ارائه می شود. زاویه قرارگیری چکش و هرگونه تصحیح انجام شده روی نتایج باید یادداشت و گزارش گردد.

ث)دست کم 20 آزمایش مجزا باید روی هر نمونه سنگ انجام گیرد. نقاط مورد آزمایش باید حداقل به اندازه قطر پلانژر از هم فاصله داشته باشند. درصورت ایجاد هرگونه درزه و ترک بر اثر ضربه وارده، نتایج آزمایش باطل و نمونه مربوطه برای آزمایش های بعدی غیر قابل استفاده خواهد بود. وجود هرگونه خطا در آماده سازی نمونه و روش آزمایش باعث ایجاد مقادیر پایین تر سختی می شود.

◄ محاسبات:

ضریب تصحیح قرائت ها با توجه به کالیبراسیون چکش از رابطه زیر بدست می آید:

مقدار سختی استاندارد ویژه سندان

-------------------------------------------------- = ضریب تصحیح

میانگین 10 قرائت انجام شده روی سندان کالیبراسیون

برای تعیین سختی اشمیت با توجه به اینکه احتمال وجود خطا در مقادیر پایین بیشتر است، ابتدا نیمی از داده ها که کمترین مقدار را دارند حذف شده و از بقیه داده ها میانگین گرفته می شود. این میانگین در ضریب تصحیح ضرب شده و عدد حاصل به عنوان سختی واجهشی اشمیت در نظر گرفته می شود . با استفاده از سختی واجهشی اشمیت ، می توان بر اساس جداول ارائه شده توسط کارخانه سازنده و زاویه برخورد چکش به نمونه ، مقاومت فشاری سنگ را تخمین زد.

دقت و خطا :

فاصله بزرگترین و کوچکترین اعداد قرائت شده نباید بیش از 12 واحد اختلاف داشته باشند . تخمین میزان خطا ممکن نیست.

گزارش نتایج :

- تاریخ و زمان آزمایش

- توضیح دقیق مکانهای انجام آزمایش و ابعاد عضو مورد بررسی

- توصیف اختلاط بتن و ابعاد درشت دانه

- مقاومت مشخصه بتن

- مشخصات سطح : سطح پودر شده یا ترک دار، پشت بند بودن سطح آزمایش ، نحوه قالب گیری ، نحوه آماده کردن سطح ، نحوه تماس با هوا و محیط اطراف

- مشخصات چکش : شماره سریال و ...

- دمای هوا

- زاویه چکش حین آزمایش

- میانگین اعداد قرائت شده

- نکات مهم از جمله اعداد حذف شده و شرایط غیر عادی

◄ منابع:

1-اورت هوک ؛ ترجمه‌ی طاهریان؛ "مهندسی سنگ کاربردی" ، انتشارات دهخدا، چاپ اول

2-وتوکوری؛ ترجمه ی محمد فاروق حسینی؛ "در آمدی بر مکانیک سنگ" ، نشر کتاب دانشگاهی، چاپ چهارم.

3-سید رحمان ترابی؛ "مقدمه‌‌ای بر مکانیک سنگ" ، انتشارات دانشگاه شاهرود، چاپ اول.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

روغن قالب بتن

روغن قالب بتن یک نوع روغن شیمیایی رها کننده قالب بتن است که بر پایه مواد نفتی با استفاده از ترکیب روغنهاى مخصوص و مواد شیمیایى ساخته می شود بطوری که محلول در آب بوده و خواص برترى نسبت به روغنهاى قالب معمولى دارد. این روغن در واکنش با مواد شیمیایى موجود در بتون یک لایه نازک دافع آب در سطح قالب تشکیل می دهد و باعث جدا سازی آسان قالب از بتن مى شود و از قالبهاى چوبى و فلزى محافظت می کند. برای جلوگیری از چسبندگی قالب به بتن و کنده شدن بتن باید از روغن قالب استفاده کرد.

روغن، امولسیونی است که با ایجاد یک لایه نازک روی سطح قالب باعث سهولت جدا شدن قالب از بتن می شود. به همین منظور به هیچ وجه از روغن سوخته استفاده نمی شود.

خواص روغن قالب بتن: روغن قالب بتن باعث صاف و صیقلی شدن سطح بتن می شود. برای صرفه جویی در هزینه و زمان قالب بندی بتن از روغن قالب بتن استفاده می کنند. برای عدم نیاز به اعمال ضربات مکانیکی و افزایش عمر مفید قالب های بتن از روغن قالب بتن استفاده می کنند. روغن قالب بتن باعث قابلیت پوشش دهندگی مطلوب روی سطح قالب بتن می شود.

مزایا روغن قالب بتن: امکان استفاده از روغن قالب بتن برای انواع قالب های بتنی وقالب فلزی و قالب چوبی و قالبپلاستیکی وقالب فایبر گلاس. تمیز سازی سریع و آسان قالب های بتن با استفاده از روغن قالب بتن. روغن قالب بتن بر پایه آبی نیست چون باعث زنگ زدگی قالب ها خواهد شد و با بتن به سادگی ممزوج نیست.

مشخصات روغن قالب بتن: وزن روغن قالب بتن 83/0کیلوگرم است. رنگ روغن قالب بتن قهوه ای تیره است. شکل روغن قالب بتن به شکل مایع با ویسکوزیته پایین است.

مقدار مصرف روغن قالب بتن: 20الی40 متر مربع به ازای هر لیتر روغن قالب بتن بسته به سطح قالب بتن است

.

طریقه مصرف روغن قالب بتن: سطح قالب ها را می توان به وسیله پیستوله یا برس یا غلطک به وسیله روغن قالب بتن اندودکرد

نکته ایمنی روغن قالب بتن

روغن قالب بتن قابلیت اشتعال دارد، پس حتمی باید نکات ایمنی در مورد نگهداری روغن قالب رعایت شود. و در زمان مصرف روغن قالب بتن از دستکش و عینک ایمنی استفاده شود.

طریقه نگهداری روغن قالب بتن: روغن قالب بتن در ظروف در بسته و شرایط محیطی مناسب به دور از هر نوع آلودگی مخصوصا ورود هر گونه گرد وغبار حداقل تا 18 ماه از تاریخ تولید قابل نگهداری است. نکات ایمنی روغن قالب بتن: روغن قالب بتن قابلیت اشتعال دارد، می باید نکات ایمنی را در مورد مواد قابل اشتعال رعایت کرد. در هنگام استفاده از روغن قالب بتن از دستکش و عینک ایمنی استفاده فرمایید.

نویسنده : کلینیک  بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

روند اجرای کفپوش اپوکسی

 زیبائی ظاهری کفپوش

 یک دست بودن کفپوش

 قابلیت نظافت آسان کفپوش

مراحل اجرا

 اجرای ساب برای تمام سطوح و در صورت لزوم اجرا اسکراچر

 اجرای پرایمر مخصوص بتن

 اجرای بتونه کاری

 اجرای تاپ کوت به روش شانه ای

مواد اولیه

1-مواد اولیه مورد استفاده از جمله رزین و هاردنر موادی هستند که مستقیما از اروپا وارد شده اند.

2-مواد اولیه مورد استفاده از جمله رزین و هاردنر موادی هستند که کلیه مراحل ساخت و ترکیب مواد و ساخت اپوکسی در کارخانه شرکت کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران انجام می گیرد.

نویسنده : کلینیک  بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن

ژئوتکستایل و الیاف پلی استر

پیچیدگی رفتار سازه ای در برابر بارهای تصادفی، سازه های بلند و سازه های خاص در محیطهای دریایی و غیره موجب شده نگرش جدید در بکار بردن مواد و مصالح وفرآورده های جدید ساختمانی با رفتار و خواص متفاوت از آنچه تاکنون در ساخت سازه ها بکار می رفته است بوجود آید.

در این تحقیق به بررسی نقش انواع رزین ها، الیاف و مواد کامپوزیت در مقاوم سازی سازه های بتنی پرداخته شده است. تقویت کننده ها الزاماً به شکل الیاف بلند نیستند، بلکه ممکن است بشکل ذره، پولک، موی ‏‎(Whisker)‎‏ و الیاف غیرمداوم، الیاف مداوم و ورقه باشند. اکثر مواد در شکل لیفی خود محکمتر و سفت تر از دیگر اشکال هستند و به این دلیل تقویت کننده های لیفی مصرف بیشتری دارند. ‏

‏در دهه اخیر مواد کامپوزیتها، پیشرفت شایانی کرده اند این به دلیل ویژگیهای منحصر به فردی است که در این مواد به چشم می خورد. امکان بکارگیری کامپوزیتها در بسیاری از زمینه های صنعتی فراهم شده است. در این میان میتوان به موارد ذیل اشاره کرد؛ استفاده از کامپوزیتها در صنعت هوافضا بخاطر خواص استثنایی از قبیل مقاومت، سختی، سبکی، پایداری حرارتی و غیره ای است که این مواد از خود نشان می دهند و این امکان را فراهم می سازند که بتوان به افزایش کارایی و عملکرد ساختار هوا فضا کمک کرد ‏‎]‎‏1‏‎[‎‏.

یکی دیگر از کاربردهای الیاف در ساخت فضاپیماهای شاتل است. همانطور که می دانیم شاتل در پروازهای خود متحمل انواع شوکهای حرارتی می شود، بویژه هنگام ورود به اتمسفر تفاضل دما در دماغه مخروطی شکل آن در صورت بکارگیری هر نوع فلز سبب ذوب شدن آن می شود. اما بکارگیری الیاف کربن (گرافیت) در کنار رزین گرما سخت از نوع اپوکسی نه تنها موجب حل مشکل فوق گردید بلکه منجر به کاهش وزن شاتل به میزان 400 کیلوگرم نیز شد که این خود به تنهایی موفقیت بزرگی بود. از کاربردهای دیگر کامپوزیتها می‌توان به ساخت بدنه قطارها و لوکوموتیوها اشاره نمود .

بسیاری از انواع مواد مهندسی، نوعی کامپوزیت محسوب می‌شوند . هم مواد ترموست (گرما سخت) و هم مواد ترموپلاستیک (گرمانرم) جهت فراهم نمودن خواص فیزیکی بهتر برای کامپوزیتهای حاصل مورد مصرف در صنایع شیمیایی قابل تقویت شدن می‌باشند.

پلی استرها ترکیبات فنولیک، اپوکسی ها، وینیل استرها و فوران ها بعنوان رزین دامنه وسیعی از کاربردها را بخود اختصاص می دهند. از مواد تقویت کننده متداول نیز می‌توان به شیشه، آزبست، گرافیت، الیاف آلی و فلزی اشاره نمود. اصولاً هدف از استفاده کامپوزیتها در صنایع شیمیایی را می‌توان بطور خلاصه بصورت دستیابی به موادی با خواص فیزیکی و شیمیایی بهتر خلاصه نمود. از متداولترین و پرمصرف ‌ترین تقویت کننده های این صنعت ( شیمیایی ) می‌توان به شیشه اشاره نمود. مهمترین ماتریسهای مورد استفاده نیز عبارتند از : پلی استرهای با مصرف عمومی ، پلی استرهای ایزوفتالیک، پلی استرهای بیس فنل، پلی استرهای مقاوم شیمیایی هالوژنه،رزینهای وینیل استر، اپوکسیها و فورانها. ‏
‏ ‏

کاربرد مواد کامپوزیت در صنعت ساختمان

کاربرد کامپوزیت را می‌توان در محیط زیست، هیدرولیک، سازه و حتی ژئوتکنیک مشاهده کرد. مواد کامپوزیت استفاده شده در مهندسی ساختمان را می‌توان به سه دسته تقسیم کرد :

الف) ملات ‏‎-‎‏ الیاف

ب ) بتن ‏‎-‎‏ الیاف

ج ) سیمان ‏‎-‎‏ الیاف‏

امروزه در مهندسی ساختمان استفاده از آرماتورها و کابلهای غیرفلزی ‏F R P‏ تهیه شده از مواد کامپوزیت جهت مسلح کردن سازه ها مطرح شده است . این مواد جهت سازه های بتنی به خصوص پلها، سازه های دریایی و ... کاربرد دارند‏‎]‎‏2‏‎[‎‏.

کامپوزیت ترکیبی از دو ماده الیاف و ماتریس می‌باشد . الیاف می‌تواند از جنس های گوناگون بوده و به صورت منظم و یکنواخت و یا به صورت غیرمنظم و پراکنده در محیط ماتریس قرار گیرد . در واقع سه نوع از الیاف در مهندسی ساختمان متداولترند که عبارتند از :‌الیاف شیشه ای ، آرامید و الیاف کربن. ماتریس های معمول در کاربردهای مهندسی ساختمان عموماً از خانواده ماتریس های پلیمری بوده که مهمترین آنها اپوکسی و پلی استر می باشند. در ضمن مواد کامپوزیت جهت مقاوم سازی سازه های بتون مسلح نیز کاربرد دارند که با استفاده از ورقهای کامپوزیت که در سطح خارجی سازه بتنی اتصال داده می‌شود عمل مقاوم سازی انجام می گیرد . این ورقه ها از جنس الیاف شیشه، آرامید، و یا کربن هستند .

اصولاً عمل مقاوم سازی به منظور بهبود رفتار مکانیکی دالها، شاه تیرها، تیرها و ستونها که میزان آن بستگی به نوع الیاف و مقدار لایه پوششی دارد . که این عمل با استفاده از ماسه پاشی جهت زبر کردن سطح و برداشتن لایه غیرمقاوم و سپس اتصال به دو صورت پلیمریزاسیون پس ازآغشته شدن در محل و یا استفاده از چند لایه کامپوزیتی که با رزین واسط به سطح چسبانده می‌شود صورت می گیرد . این روش جهت مقاوم سازی سازه در مناطق زلزله خیز شناخته شده است و هم اکنون در کشورهای صنعتی جهت مسلح کردن تیرها و ستونها و ... استفاده می‌شود.

در اینجا بیشتر به بحث پیرامون انواع رزینها و تقویت کننده های مورد مصرف در صنعت فوق می پردازیم.

‏

الف) تقویت کننده های لیفی

در صنایع ساختمانی به منظور بالا بردن میزان مقاومت و سختی سازه ها، تقویت کننده های مختلفی استفاده می شود.

تقویت کننده ها الزاماً به شکل الیاف بلند نیستند ممکن است بشکل ذره، پولک، موی ‏‎(Whisker)‎‏ و الیاف کوتاه، الیاف پیوسته و ورقه باشند. اکثر مواد در شکل لیفی خود محکمتر و سفت تر از دیگر اشکال خود هستند و به این دلیل تقویت کننده های لیفی مصرف بیشتری دارند.

در حقیقت نباتات بزرگترین مواد اولیه الیاف هستند . مثلاً الیاف سلولزی به شکل پنبه، کتان و کنف در صنعت نساجی به کار می روند و چوب و کاه در صنعت کاغذسازی مصرف می‌شوند. سایر الیاف طبیعی مانند مو، پشم و ابریشم شامل اشکال مختلفی از پروتئین هستند ‏‎]‎‏3‏‎[‎‏. الیاف شیشه در اشکال مختلف خود ، معمولی ترین تقویت کننده برای ماتریس های پلیمری اند، الیاف کولار (نوعی آرامید ) که توسط شرکت دوپونت در سال 1960 ساخته شد بسیارسفت تر و سبکتر از الیاف شیشه هستند. سایر الیاف که ترکیبی از استحکام بالا و سفتی زیاد در آنها وجود دارد عبارتند از الیاف بور، سیلیکون کاربید، کربن و آلومینا (‏Al2O3‎‏) تمام این الیاف در نیمه دوم قرن بیستم توسعه یافتند از طرفی الیاف سرامیکی بین سالهای 1970 تا 1980 به روش های جدید تکامل یافته است.

کاربرد الیاف به عنوان یک ماده مؤثر مهندسی مبتنی بر سه خصوصیت مهم است:

1 ‏‎-‎‏ قطر کوچک نسبت اندازه دانه ها یا واحدهای ساختاری ریز (‏Microstructueral‏)، این امر باعث می‌شود که پخش بیشتری از استحکام نسبت به حالتی که به شکل توده ای است به دست آید.

این نتیجه مستقیم اثر اندازه است، بدین معنی که اندازه کوچکتر عامل نقص کمتر در ماده می‌شود.‏

‏2 ‏‎-‎‏ نسبت طول به قطر( ‏‏ )زیاد، که این امر سبب می‌شود که بخش بسیار زیادی از بار به کار رفته از طریق ماتریس به الیاف قوی و سفت منتقل شود.

3 ‏‎-‎‏ درجه انعطاف پذیری بسیار بالا که مشخصه مدول بالای ماده و قطر کوچک آن است. این انعطاف پذیری کاربرد روشهای مختلف برای ساخت کامپوزیتها با الیاف را امکان پذیر می سازد.

متداولترین انواع تقویت کننده هایی که در ساخت این کامپوزیتها بکار می روند. شیشه می‌باشد که بدلیل خواص ویژه ای که دارد در اغلب سازه ها از آن به اشکال گوناگون استفاده می شود.

به هر حال کامپوزیتهای تقویت شده با الیاف شیشه ای بزرگترین گروه را در بین کامپوزیتهای با ماتریس پلیمری به خود اختصاص داده اند.

ب) رزینها

تقریبا کلیه پلاستیکها میتوانند بعنوان ماتریس سازه های کامپوزیتی مورد استفاده واقع شوند از متداولترین و پرمصرف ترین آنها در صنایع ساختمانی بعلت ارزان قیمت بودن و سهولت ساخت می‌توان به رزینهای پلی استر غیر اشباع ، اپوکسی ها و تا حدی آکریلیکها اشاره نمود. از گروههای اتصال دهنده اکریلیک می‌توان جهت بالا بردن مقاومت محیطی سازه استفاده نمود.

‏

نتیجه گیری

وجود الیاف در ماتریس سیمانی شکننده سبب کاهش عرض ترک خوردگی و افزایش مقاومتهای خمشی و کششی میشود و در نتیجه طاقت شکست افزایش می یابد. آگاهی از ویژگیهای الیاف اهمیت زیادی در طراحی سازه ها دارد.

عوامل مهمتر انتخاب الیاف عبارتند از مقاومت کششی، بالا بودن نسبت ضریب ارتجاعی الیاف به ضریب ارتجاعی ماتریس که انتقال تنش را از ماتریس ممکن میسازد. ‏

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

ژئوتکستایل

کاربردها:

ژئوتکستایل به خاطر ایفای نقش های متنوع دارای زمینه های کاربردی فراوانی می باشد که در زیر چند کاربرد عمده آن آمده است:

1- فیلتراسیون

2- زیرسازی جاده

3- روکش جاده

4-کنترل فرسایش

5-دیوارهای محافظ

6- کنترل فرسایش

7-کنترل نگهداری ضایعات

8-سیستم جمع‌آوری مایعات و گاز

9-حفاظت ژئوممبرین

10ثبات و تحکیم خط‌های آهن

11-احداث مخازن ذخیره اب و مواد شیمیایی

12- مخازن فاضلاب و لندفیل ها در ایزولاسیون تونل ها

13-کانال های اب رسانی

14-در احداث و فونداسیون سازی ساختمان

15-جلوگیری از فرسایش سواحل

16- در اجرای انواع خطوط اهن

17- در زیر سازی و روکش اسفالت

18-تحکیم بستر خاکریزه ها

19-استفاده در خطوط انتقال اب

20-زیر سازی چمن مصنوعی

21-احداث باند فرودگاه

22-انواع زهکشی ها از جمله سطحی و زیر زمینی

23-محل های دفن زباله

24-سیستم جمع اوری مایعات و گازها و غیره

25-تقویت(استحکام) و تثبیت سازی

کاربرد ژئوتکستایل در مهندسی:

1-زهکشی : آب زیرزمینی در روی ژئوتکستایل به خوبی جریان پیدا کرده و می تواند

به سمت نقاط خروجی هدایت شود.

2-فیلتریزاسیون : در صورتی که لایه ژئوتکستایل نفوذپذیر بین دو لایه خاک دانه ای

درشت و ریز قرار گیرد ، زهکشی به راحتی از لایه ریز به لایه درشت انجام شده و از نفوذ

دانه های ریز به لایه درشت جلوگیری می شود.

3-جداسازی : با استفاده از ژئوتکستایل می توان لایه های مختلف خاک را از هم جدا

گرد ؛ به عنوان مثال در احداث شاه راهها ، بستر رسی را می توان به کمک ژئوتکستایل از

زیر اساس شنی جدا نمود.

4-تسلیح : مقاومت کششی زیاد ژئوتکستایل باعث افزایش ظرفیت باروری زمین می

شود.

کاربرد های ژئوتکستایل در پروژه های عمرانی :

1-کاهش هزینه های مصالح مصرفی در زمان ساخت

2-تقویت بستر

3-کاهش ضخامت لایه های گوناگون خاک

4-جلوگیری از ایجاد ترک در روکشهای آسفالت

5-جداکننده بین لایه های گوناگون خاک جهت جلوگیری از تداخل دانه بندیها به یکدیگر

6-فیلتراسیون

7-سیستم های زهکشی
8-عمر فراوان آن در خاک

9-افزایش عمر سیستمهای طراحی شده

کاربری ژئوتکستایل به عنوان فیلتر در سدهای خاکی:

1-حفاظت شیب پایاب نسبت به فرسایش

2-هدایت روان آب های سطحی و نشت در پایین دست

3-حفاظت شیب سرآب

4-ایجاد زهکشی داخلی در سد

5-ایجاد فیلتر در زیر پوشش ریپ رپ برای جلوگیری از فرسایش داخلی و شسته شدن مصالح در پایاب و سرآب

اهمیت ژئوتکستایل ها:

بارها ، موج ها و گاهی یخ ها عمده منابع بارگذاری بر سازه های آبی و دریایی است . از بین عوامل فوق امواج ضمن اعمال فرسایش در بستر رودخانه یاکفه دریا می تواند نیروهای ضربه ای به سازه وارد نماید . اغلب تجارت های جهانی بوسیله کشتی ها و از طریق ورود وخروج به بنادر صورت می گیرد ، این امر نیازمند تثبیت و نگهداری راه های آبی است ، ضمن آنکه مسائل توریستی در کنار سواحل نیز یکی از عوامل درآمدزا برای کشورهاست و این امر بحث پایداری و تثبیت سواحل را مهمتر می سازد . مهندسی سواحل شروع نقطه ای برای استفاده از الیاف مصنوعی در دهه 1950 میلادی بوده است و درابتدا الیاف مصنوعی برای ساختن کیسه های بزرگ شنی و ماسه ای به منظور استفاده درموج شکن ها بوده است ، ازاین مواد به دلیل داشتن خصوصیاتی مانند وزن کم ، مقاومت بالا و طولانی مدت استفاده بیشتری گردید طوری که امروزه دو نوع الیاف مصنوعی بافته شده و بافته نشده برای پروژه های سد سازی ، جاده سازی ، ساخت راه آهنو تونل و دیگر کارهای مهندسی ژئو تکنیک استفاده می شود.

همچنین این مصنوعات جهت حفاظت سواحل دریا و رودها کاربری ایده آلی دارد . گونه های مختلف بافته نشده ژئو تکستایل می توانند جانشین برتری برای ریزدانه های زیرین (RIP RAP)و به طورکلی نقاطی که درمعرض فرسایش وجذرومدر قراردارد باشد . به طورکلی اجرای بسیارسریع و راحت ، مقاومت بالا ، هزینه کم ، پایداری دهها ساله ، تخریب کمتر طبیعت ، یکنواختی در اجرا وسایر ویژگی های آن باعث شده که در اکثر کشورها مورد استفاده قرارگیرد.

نقش تقویت کنندگی

ژئو تکستایل ها به طور کلی در توده خاک می توانند بوسیله توسعه نیروهای کششی نقش تقویت کنندگی داشته باشند. در واقع یک ژئو تکستایل استحکامی باعث تغییر واکنش آسفالت جاده نسبت به نیرو های وارده می شود . در این مکانیزم ، کرنش های موجود در توده خاک منجر به کرنش هایی در ژئو تکستایل کردیده که موجب بسیج نمودن نیرو های کششی در استحکامات می شود . و این نیرو ها در جهت محدود سازی حرکات خاک عمل کرده و موجب توزیع استخکام برشی اضافی می گردند . این فرایند موجب می شود تا سیستم خاک ژئوتکستایل ، استحکام برشی بزرگتری در توده خاک ایجاد کند . به بیان ساده تر منسوج با استحکام بالا کمبود استحکام توده خاک ضعیف را نموده و در کل مجموع آن دو در مقابل تنش های برشی کقاومت می کنند . پس این منسوج باید دارای مدول تنش –کرنشی اولیه بالایی باشد تا تنش ها را تحمل نموده و آنها را در محدوده بزرگتری پخش نماید . این کاهش فشار ها می تواند موجب کاهش قابل توجهی در ضخامت مورد نیاز لایه پی سنگی می شود .

ساخت شیب های با دوام و دیواره های حائل و سایر سازه های خاکی با ساختار های نگهدارنده همگی از موارد استفاده از این مصنوعات می باشد . از طرفی مقرون به صرفه بودن استفاده از این مصنوعات نسبت به روشهای سنتی (برای مثال دیوار های عمودی خاک تقویت شده نسبت به دیوارهای بتونی سنتی هزینه احداث کمتری دارد. )موجب شده که استفاده از این مصنوعات امروزه در پروژه های ژئوتکنیکی دارای اهمیت خاصی باشند.

نتیجه گیری کلی و نگاهی به آینده

بیش از 30 سال از مصرف ژئوتکستایلها در سازه ها و ساختمان می گذرد. با توجه به قدمت استفاده از ژئوتکستایلها در صنعت راه و ساختمان تجارب ارزنده‏ای در کشورهای مختلف در این زمینه کسب شده و علاوه بر این در هزینه‏های ساختمان و بهینه سازی انرژی صرفه‏جویی‏هایی صورت گرفته‏است.

امروزه علی‏رغم رکود در فعالیتهای ساختمانی کشور شاهد افزایش مصرف ژئوتکستایل در این صنعت می‏باشیم. علت امر را می‏توان به موارد زیر نسبت داد:

1- آمادگی صنعت ساختمان برای استفاده از فناوری‏های نو در این زمینه.

2- افزایش آگاهی و اطلاعات علمی و فنی در زمینه تولید ژئوتکستایل‏ها.

3-نتایج مثبت و تجربیات ارزنده از مصرف ژئوتکستایلها در مدت سه دهه گذشته در کشورهای مختلف.

4- وجود دستور‏العمل‏ها و استانداردهای موجود و در حال تهیه و تدوین.

5-تنوع کاربردهای جدید این محصولات.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))