۱-۱-مقدمه
با توجه به ضخامت و وزن پایین قطعات ساخته شده توسط بتن تقویت شده با الیاف شیشه, استفاده از آرماتور در ساخت این محصولات غیر ممکن است. به همین منظور در این شرایط برای بهبود رفتار بتن تحت بارهای کششی و خمشی و افزایش طاقت, از الیاف شیشه استفاده می شود.
از بتن تقویت شده با الیاف شیشه میتوان به منظور ساخت قطعات در اشکال و طرحهای مختلف استفاده کرد. در گذشته از این بتن تنها در تولید محصولاتی با کاربرد غیر سازهای در ترمیم ساختمانها, آستر فاضلاب, پوشش تونلها, دیوار محافظ بستر رودخانه و موانع صوتی, استفاده شده است. اما در سالهای اخیر, این بتن به عنوان مادهای با کاربرد سازهای قابل قبول در ساخت کف سالنهای صنعتی, سقفهای پیش ساخته و برجهای مخابراتی, مورد استفاده قرار گرفته است [۱۹].
پس از تعریف بتن مسلح به الیاف شیشه و بررسی روشهای مختلف تولید این بتن, در این فصل ویژگیهای بتن مسلح به الیاف شیشه و میزان ﺗﺄثیر الیاف شیشه بر روی خصوصیات مکانیکی این بتن مورد مطالعه قرار گرفته است.
۱-۲-بتن مسلح به الیاف شیشه (GFRC[1])
بتن مسلح به الیاف شیشه، مادهای کامپوزیت شامل یک ملات از سیمان هیدرولیکی و سنگدانه ریز است که با الیاف شیشه تقویت می شود. این بتن مقاومت فشاری بالای ملات سیمان را با مقاومت بسیار بالای خمشی و کششی که از جانب تقویت با الیاف به وجود آمده است، همراه میسازد [۲۰]. میزان الیاف به کار رفته در این بتن با توجه به کاربرد این محصول و شیوه تولید آن، بین ۱ تا ۶ درصد وزنی بتن مسلح به الیاف شیشه در نظر گرفته می شود [۲۰].
۱-۲-۱- ملاحظات اقتصادی استفاده از بتن مسلح به الیاف شیشه
استفاده از بتن مسلح به الیاف شیشه در همه موارد نسبت به بتن سنتی به صرفه تر نمی باشد؛ اما در مکانهایی که نیاز به پاشیدن بتن بر روی سطحی است که استفاده از روشهای سنتی در آن مشکل و زمان بر است و یا در پروژه هایی که سرعت اجرای بالا مدنظر است, هزینه استفاده از بتن مسلح به الیاف شیشه نسبت به بتن سنتی کمتر خواهد بود.
همانطور که گفته شد بتن مسلح به الیاف شیشه دارای سطح مقطع نازکی است، که سبب پایین بودن وزن این محصول می‌شود. این امر منجر به صرفه جویی در عملیات جابجایی، انبار کردن، حمل و نقل, نصب و در نتیجه کاهش هزینه و زمان ساخت و بهره برداری این بتن در مقایسه با بتن سنتی می‌شود. همچنین با توجه به وزن پایین این بتن, بارهای وارد بر اجزای ساختمان کاهش یافته و هزینههای تمام شدهی سازه کاهش مییابد [۲۰].
محصولات تولید شده توسط بتن مسلح به الیاف شیشه ایمن هستند، مقاومت شیمیایی خوبی دارند و پوسیده یا خورده نمی‌شوند. GFRC از مواد غیر آلی ساخته می‌شود و نمی‌سوزد. طراحی این بتن به گونهای است که قابلیت عبور شعلههای آتش و همچنین مقاومت مطلوبی در برابر آتش سوزی دارد. با این وجود بر اساس آئین نامهی ASTM E119 [21], بعد از گذشت ۱۵ دقیقه, دوام این بتن در مقابل آتش سوزی, به میزان عایق بندی و مقاومت حرارتی مصالح تشکیل دهندهی آن بستگی دارد.
بنابر آنچه که گفته شد, با توجه به ویژگیهای این بتن از جمله مقاومت در برابر ترک خوردگی, مقاومت در برابر تنشهای حرارتی و مقاومت قابل قبول این بتن در برابر حملهی مواد شیمیایی مضر, عمر مفید بتن مسلح به الیاف شیشه افزایش مییابد و هزینه های تعمیر و مرمت این بتن به حداقل میرسد.
۱-۳-روشهای ساخت بتن مسلح به الیاف شیشه
به طور کلی دو شیوه اصلی برای تولید بتن مسلح به الیاف شیشه وجود دارد:
- روش پیش مخلوط[۲]
- روش اسپری[۳]
۱-۳-۱- روش پیش مخلوط
در این روش برای تولید بتن مسلح به الیاف شیشه, ملات ساخته شده و الیاف بریده شده به طور همزمان داخل مخلوط کن با هم ترکیب میشوند [۱۶].
با توجه به کاهش کارایی بتن در صورت استفاده از الیاف شیشه, به‌منظور تولید یک بتن پیش مخلوط باکیفیت بالا، در مرحلهی اول تمام مصالح شامل سیمان، ماسه، آب و مواد افزودنی باهم در یک مخلوط‌کن ترکیب شده تا یک دوغاب باکیفیت و کارایی مناسب تولید شود. مرحله دوم، الیاف به‌آرامی به ملات اضافه میشوند [۲۰].
طول الیاف شیشه بکار رفته در روش پیش مخلوط بین ۱۲ الی ۲۵ میلیمتر است. حداکثر میزان الیاف قابل استفاده در این روش, ۳% وزنی بتن مسلح به الیاف شیشه میباشد [۲۰]. استفاده از مقادیر بیشتر الیاف, باعث گلوله شدن الیاف و کاهش کارایی بتن می شود.
[۱] Glass Fiber Reinforced Concrete
[۲] Premix
[۳] Spray