بتن اکسپوز چیست؟ | آشنایی با نکات و موارد استفاده از این نوع بتن

بتن اکسپوز، پنل‌هایی از پیش آماده شده و کاربردی

بتن اکسپوز یا بتن نما، پنل‌های از پیش آماده شده بتنی است که بر روی سطح پایانی کار، بر روی نماهای داخلی و خارجی و یا کف نصب می‌شود. استفاده از این نوع بتن و همچنین پیاده‌سازی آن، نیازمند رعایت کردن برخی نکات مهم است که در ادامه این مطلب تمامی آن‌ها را بیان می‌کنیم.

بتن اکسپوز چیست

بتن اکسپوز بر روی سطح پایانی سازه‌ها نصب می‌شود، در واقع، این نوع از بتن آخرین لایه است که بر روی سطوح نصب می‌شود و بر روی این پنل‌ها، از پوشش و یا مصالح دیگری استفاده نمی‌کنند. به همین دلیل، مقاومت و کیفیت نهایی سطح بتن اکسپوز به عنوان یک پوشش نهایی، اهمیت بالایی دارد.

برای این که مقاومت پنل‌ها در تحمل شوک‌های حرارتی و همچنین در برابر جذب آن افزایش پیدا کند، از افزودنی‌های خاصی استفاده می‌کنند. معمولا در پروژه‌های بزرگ، معماران از این نوع از بتن‌ها برای داشتن نمای یکپارچه بتنی استفاده می‌کنند. اگر به پل‌های بزرگ و برخی از ساختمان‌های سطح شهر نگاهی بیاندازید، متوجه می‌شوید که سازه‌های اصلی آن‌ها از بتن صاف تشکیل شده و هیچ نماکاری بر روی آن‌ها انجام نشده است. با استفاده از بتن اکسپوز دیگری نیازی به استفاده از مصالح دیگر برای پوشش سازه‌ها نیست و به همین دلیل، هزینه‌های نماکاری به طور چشمگیری کاهش می‌یابد.

در واقع بتن اکسپوز در سازه‌های بزرگ، به عنوان اولین انتخاب برای نماکاری محسوب می‌شود و به دلیل پایین بودن‌ هزینه‌های این نوع از بتن، نسبت به سایر مصالح، معمولا پیمانکاران و معماران ترجیح می‌دهند تا از آن استفاده کنند. البته لازم به ذکر است که بتن اکسپوز یا نما برای نماکاری داخلی ساختمان نیز استفاده می‌‎شود. پنل‌های از پیش ساخته شده اکسپوز، در انواع مختلفی تولید می‎‌شوند و در تمامی فصول سال، می‌توان از آن‌ها استفاده کرد.

بتن اکسپوز چیست

انواع بتن اکسپوز

بتن‌های اکسپوز در انواع گسترده‌ای تولید نمی‌شوند اما با این حال، امکان انتخاب را به پیمانکاران می‌دهد تا با توجه به مشخصات سازه خود، مناسب‌ترین گزینه را استفاده کنند. در ادامه انواع بتن اکسپوز معماری را بررسی می‌کنیم.

پنل‌های از پیش ساخته شده

بتن پیش ساخته با استفاده از قالب‌های از پیش آماده شده در کارخانه‌های تولید بتن ساخته می‎شود. در کارخانه‌ها، با استفاده از قالب‌های پرکاربرد، این نوع از بتن‌ها را در ابعاد و اشکال مختلف و بر اساس استانداردهای تولید بتن اکسپوز تولید می‌کنند. البته برای استفاده از این نوع بتن‌ها، باید نکاتی را هم رعایت کنید که به شرح زیر هستند.

  • تراز کردن و شاقول کردن بلوک‌ها، باید به روش استاندارد و طبق ضوابط انجام شود
  • بلوک‌ها و پنل‌های شکسته و ترک خورده مورد استفاده قرار نگیرند
  • با توجه به ابعاد و حجم بتن، باید از روش‌های مناسب برای نصب آن‌ها استفاده شود
  • شرایط مورد نیاز برای چسباندن این بتن‌ها به سطح مورد نظر باید به درستی فراهم شود

بتن‌های اجرا در محل

از پنل‌های اجرا در محل پروژه، معمولا در پروژه‌هایی مانند ساخت پل‌ها و ساختمان‌های بزرگ استفاده می‌شود و تمامی مراحل تولید و بتن‌ریزی نیز در محل پروژه انجام می‌شود. در برخی از پروژه‌های بزرگ، خرید بتن اکسپوز از پیش آماده شده می‌‎تواند هزینه‌های زیادی داشته باشد، به همین دلیل، در این مواقع معمولا پیمانکاران تصمیم می‌گیرند تا تمامی فرایند‌های قالب‌گذاری و بتن‌ریزی را در محل پروژه انجام دهند.

مزایای استفاده از بتن اکسپوز

بتن‌های اکسپوز به دلیل مزایای بسیار زیادی که دارند، معمولا برای اکثر سازه‌های بتنی استفاده می‎شوند. مهم‌ترین مزایای این نوع از بتن‌ها، به شرح زیر می‌باشد.

  • بتن اکسپوز با استفاده از مواد اولیه تولید بتن معمولی ساخته نمی‌شود و به همین دلیل، طول عمر بالایی دارد
  • وزن بتن نما، به دلیل شکل ظاهری و قالب‌بندی خاص، نسبت به سایر مصالحی که برای نمای داخلی و خارجی ساختمان‌ها استفاده می‎‌شود سبک‌تر است
  • تغییرات آب و هوایی بر روی این نوع از بتن‌ها تاثیری ندارد و به همین دلیل، از بتن نما می‌توان در تمامی فصول سال و شرایط اقلیمی استفاده کرد
  • بتن اکسپوز را می‌توان با ملات‌های چسبنده، چسب و حتی خشک اجرا کرد
  • بتن نما عایق صوتی و حرارتی بسیار خوبی است
  • به محیط زیست آسیبی نمی‌رساند
  • باعث ایجاد انعطاف‌پذیری در طراحی می‌شود
  • زمان اجرای بتن اکسپوز بسیار کوتاه است

بتن اکسپوز

نکات مهم برای خرید بتن اکسپوز

برای خرید بتن نما و یا همان اکسپوز، باید نکاتی را رعایت کنید و با توجه به آن‌ها، به خوبی در هزینه‌های خود صرفه‌جویی کنید و بهترین نمونه را متناسب با پروژه خود خریداری کنید.

ابعاد بتن

بتن‌های اکسپوز، معمولا در دو شکل مربعی و مستطیلی تولید می‎شود. به همین دلیل، باید با توجه به نوع چیدمان سقف، کف و دیواره‌ها و مدل و طرح نما، نوع مورد نظر خود را انتخاب کنید.

کیفیت بتن اکسپوز

یکی از نکات مهمی که در زمان خرید بتن نما باید به آن دقت داشته باشید، کیفیت ساخت و تایل‌ آن است. استحکام و مقاومت، تابیدگی و ناشاقولی، زیبایی و نوع روش روش نصب نیز از نکات دیگری است که باید آن‌ها را هم بررسی کنید.

قیمت بتن نما

یکی دیگر از فاکتورهای بسیار مهم برای خرید بتن نما، قیمت بتن اکسپوز است. این نوع از پنل‌ها با استفاده از روش‌های مختلفی تولید می‌شوند که می‌تواند بر روی قیمت نهایی آن تاثیرگذار باشد..

سخن پایانی

در این مطلب، مزایای استفاده از بتن اکسپوز و نکات مهم برای خرید آن را بررسی کردیم. این نوع از بتن‌ها، با توجه به هزینه کمتر نسبت به مصالح دیگر که برای نماکاری استفاده استفاده می‌شود و همچنین طول عمر بالاتر، برای نمای داخلی و خارجی ساختمان‌ها استفاده می‎شوند. البته برای استفاده از آن‌ها باید نکاتی را هم رعایت کنید و اجرای آن را با استفاده از استانداردها و ضوابط موجود انجام دهید تا به مشکلی برنخورید. به همین دلیل، برای اجرای این نوع از سازه‌ها، بهتر است از پیمانکاری مجرب استفاده کنید تا بتوانید به خوبی در هزینه‌ها صرفه‌جویی کنید و از بروز اتفاقات ناگوار و خسارت‌های جانی و مالی جلوگیری کنید.

بتن پیش ساخته چطور با جی اف آر سی ترکیب پیدا می کند ؟

کاربرد بتن مسلح به الیاف شیشه (GFRC) درصنعت بتن پیش ساخته و کاربردهای معماری

 

مصالح GRC دارای مزیت های قابل توجهی نسبت به محصولات بتنی متداول است. به لحاظ وزنی ،سبک وآسان برای جابجایی می باشد و سرعت نصب بالایی دارد. سبک بودن نسبت به بتن نرمال در کاربرد هایی که وزن بالای بتن پیش ساخته آن را غیر اقتصادی و نامناسب می سازد ،مقرون به صرفه تر است. تحقیقات در مورد کامپوزیت های GFRC در دهه 1960میلادی آغاز شده است و بیش از 58 سال در استفاده تجاری در صنعت ساخت و ساز موفق بوده است.این مساله به اثبات رسیده است که اگر GFRC مطابق شیوه های توصیه شده ،طراحی و تولید شده باشد ،دارای دوام و طول عمر قابل قبول به عنوان یک مصالح ساختمانی مورد پذیرش می باشد ،اگرچه خواص آن تا حدی به طور کامل مورد تحقیق قرار گرفته است ولی نه بیش از هر ماده دیگر. تحقیق و توسعه بیشتر در کاربرد های جدید و فرآیند های تولید انبوه ،GFRC را به فاز بعد از کاربرد های بزرگ مقیاس به حرکت خواهد در آورد[4].
المان های GFRC معمولا برای اجزای پیش ساخته از قبیل پانل های دیواری ،کتیبه ها و پوشش ستون ها ،قطعه های معماری از قبیل قرنیزها ،طاقچه ها ، نرده ها و حتی برای لوازم داخلی خانه از قبیل پایه میز، گلدان و شومینه ها مورد استفاده قرار می گیرند.قطعات GFRC سبکی قابل ملاحظه ای نسبت به المان های پیش ساخته معمولی دارند.وزن محصولات GFRC تقریبا یک چهارم المان های پیش ساخته معمولی می باشد ،که این امر سبب می شود قطعات نه چندان بزرگ پیش ساخته GFRC را بدون استفاده از چرثقیل و توسط نیروهای انسانی حمل و نصب نمود. خاصیت سبک بودن نما با استفاده از GFRC باعث می شود که وزن ساختمان کاهش یابد و شرایط برای طراحی توسط مهندسان طراح مناسب تر شود[3].
مزیت GRC در ساخت دیوار پوسته ای (curtain wall) [24]:
الف) مقاومت گسیختگی بیشتر از Mpa 18، 5 برابر بتن متداول و 2 برابر سنگ طبیعی،
ب) وزن کم با استحکام و سرعت نصب بالا،
ج) مناسب برای سازه های مدرن غیر خطی و شکل دار به دلیل فرم پذیری بالا،
د) مقاومت بالا در برابر حملات شیمیایی به دلیل آنکه الیاف شیشه ضد قلیایی به راحتی الیاف فولادی در بتن زنگ نمی زند،
و) پایداری در شرایط آب و هوایی مختلف، و
ه) آب بندی شده با درزگیرهای فتوکاتالیست با عملکرد خود تمیز شونده در زمان استفاده از مواد نانو .

تاریخچه کاربرد GFRC در ساخت قطعات پیش ساخته نما
شروع کاربرد الیاف شیشه به منظور تولید محصولات بتنی مسلح به الیاف شیشه ای (GFRC) همچون پانل های پیش ساخته و قطعات نما به عنوان مصالح پوششی به ویژه درنمای ساختمان های شاخص مانند ساختمان کانن واقع درمرکز شهر لندن طراحی شده به وسیله وینی سون وآستن هال به عنوان دفتر اداری مدرن بین سال های 1974 و 1977 میلادی در اشکال 2-1 و -2 قابل مشاهده است .برای این ساختمان 7 طبقه حدود 1900 قطعه پانل دو پوسته ساخته شد] 15[.

 

بتن پیش ساخته

شکل2- 1- ساختمان Cannon street bulding ساخته شده با پانل های GRC ] 15[.

بتن پیش ساخته

شکل 2-2- نمای دوپوسته ساختمان ساخته شده با پانل های GRC ] 16[.

بتن پیش ساخته

شکل 2-3-کارخانه تولیدات روغن یونیورسالUOP ] 17[.

 

GRC در کارخانه ی فراگرنس در تادورز بریتانیا طراحی شده توسط رنزو پیانو و روگرز در سال های 4-1973 میلادی قطعات GRC به صورت تخت نصب شده است که در شکل 2-3نشان داده شده است.
در سال 1984میلادی در ساختمان 32 طبقه پارک در سانفرانسیسکو 3624 قطعه پانل GRC در پوشش نمای ساختمان به کار برده شد و در سال 1990 میلادی برای اولین بار قطعات GRC برای ساخت مجسمه و المان های تزئینی معماری نشان داده شده در شکل های 2-4 و 2-5 ، در ساختمان مشهور تاریخی شپردهال که در شکل 2-6 نشان داده شده ،در نیویورک به کار گرفته شد که بیش از 72000 قطعه از GRC شامل 4000 اشکال محدود و مجسمه های تزیینی ساخته شد] 8[.

شکل 2-4 –المان های معماری GRC ] 18[.

شکل2-5- المان های معماریGRC ] 18[ .

شکل 2-6 -ساختمان تاریخی Shepard hall ] 18[.

پوشش هایGFRC دیواری نازک در دهه 1980 و 1990 میلادی عمدتا به عنوان پوشش های دکوراتیو به کار می رفته است ، هرچند در نمایشگاه 2008 میلادی در زاراگوزا ، معماران ZHA قطعات GFRC دیواری نازک را به عنوان پوشش ساختمان پل نمایشگاه به کار برده اند که در شکل 2-7 قابل مشاهده است و در سال 2010 جام جهانی در آفریقای جنوبی ،معماران HOK استادیوم فوتبال شهرکه در شکل 2-8 نشان داده شده است را با GFRC جدار نازک تخت (لمینیت شده )طراحی کرده اند ] 9[.
نمای منحنی الخط استادیوم از لمینت های GFRC در 8 رنگ متفاوت و دو بافت ساخته شده است ] 14[.

شکل 2-7- پل نمایشگاهExpo 2008 در zaragoza اسپانیا] 19[.

شکل2-8- استادیوم فوتبال مسابقات جام جهانی2010 –آفریقای جنوبی] 20[.

از موفق ترین پروژه های اخیر که GFRC در آن به عنوان پوشش نما به صورت پارامتریک به کار برده شده است می توان موزه براد که در شکل 2-9 نشان داده شده است ، واقع در شهر لس آنجلس ایالات متحده ، طراحی شده توسط دیلر اسکوفیلد و رفنفرو نام برد که تولید آن را شرکت سیل ویلز مطابق با شکل 2-10ساخته و در سال 2015 میلادی اجرای آن را به عهده داشته است] 10[.

شکل 2-9- ساختمان موزه ی هنر Broad شهرLos Angeles ] 21[.

شکل 2-10- نصب آزمایشی قطعات GRC نمای موزه ی هنر Broadدر مقیاس 1:1] 22[.

در سال 2018 میلادی قطعات GRC به طور احساسات برانگیزی در استخوان بندی خارجی آسمان خراش موزه¬ی هزاره که در شکل 2-11نشان داده شده است ، در شهر میامی ایالات متحده و طراحی شده توسط معماران ZHA، به کار برده شده است که یکی از خارق العاده ترین کاربردهای GRC تاکنون می باشد] 8[.

شکل 2-11- آسمانخراش موزه 1000 در حال اجرای نما با قطعات GRC ] 23[ .

2-4- نما
به جهت آنکه کاربرد قطعات پیش ساخته GFRC در صنعت ساختمان و پوشش نمای ساختمانی مشخص گردد ،در ابتدا به طبقه بندی انواع نما مطابق با ضابطه 714 نظام فنی و اجرایی کشور و مرکز تحقیقات راه و مسکن و شهر سازی می پردازیم[25].
2-4-1 انواع نما از نظر نحوه اجرا و اتصال
انواع نماهاي خارجی متداول شامل دیوار پرده اي ، دیوار نما و نماي مهار شده به دیوار میانقابی هستند که هرکدام می توانند به صورت مهار شده یا چسبانده شده مطابق شکل 2-12 اجرا شوند. اصطلاح نماي پوششی یک واژه کلی است که به کلیه نماهاي دیوار خارجی اطلاق می شود[25].
2-4-1-1 دیوار پرده ای
دیوار پرده اي، داراي قاب سازه اي جداگانه است که مستقیماً به آن متصل شده و مجموعه به مانند یک پرده روي سطح خارجی ساختمان را می پوشاند. در یک دیوار پرده اي، بارهاي ناشی از وزن نما، باد و زلزله مستقیما از دیوار به قاب سازه اي منتقل می شود.به طور معمول حداقل 50 میلی متر فاصله بین دیوار پرده اي و قاب سازه اي درنظر گرفته می شود. این فاصله براي تطابق بی نظمی هاي ابعادي غیرقابل پیش بینی در قاب است. نمونه اي از دیوارهاي پرده اي، دیوار پرده اي شیشه-آلومینیوم است.دیوارهاي پرده اي غیرشفاف شامل پانل هاي بتنی پیش ساخته، پانل هاي مسلح شده با الیاف شیشه(GFRC)، پانل هاي فلزي و نظایر آن است[25].
2-4-1-2 دیوار نما
این نوع نما مشابه دیوار پرده اي غیرشفاف است. دیوار نما می تواند در سازه هاي قابی و سازه هاي دیوار باربر استفاده شود. در این نوع نما وجود یک دیوار پشتیبان اجباري است. بارهاي وارد بر دیوار نما به دیوار پشتیبان منتقل می شود. دیوار پشتیبان بارها را به قاب سازه اي ساختمان منتقل می کند. دیوار نما به دو نوع مهار شده و چسبانده شده تقسیم می شود[25].
2-4 -1-3 نماهاي مهارشده به میانقاب
نماي خارجی مهار شده به میانقاب (دیوار غیرباربر قرار گرفته در فضاي بین تیر و ستون) در فضاي خالی بین تیرها و ستون ها قرار می گیرد و در این حالت قاب سازه اي در معرض دید قرار دارد. نماي مهار شده به میانقاب ، تنها در سازه هاي قابی استفاده می شود و به دو صورت مهار شده و چسبانده شده طراحی
می شود[25].

شکل 2-12- نمای شماتیک دیوار پرده ای ، دیوار نما و دیوار میانقاب[25].

2-4-2 نماي بتنی پیش ساخته
پانل هاي بتنی پیش ساخته براي تمامی شرایط آب و هوایی مناسب و قابل اجرا می باشند ولی بیشتر در شرایط آب و هوایی سخت مورد استفاده قرار می گیرند چون استفاده از مصالح بنایی یا بتن درجا در آب و هوایی که خطر یخ زدگی وجود دارد به دلیل سرعت پایین عمل آوري سیمان پرتلند مشکل ساز است. استفاده از پانل هاي پیش ساخته باعث حذف نیاز به نصب داربست و افرایش امنیت کارگران می شود. همچنین با توجه به اینکه این پانل ها در محل هاي سر بسته و بدون اینکه شرایط آب و هوایی بر روند ساخت آنها تاثیري داشته باشد تولید می شوند داراي کیفیت بالا هستند. پانل هاي بتنی پیش ساخته بطور کلی بیشتر در ساختمان هایی چون بیمارستان ها با ارتفاع متوسط تا بلند، آپارتمان ها، هتل ها، پارکینگ ها و ساختمان هاي تجاري به کار می روند[25].

2-5- نماي پیش ساخته بتن مسلح به الیاف شیشه
این نما از دسته نماهای پرده ای غیر شفاف می باشد . نمای بتن مسلح به الیاف شیشه از سه بخش مهم تشکیل می شود[25] :
الف) پانل GFRC ،
ب) قاب پشتیبان فولادی سرد نورد شده ،و
ج) اتصال هایی که پانل GFRC را به قاب پشتیبان متصل می کنند.

2-5-1- پانل GFRC
پانل بتنی مسلح به الیاف کوتاه شیشه متشکل از سیمان پرتلند، ماسه، آب و الیاف شیشه است. وجود الیاف شیشه باعث ایجاد مقاومت کششی در بتن می شود. بر خلاف پانل هاي بتنی پیش ساخته که به وسیله میلگرد مسلح شده اند، پانل هاي مسلح شده به الیاف شیشه اي نیازي به مسلح کننده هاي فولادي ندارند. طول الیاف در حدود 5/2 تا 5 سانتی متر است و به صورت تصادفی در داخل مخلوط بتن توزیع می شوند. پخش شدن تصادفی و یکنواخت الیاف نه تنها باعث ایجاد مقاومت کششی در بتن می شود، بلکه باعث سخت تر شدن و افزایش مقاومت در برابر ضربه در پانل نیز می شود. از آنجایی که الیاف شیشه معمولی در برابر سیمان پرتلند واکنش می دهند، در این پانل ها از الیاف شیشه مقاوم در برابر قلیا باید استفاده شود[25].
پانل GFRC معمولا ضخامتی در حدود 5/1 تا 2 سانتی متر دارد. پانل GFRC به قاب متشکل از اعضای فولادی سرد نورد شده ،متصل می شود که در شکل 2 –13- الف و ب نشان داده شده است . در این ترکیب ،پانل بارها را به قاب فولادی سرد نورد شده منتقل کرده و قاب نیز بارها را به سازه ساختمان انتقال می دهد .اندازه و فاصله بین اعضای قاب پشتیبان با توجه به اندازه کلی پانل و بارها ی وارده بر آن باید طراحی می شود[25] .

شکل 2-13-الف . سطح بیرونی یک پانل GFRC ، در حال حمل به کارگاه [25].

شکل 2-13- ب – نمای پشت و کناری یک پانل L شکل GFRC همراه با قاب فولادی سرد نورد شده[25].
2-5-2 بست هاي انعطاف پذیر
پانل GFRCدر فاصله اي در حدود 5 سانتی متر از صفحه قاب به وسیله بست هاي میله اي نصب می شود. فضاي خالی بین دیواره و قاب حائز اهمیت است، زیرا در این حالت دیواره و قاب اجازه حرکت آزادانه را خواهند داشت. بست ها از میلگردهایی که به صورت L شکل خم شده اند تشکیل شده و داراي قطري برابر با 1 سانتی متر می باشند. جهت ایجاد مقاومت در برابر خوردگی، از فولاد آبکاري شده با کادمیوم در بست ها استفاده می شود. یک انتهاي بست ها به قاب جوش داده شده و انتهاي دیگر در درون پانل GFRC جا داده می شود. ضخامت دیواره در اطراف محل اتصال بست ها ضخیم تر است. این ناحیه که در آن ضخامت دیواره بیشتر است لایه پیوندي نام دارد که در شکل 2-14 نشان داده شده است[25].

شکل 2-14- لایه پیوندی و مهارهای انعطاف پذیر[25].

هدف از بکارگیري این بست ها انتقال هر دو بار ثقلی و جانبی از دیواره به قاب است. براي این کار بست ها باید در صفحه عمود بر پانل صلبیت نسبی داشته باشند به طوري که به هنگام انتقال بار کوچکترین تغییر شکلی در آنها ایجاد نشود. از آنجا که دیواره GFRC به هنگام تاثیر رطوبت و تغییرات دما دچار تغییر اندازه می شود، بست ها باید انعطاف پذیري قابل قبولی داشته باشند تا به هنگام وقوع این تغییرات، تنش قابل توجهی در دیواره ایجاد نشود. یکی از راهکارهاي حصول این هدف، جدا کردن بست از قاب و تنها جوش دادن انتهاي بست به قاب می باشد که در شکل 2-15 نشان داده شده است[25].

شکل 2-15- جزییات اتصال مهار های انعطاف پذیر[25].

2-5-3- شکل پانل ها
همانند پانل هاي بتنی پیش ساخته، پانل هايGFRC را نیز بسته به نماي ساختمان می توان درشکل هاي مختلف تولید نمود. رایج ترین شکل این پانل ها، پانل هاي طبقه به طبقه ، پانل هاي پنجره دار و پانل هاي درگاهی می باشند. پانل هاي درگاهی به صورت یکپارچه بوده ولی ارتفاعی کوتاه تر از پانل هاي طبقه به طبقه دارند[25].
مراحل ساخت پانل هاي GFRC در بند6-4-4- ضابطه 714 شرح داده شده است.

بتن مسلح

بتن مسلح به الیاف شیشه را بیشتر بشناسید

نمای بتن مسلح به الیاف شیشه GFRC

بتن مسلح (بتن تقویت شده) با الیاف شیشه (GFRC) یک نوع مصالح ترکیبی شامل مخلوطی از سیمان هیدررولیکی، ماسه‌ی سیلیسی، الیاف شیشه‌ی مقاوم در برابر مواد قلیایی (AR) و آب است. الیاف شیشه‌ای به طور مؤثر مخلوط ملات را تقویت کرده و در نتیجه خواص کششی و انعطاف‌پذیری آن بهبود می‌یابد.

بتن مسلح به الیاف شیشه

کامپوزیت GRC یک نوع مصالح جذاب و بادوام برای نمای ساختمان است که ‌می‌تواند در انواع گسترده‌ای از اشکال و پروفیل‌های پیچیده قالب گیری شده و استفاده از آن در پانل‌های پیش ساخته و سبک ، جهت بکارگیری در نمای خارجی ساختمان‌های جدید بسیار مناسب است.

مزیت اصلی پانل‌های GRC در مقابل دیگر محصولات بتنی پیش ساخته سبک بودن قابل توجه آن است. این امر باعث صرفه جویی چشمگیری در هزینه‌های حمل ونقل، بارگیری و نصب پانل‌ها ‌می‌شود. اگر این سبکی وزن در مرحله‌ی طراحی در نظر گرفته شود، می‌تواند تا حد زیادی در صرفه جویی اقتصادی طراحی پی‌ها و سازه های بلند برای ساخت ساختمان‌های بلند مرتبه اثرگذار باشد.

دیگر مزیت‌های قابل توجه پانل های GRC عبارتند از دوام، مقاومت شیمیایی، غیر قابل اشتعال بودن، مقاومت در برابر ضربه و عایق بودن مناسب در برابر صوت و حرارت. انواع اصلی کامپوزیت های GRC که اغلب مورد استفاده قرار ‌می‌گیرند عبارتند از: اسپری ، پیش آمیخته ، پیش آمیخته اسپری شده و خود متراکم.

درصورت هماهنگی اولیه در طراحی، بین معمار، مهندس سازه و طراح نما GRC مزیت‌های زیادی برای شناخت مشکلات محتمل، به دست خواهد آمد. در جایی که ممکن باشد متخصص دیوارهای پرده‌ای یا شیشه‌ای نیز باید در مباحث مورد مشورت شرکت نماید تا در مسائل مربوط به اندرکنش‌های بین صفحات توصیه‌های لازم را ارائه دهد.

بتن مسلح به الیاف شیشه

سیستم‌های نمای GFRC ساختمان باید قابلیت هماهنگ شدن با حرکت‌های معمول سازه‌‌ی ساختمان را داشته باشند. وزن و آرایش تکیه‌گاه‌های پانل‌های نمای GRC در ارزیابی اندرکنش نما-سازه بسیار مهم است. حرکات ناشی از حرارت، تغییر رطوبت و انقباض در سازه و سرویس‌دهی، تغیییرشکل‌های تیرها و دال‌ها همراه با کوتاه شدن الاستیک ستون‌ها در سازه می‌توانند اثرات زیان آوری روی نما داشته باشند. بنابراین روش‌های مختلف باید برای حل این مسأله در نظر گرفته شوند.

برای مطالعه بیشتر در این ضمینه می توانید به این لینک مراجعه نمایید

جی اف ارسی

اجرای نمای مدرن و معماری خاص با جی آر سی

اجرای نمای مدرن و معماری خاص با جی آر سی و کامپوزیت های سیمانی و فروسیمانی 

امروزه توجه معماران و مهندسان ساختمان به ایجاد فرم های سیال ، هندسه های خاص و نامنظم و فرم های پارامتریک و فراکتالی بیش از پیش معطوف شده است . فرم هایی که در صورت اجرای اصولی به آثار ماندگار و بی بدیل در صنعت جی آر سی تبدیل خواهند شد .

از معماران فقید معاصر که با ایجاد فرم های های سیال منحصربفرد آثار بی بدیلی در سبک دیکانتستراکشن معماری مدرن در سراسر دنیا بجای گذاشته است.
الگو بردارب معماران ایرانی از سبک معماری زاحاحدید ، مهندسان ساختمان را براین داشته است تا جهت ساخت و اجرای این پروژه های خاص از مصالح و فناوری نوین در صنعت ساختمان بهره گیرند.

همیشه در پروژه های خاص انتخاب روش های ساخت و اجرا از مهمترین چالش های تیم مهندسین مشاور و پیمانکاران می باشد. از آنجا که در این سبک معماری ، تکنولوژی ساختمان مهمترین اصل در موفقیت می باشد ، می بایست دانش فنی مصالح و فناوری ساختمان به روز باشد. مهندسین با مطالعه موردی ، تحقیق و پژوهش ، جمع آوری اسناد ، به مهندسی ومدیریت ساخت این نوع خاص پروژه ها بپردازند.
اصل موفقیت در اجرای پروژه های خاص معماری بهره گیری از یک تیم مشاوره مهندسی جی آر سی و مدیریت طرح و ساخت جی آر سی می باشد. توانمندی های این مجموعه در تسلط بر روند طراحی ساختاری ، معماری کاربردی ، سازه و مدل سازی های ویژه معماری و سازه ، انتخاب قالب های خاص و روش های ساخت و تولید و روشهای نصب و اجرا ، کیفیت اجرای پروژه را تضمین خواهد نمود.

انتخاب روش های ساخت و اجرای نماهای خاص و پروژه های خاص معماری به دانش مهندسی متکی می باشد . یکی از مصالحی که اخیرا در صنعت ساختمان به عنوان یک مصالح نوین مطرح شده است ،بتن مسلح به الیاف شیشه GFRC (جی اف آر سی) می باشد که مخفف Glass Fiber Reinforced Concrete می باشد .

GRC نوعی کامپوزیت سیمانی تقویت شده با الیاف شیشه مقاوم دربرابر قلیا می باشد. GRC در بین مهندسان ساختمان به بتن معماری معروف است ،زیرا قابلیت ساخت فرم ها نامحدود می باشد ، تنوع در رنگ و بافت دلخواه معماران را به استفاده از این مصالح علاقمند نموده است .

طیف کاربردی وسیع جی آر سی در ساختمان توجه سازندگان را به کاربرد این مصالح در ساختمان ها را جلب نموده است. GFRC در نمای ساختمان به عنوان قطعات پوششی نما ،سازه ، تابشگیر ،لوور و … بیشترین کاربرد را دارد .

یکی دیگر از مصالح نوین که در ساخت فرم های سیال و کرو در معماری دیکانتستراکشن ظهور یافته است ، کامپوزیت های سیمانی تقویت شده با منسوج یا TRC می باشد .

مزیت این سیستم در اجرای فرم های خاص با توجه به نوع تقویت و اجرا نسبت به GFRC عدم محدودیت در ساخت فرم های پارامتریک و دیجیتال در هندسه های غیر منظم می باشد . ساخت گنبدهای با فرم آزاد ، مواج و غیر متعارف و یا ساخت پوسته های خاص بتنی نازک که عمدتا در معماری زاها حدید وجود دارد با کامپوزیت های سیمانی TRC بدون محدودیت ساخته می شود .

دانش فنی TRC همانند GRC متکی بر تحقیق و پژوهش های گسترده ی آکادمیک و کاربردی می باشد. مشاوره مهندسی جی آر سی با برخورداری از یک تیم متخصص و حرفه ای در مدیریت طرح و ساخت پروژه های خاص معماری ، مصالح نوین از جمله GFRC و بتن پیش ساخته و کامپوزیت های سیمانی و امکانات ساخت در یکی از معتبرترین مجتمع های تحقیقاتی تولیدی بتن کشور در خدمت معماران و مهندسان و کارفرمایان محترم کشور می باشد .

بتن مسلح به الیاف شیشه ای

Aci549

بتن مسلح به الیاف شیشه ای
3-1- تاریخچه
عمده تحقیقات اولیه بر روی ترکیبات سیمانی و بتنی مسلح به الیاف شیشه ای (GFRC) در اوایل دهه ۱۹۶۰ انجام گرفت. در این تحقیقات از الیاف شیشه ای از جنس بوروسیلیکات (E – glass) و الیاف شیشه ای از جنس کربنات سدیم – آهک -سیلیکا (A – glass) استفاده شد. ترکیبات شیمیایی و خصوصیات بعضى الیاف شیشه ای به ترتیب در جداول 3-1 [3- 1و 3-2] و 3-۲. [3-2و 3-3] آمده است. نتیجه این تحقیقات آن بود که ترکیبات شیشه دار E-glass و A – glass که به عنوان الياف تقویتی به کار رفته بودند، به دلیل میزان بسیار بالای قلیای ماتریس سیمانی (PH >12.5)، مقاومت خود را نسبتا به سرعت از دست دادند. در نتیجه اولین ترکیبات E-glass و A -glass برای کاربردهای دراز مدت، مناسب نبودند.
جدول3-1-ترکیبات شیمیایی بعضی از انواع شیشه(%)

تحقیقات بعدی نشان دادند که با اصلاح ترکیبات مسلح به الیاف شیشه ای می توان دوام بتن را در دراز مدت بهبود بخشید. این ترکیبات، بتن های مسلح به الیاف شیشه ای ضدقليا (AR-glass) هستند.
جدول3-2-مشخصات بعضی از انواع شیشه ها

در سال ۱۹۶۷ ای. جی. ماجو مدار از موسسه تحقیقات ساختمان (BRE) در انگلستان، تحقیقات بر روی شیشه های ضد قلیا را آغاز کرد. وی موفق به دستیابی به نوعی ترکیب شیشه ای شد که حاوی %۱۶ زیر کوینا بود و در برابر قليا مقاومت بسیار خوبی از خود نشان می داد.
ترکیب شیمیایی و مشخصات این نوع شیشه ضدقليا (AR) به ترتیب در جداول 3-۱ و 3-۲ آمده است. موسسه ملی توسعه تحقیقات (NRDC) نیز حق امتیاز کاربری های این محصول را ثبت نمود.
شرکت های BRE و NRDC و شرکت انحصاری برادران پیلکینگتون درباره امکان انجام فعالیت های بیشتر جهت تجاری کردن این الیاف تبادل نظر کردند.[۴-۴] در سال ۱۹۷۱ دو شرکت برادران پیلکینگتون و BRE به همکاری پرداختند و نتایج تحقیقات خود را که در انحصار پیلکینگتون بود تحت نام تجاری FIL Cem-، برای فروش و عرضه در سراسر جهان ثبت نمودند.
از زمان معرفی Cem – FIL در سال ۱۹۷۱، دیگر تولید کنندگان AR-glass پا به عرصه ظهور گذاشتند. در سال ۱۹۷۵، شرکت شیشه نیپون الکتریک ، شیشه ضد قلیای خود را که حاوی حداقل %۱۹ زیر کوینا بود، عرضه کرد. این شیشه در ژاپن و با نام شیشه نیپون الکتریک (NEG) ضد قلیای 103-H تولید شد. در سال ۱۹۷۶ کارخانه الیاف شیشه ای اون کارتینگ در ایالات متحده با مجوز شرکت برادران پیلکینگتون شروع به کار کرد. محصول این شرکت تقریبا شبیه به Cem – FIL بود. این شیشه با نام تجاری الیاف ضد قلیای اون -کارنینگ به بازار عرضه شد اما تولیدات این کارخانه در سال ۱۹۸۹ متوقف گردید.
بتن های مسلح به الیاف شیشه ای ضد قليا، بتن هایی هستند که به مراتب بیشتر از بتن های شیشه ای معمولی مورد توجه تولید کنندگان قرار گرفته اند. در دهه گذشته از این نوع الياف به طور وسیع در صنعت ساختمان استفاده شده است.

3-2- ساخت GFRC
اساسا دو راه برای ساخت قطعات GFRC وجود دارد: این روش ها “اسپری” و “پیش آمیخته” هستند .
3-2-1- فرایند اسپری
از آنجا که GFRC اصولا در مقاطع نازک به کار می رود، ضروری است که در این صفحات، خصوصیات ترکیب در همه جهات یکنواخت باقی بماند. استفاده از اسپری بهترین روش برای این منظور است. در حال حاضر فرایند اسپری حجم قابل توجهی از همه کاربردهای GFRC را به خود اختصاص داده است در فرایند اسپری، ملات سیمان-ماسه و قطعات کوچک شیشه همزمان توسط تفنگ بتن پاش به سطح قالب پاشیده و انباشته می شوند. این فرایند را می توان به طور دستی یا اتوماتیک انجام داد. مقاطع مختلف با هر شکلی را می توان به این طریق بتن پاشی کرد. این مزیت، معمار را قادر می سازد تا قطعات زیبا و کارآمدی را طراحی و تولید کند. در این فرایند باید بتن را در چندین لایه ریخت. در هر لایه، تفنگ بتن پاش تقریبا ۳٫۲ تا ۶٫۴ میلیمتر ضخامت را پر می کند. مثلا برای یک لایه با ضخامت mm۱۳، دو تا سه بار بتن پاشی لازم است. پس از اتمام بتن پاشی باید بتن تازه با غلتک متراکم شود تا اطمینان حاصل گردد که بتن کاملا در همه گوشه های قالب نفوذ کرده و به شکل قالب در آمده است و نیز به این ترتیب هوای محبوس در بتن خارج شده و به پوشاندن الياف با خمیر سیمان کمک می شود.
در اولین تجربیات تولید این محصولات از فرایند آب زدایی استفاده می شد تا آب اضافه ای که برای تولید یک مخلوط قابل پاشیدن، در بتن به کار می رفت، از بتن خارج شود. آب زدایی باعث می شود که نسبت آب به سیمان کاهش و میزان قابلیت تراکم بتن افزایش یابد. در فرایند آب زدایی از مواد جاذب آب استفاده می شود. به این طریق که این ماده در سطح زیرین قالب نفوذپذیر کار گذاشته می شود تا آب اضافی بلافاصله پس از بتن پاشی از بتن خارج گردد. فرایند اسپری-آب زدایی خودکار بیشتر در جاهایی مناسب است که مخلوط از درون یک سیستم مکنده با استفاده از نقاله جابجا می شود.
در مورد محصولات GFRC ضد قليا، قالب ها معمولا یک روز پس از فرایند اسپری (بتن پاشی) باز می شوند. سپس این محصولات تا هنگامی که به مقاومت اولیه مناسبی برسند، عمل آوری می شوند. فرایند عمل آوری به دقت بالایی نیاز دارد. زیرا قطعات GFRC دارای ضخامت کمی هستند و اگر در موقع عمل آوری در شرایط جوی معمول قرار گیرند، نسبت به خشک شدن سریع و حصول ناقص مقاومت، حساسند. بنابراین برای حصول مقاومت کافی خمیر سیمان، توصیه می شود عمل آوری رطوبتی حداقل به مدت هفت روز صورت گیرد
]3-9[.
مشاهده شده است که مقاومت ۲۸ روزه طراحی مخلوط های حاوی حداقل %۵.۰ حجمی پلیمر جامد بدون عمل آوری رطوبتی، برابر و یا کمی بزرگتر از مخلوط های مشابه بدون پلیمر و با عمل آوری رطوبتی ۷ روزه است ]7-4[. این مسأله نشان می دهد که می توان به جای عمل آوری هفت روزه قطعات AR – GFRC ، حداقل %۵ حجمی پلیمر به آنها افزود.
3-2-2- فرایند پیش آمیخته
در این فرایند ابتدا سیمان، ماسه، الیاف شیشه ای و آب با هم مخلوط شده و سپس عمل بتن ریزی، قالب گیری فشاری، قالب برداری یا لغزاندن قالب از اطراف ملات انجام می گیرد. برادران پلیكینگتون ادعا می کنند که می توان تا ۵ در صد حجمی الیاف شیشه ای ضد قلیای Cem – FIL را با ملات سیمان و ماسه مخلوط کرد بدون آنکه پدیده گلوله ای شدن رخ دهد. [۴ – ۴] فرایند اختلاط باید به دقت انجام گردد تا از صدمه رسیدن به الیاف در شرایطی که ملات ماسه -سیمان در معرض سایش قرار می گیرد، تا حد امکان جلوگیری شود. می توان از روان کننده ها یا فوق روان کننده ها نیز استفاده کرد. این افزودنی ها باعث می شوند عمل افزودن و اختلاط الياف آسانتر شده و نسبت آب به سیمان تا یک حداقل مطلوب، پایین نگه داشته شود.

خصوصیات GFRC را بیشتر بشناسید

Aci549
3-3- خصوصیات GFRC
خصوصیات مکانیکی مخلوط های GFRC بستگی به میزان الياف و پلیمر (در صورت استفاده)، نسبت آب به سیمان، حفرات، میزان ماسه، جهت گیری الیاف، طول الياف و عمل آوری دارد. خصوصیات اولیه مخلوط های GFRC در فرایند اسپری، که در طراحی مدنظر قرار می گیرند عبارتند از مقاومت خمشی ۲۸ روزه در حد تناسب الاستیک (PEL) و مقاومت خمشی ۲۸ روزه مدول گسیختگی (MOR) ]3-8[. تنش PEL مقیاسی از تنش ترک خوردگی ماتریس است. مقاومت ۲۸ روزه PEL به عنوان تنش حدی در طراحی در نظر گرفته می شود تا از ترک خوردن ماتریس در اثر قالب برداری، حمل و نقل، جابجایی، نصب و یا بارهای سرویس جلوگیری شود.
شکل عمومی نمودار بار – خیز برای یک مخلوط GFRC 28روزه که تحت آزمایش خمش قرار گرفته، در شکل 3-۱ نشان داده شده است . همان طور که از این نمودار مشاهده می شود، مخلوطهای جوان GFRC دارای ظرفیت تحمل بار و کرنشی بسیار بیشتری از مقاومت ترک خوردگی ماتریس (PEL) می باشند. این ساز و کار که در ابتدای کار ایجاد مقاومت و انعطاف پذیری اضافی می کند، بیرون کشیدگی الیاف نامیده می شود. پس از اولین ترک، بخش عمده تغییر شکل ناشی از کشش الیاف می باشد. به موازات اینکه بار و تغییر مکان به روند افزایش خود بیش از حد تناسب الاستیک ادامه می دهند، الياف شروع به ناپیوستگی و در نتیجه لغزش یا بیرون کشیدگی جهت پل زدن بین ترک ها و مقاومت در برابر بار وارده می کنند. مقاومت در برابر بار در حین ناپیوستگی و بیرون کشیده شدن الیاف به دلیل اصطکاک بین الیاف شیشه ای و ماتریس سیمان، افزایش می یابد.[3-10 و3-11]
مقادیر مشخصات 28 روزه AR – GFRC با فرایند اسپری در جدول 3-۳ آمده است [3-8].

شکل3-1-نمودار عمومی بار-خیز برای GFRC 28 روزه تحت بارگذاری خمشی.
جدول3-3-مقادیر مشخصات مصالح در سن 28 روز

3-4- پایداری مقاومت در درازمدت
پایداری مقاومت مخلوطهای GFRC در درازمدت با انجام آزمایش هایی بر روی مخلوط های جوان و مسن تر تعیین شده است. اختلاف بین ظرفيت مقاومت و کرنش برای دو نمونه جوان و مسن تر، معیاری از پایداری مقاومت دراز مدت مخلوط می باشد.
بیشتر مخلوطهای GFRCکه برای کاربردهای تجاری تولید شده اند، در صورتی که در معرض شرایط محیطی بیرون قرار گیرند، با کاهشی در مقاومت و انعطاف پذیری با زمان مواجه خواهند شد. جهت تشریح افت در ظرفیت مقاومت و کرنش مخلوطهای GFRC دو تئوری پیشنهاد شده است. تئوری اول بیان می کند که حمله قلیاها به سطح الیاف شیشه ای باعث کاهش مقاومت کششی الياف شده و در نتیجه کاهش مقاومت مخلوط را به دنبال خواهد داشت. تئوری دوم نیز بر این پایه است که هیدراسیون مداوم سیمان در مخلوط های GFRCکه در داخل آب یا در مجاور شرایط آب و هوایی طبیعی قرار گرفته اند، تولید مواد هیدراته ای می کند که در درون گروه الياف نفوذ کرده، فضاهای خالی بین رشته های شیشه را پر نموده و از این طریق باعث افزایش چسبندگی به رشته های منفرد شیشه می گردد. مقاومت پیوستگی افزایش یافته بین الیاف و ماتریس، شکنندگی نام دارد. شکنندگی باعث افت در بیرون کشیدگی الیاف و ایجاد رفتار ترد همراه با کاهش مقاومت کششی می شود [۱۱-4] ،[۱۲-4] . هنوز کاملا روشن نشده است که علت اصلی کاهش مشخصات مکانیکی GFRC هجوم قلیاها و یا شکنندگی الیاف است. این امکان وجود دارد که هر دو پدیده، همزمان و با سرعت های متفاوت رخ دهند.
3-4-1- پایداری الیاف مقاومت شیشه ای ضدقلیا در درازمدت
به دنبال عرضه الیاف شیشه ای ضدقلیای Cem-FIL در سال ۱۹۷۱، دو شرکت BRE و برادران پیلکینگتون به طور مستقل دست به آزمایش هایی در مقیاس بزرگ زدند تا پایداری مقاومت مخلوط های Cem-FIL را در دراز مدت و در معرض شرایط محیطی مختلف، تعیین کنند. در حال حاضر داده های آزمایش های پایایی مقاومت در مدت زمان ۱۰ سال منتشر شده است [13-4] ،[1۴-۴]. این داده ها در اشکال ۴-۲ تا ۴-۴ موجودند. همان طور که در شکل ۴-۲ نشان داده شده است، تحت شرایط آب و هوایی طبیعی، مدول گسیختگی با زمان کاهش می یابد. پس از ۱۰ سال از قرارگیری این نمونه ها در شرایط آب و هوای انگلستان، مشاهده شد که مدول گسیختگی تا مقداری نزدیک به مقاومت در حد تناسب الاستیک کاهش یافته است. به علاوه داده های نشان داده شده در شکل ۴-۳ حاکی از آن هستند که مخلوطهای Cem-FIL که در آب C° ۱۸ تا C° ۲۰ قرار داده شده اند، در مدت زمان مشابه، کاهشی مشابه قبل در میزان MOR از خود نشان داده اند. با این حال همان طور که در شکل ۴-۴ دیده می شود، مخلوط های قرار گرفته در دمای C ۲۰° و رطوبت نسبی %۴۰، با افزایش سن، افت نسبتا کمی در مقاومت MOR نشان می دهند [13-4].
علاوه بر برنامه افزایش طبیعی سن نمونه ها در دراز مدت، برنامه هایی برای تسریع کهنگی نمونه ها ترتیب داده شد به طوری که با آن بتوان مشخصات درازمدت نمونه ها را پیش از داده های کهنگی طبیعی ارائه نمود.
کهنگی تسریع شده به این صورت انجام می شود که مخلوط تا اتمام فرایند هیدراسیون سیمان در آبی با دمای افزایش یابنده شناور گردد [15-4]،[16-4]. در هر حال کهنگی واقعی یک قطعه GFRC خاص، تنها با کاربری آن در شرایط محیطی واقعی محل، ممکن می شود. هر تلاشی که جهت تعیین خصوصیات رفتاری GFRC مسن با روش های تسریع کننده انجام شود، جواب های تقریبی به دست می دهد.

شکل3-2-مدول گسیختگی و حدتناسب الاستیک در مقابل سن برای کامپوزیت های AF-GFRC قرار گرفته شده درشرایط آب و هوایی انگستان

شکل3-3-مدول گسیختگی و حدتناسب الاستیک در مقابل سن برای مخلوط های AR-GFRC قرار گرفته شده در آب 20 درجه سانتیگراد

شکل3-4-مدول گسیختگی و حدتناسب الاستیک در مقابل سن برای مخلوط های AF-GFRC قرار گرفته شده در آب 20 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی 40 درصد

داده های آزمایش کهنگی تسریع یافته برای صفحات GFRC با داده های به دست آمد نمونه های واقع در شرایط آب و هوایی طبیعی، همبستگی داده شده اند تا از این طریق بتوان پایایی دراز مدت را پیش بینی نمود. در تحقیقی که برادران پیلکینگتون انجام دادند اند. این همبستگی برای اقلیم های مختلف آب و هوایی در سراسر جهان صورت گرفت [15-4]. بر اساس این تحقیقات می توان چنین پیش بینی نمود که در بسیاری از شرایط محیطی، MOR مخلوط های GFRC تا مقداری نزدیک به مقاومت PEL کاهش خواهد یافت. برای بسیاری از محصولات GFRC که در معرض شرایط بیرون قرار گرفته اند، این کاهش مقاومت می تواند تعیین کننده عمر مفید سازه باشد. با این حال تاریخچه بارگذاری صفحات GFRC و نیز تأثير اصلاح سطوح این صفحات در این تحقیقات مدنظر قرار نگرفته اند.
به علاوه نشان داده شده است که کاهش مقاومت در اقلیم های گرمتر، با سرعت بیشتری صورت می گیرد [۴-۱۵]،[17-4]. در شکل ۴-۵، داده های مقاومت خمشی برای مخلوط هایی که در انگلستان در معرض شرایط آب و هوایی قرار گرفته اند و مخلوط هایی که در آب با دمای فزاینده، دستخوش کهنگی تسریع شده بوده اند نشان داده شده است[15-4]. این داده ها حاکی از آن هستند که به موازات آنکه دمای فرایند کهنگی تسریع شده، افزایش می یابد، افت مقاومت MOR سرعت بیشتری به خود می گیرد. لازم به توجه است که یک حد پایین تر برای مقاومت MOR وجود دارد. این حد پایین تر ذاتا با PEL مخلوط، که خود معیاری از مقاومت ترک خوردگی ماتریس بتن مسلح است، برابر می باشد.
سال های بسیاری است که استفاده از روش های کهنگی تسریع یافته وسیله ای برای پیش بینی مقاومت شده است. مقاومت مدول گسیختگی که در شکل ۴-۵ نشان داده شده، برای مخلوط هایی است که در دماهای C۵۰° ، C ۶۰° و C ۸۰° تحت فرایند کهنگی تسریع یافته قرار گرفته اند. این مقادیر با نتایج نمونه هایی که به مدت ۱۰ سال در معرض شرایط واقعی آب و هوای انگلستان قرار گرفته اند، ترکیب شده اند (شکل ۴- ۶)،[18-4]. این کار با جایگزین کردن نتایج مقاومت تسریع یافته در دماهای بالاتر در طول محور لگاریتمی زمان انجام می شود، به طوری که نتایج ياد شده با نتایج مقاومت مخلوط های قرار گرفته در شرایط آب و هوایی انگلستان مطابق و سازگار شوند.

شکل 3-5-MOR در مقابل سن برای کامپوزیت های AR-GFRC قرار گرفته شده درشرایط آب و هوایی انگستان

شکل3-6- داده های کهنگی تسریع یافته برای پیش بینی مقاومت دراز مدت کامپوزیت های AR-GFRC قرار گرفته شده درشرایط آب و هوایی انگستان

در طول فرایند کهنگی مخلوط های GFRC، افتی در ظرفیت کرنش پذیری نیز مشاهده شد. نمودارهای تنش-کرنش نشان داده شده در شکل ۴-۷ مربوط به مخلوط هایی است به مدت زمان های ۲۸ روز و ۵ سال در کشش و خمش آزمایش شده اند. تمام مخلوط ها در آب تقريبا C ° ۲۰ قرار داده شده اند [۴-۱۹]، [۴-۲۰] .با توجه به شکل ۴-۷-الف مخلوط های جوان که در سن ۲۸ روز آزمایش شده اند، ظرفیت کرنش پذیری ای در حدود % ۱برای هر دو آزمایش کشش و خمش از خود نشان می دهند. مخلوطهایی که به مدت ۵ سال در آب C° ۲۰ کهنه شده اند، کاهشی اساسی در ظرفیت کرنش پذیری نشان می دهند (شکل ۴-۷-ب).

شکل3-7- نمودار کلی تنش- کرنش در کشش و خمش برای AR-GFRC قرار گرفته شده درشرایط آب و هوایی انگستان

روش های طراحی GFRC

Aci 549

3-6-روش های طراحی  GFRC

 در ایالات متحده تاکنون تنها روش های طراحی پانل های دیوار مخلوط های AR-GFRC توسعه یافته است. سطوح تنش طراحی بر مبنای پیش بینی خصوصیات دراز مدت تعیین می شود. هیچ روش طراحی قطعی ای برای مخلوط های GFRC وجود ندارد تا بتوان از طریق آن حفظ شدن ممکن مقاومت در دراز مدت را حساب کرد. تا به امروز روش هایی که برای طراحی پانل های AR – GFRC استفاده می شده برای پانل های P-GFRC نیز کاربرد داشته است. مقاومت خمشی دراز مدت مخلوط های AR-GFRC که در معرض شرایط طبیعی آب و هوای محیط قرار گرفته اند، با زمان کاهش می یابد تا به عددی نزدیک و نه کمتر از تراز مقاومت در حد تناسب الاستیک در سن بالا  (PEL) برسد. مقاومت PEL مخلوطهای GFRC        ضد قلیا با افزایش سن نمونه اندکی کاهش می یابد. با این حال طراحی با این فرض انجام می شود که مدول گسیختگی دراز مدت (MOR در سن بالا) مساوی با PEL در ۲۸ روز است [6-4].

در هنگام طراحی پانل های GFRC، باید حداقل بارهای آیین نامه ساختمان، همچنین شرایط و ملاحظات اضافی برای بارهای سرویس در نظر گرفته شود. ضرایب بار و ترکیب بارهای زیر باید به عنوان یک حداقل مدنظر قرار گیرند.

[(بزرگترین M یا T)۱٫۶ + (بزرگ ترین W, L یا E  1.1 ) 1.7+D1.4[0.75

که در آن:

 D: بار مرده

E: بار زلزله

L: بار زنده

 :M نیروهای خود – کرنش و تأثیرات ناشی از انقباض یا انبساط به دلیل تغییرات رطوبت

T : نیروهای خود- کرنش و تأثیرات ناشی از انقباض یا انبساط به دلیل تغییرات دما

W: بار باد

3-6-1- تنش های طراحی

3-6-1-1- خمشی

با توجه به تئوری خطی تنش و کرنش در خمش، تنش های ناشی از بارهای ضریب دار نباید ازتجاوز کند

که در آن، : ضریب تقلیل مقاومت

: ضریب شکل

 : مدول گسیختگی (دراز مدت) فرضی و یا مقاومت خمشی نهایی

ضریب تقلیل مقاومت  برابر با 0.۶۷ رو در نظر گرفته می شود. مقدار این ضریب با تجربه و قضاوت به دست آمده و مقدار دقیقی نیست. ضریب شکل نیز یک ضریب تقلیل دهنده برای تخمین باز توزیع تنش که در مقاطع عرضی بخصوصی رخ می دهد، می باشد. در آزمایش اصلی مقاومت در خمش برای مخلوط های GFRC از یک نمونه مستطیلی صلب استفاده می شود. ضریب شکل برای این مقطع عرضی، که برای طراحی پانل های پوسته ای تک نیز استفاده می شود، برابر ۱٫۰ است. ضریب شکل برای مقاطع بال دار، قوطی، و I شكل برابر با 0٫۵ پیشنهاد شده است. اگر مقادیر دیگری از طریق آزمایش به دست آمده باشند، می توان از آنها نیز استفاده نمود.

مدول گسیختگی (دراز مدت) فرضی () برای مقاصد طراحی باید یکی از مقادیر کوچکتر زیر باشد:

1300psi  (9mPa)

که در آن

: متوسط مقاومت ۲۸ روزه PEL۲۰ آزمایش متوالی

 : متوسط مقاومت ۲۸ روزه MOR ۲۰ آزمایش

t =” t استودنت”، یک ثابت آماری که بخشی از آزمایش هایی را که زیر  می افتند، مجاز می داند. این مقدار برای ۲۰ آزمایش پیشنهادی، ۲٫۵۳۹ است.

 = به ترتیب ضریب پراکندگی مقاومت های آزمایشی PEL و MOR می باشند.

3-6-1-2- برشی

مرجع [6-4] بیان می کند که برش مستقیم به ندرت در طراحی اعضای GFRC کنترل کننده است. برش میان پوسته ای به ندرت در طراحی کنترل کننده است مگر این که نسبت دهانه به ارتفاع برشی کمتر از ۱۶ باشد. برش های در صفحه که در دیافراگم ها و جان ها ایجاد می شوند به ندرت در طراحی کنترل کننده است. با این وجود تنش های برشی در صفحه باید بر مبنای تنش های کششی اصلی که به تنش های مجاز کششی محدود می گردند، کنترل شوند. تنش کششی مجاز برابر با   فرض می شود.

3-6-1-3- خیز

به طور کلی خیز ناشی از بار سرویس به  دهانه محدود می شوند. در صورتی که تحقیقات نشان دهند که ساختمان مجاور با این خیز صدمه نمی بیند، می توان مقدار مجاز خیز را افزایش داد.

3- 6- 2- اتصالات

چندین روش برای متصل کردن پانل های GFRC به ساختمان وجود دارد. جزئیات اتصال باید برای حرکت سه بعدی تدارک دیده شود تا خزش، تغییرات دما و رطوبت، رواداری کارگاهی و تغییرات ابعاد در قاب           سازه ای ساختمان، سازگاری داشته باشند.

هر تولید کننده لازم است اتصالات تولیدات خود را آزمایش کند تا داده های آزمایش را برای استفاده در طراحی آماده نماید. مقادیر آزمایش با یک ضریب اطمینان مناسب کاهش می یابند تا مقاومت اتصالات برای استفاده در طراحی معین شوند.

3 – 7 -کاربرد GFRC

موارد کاربرد قطعات GFRC در روسازیهای جاده ها، پیاده روها و پل ها، کف سالن های صنعتی، پی ماشین الات معمولی و ارتعاشی، روسازیهای مورد نیاز برای بارهای بسیار سنگین و وزنه های افتان، تقویت روکش کف های موجود، صنایع نظامی، سر ریز سدها، حوضچه های آرامش و همچنین بتن الیافی پاشیدنی در محافظت از پایداری شیب های صخره ها و سنگ ها، الاینینگ تونل ها، شافت معادن، سازه های پوسته ای، تعمیرات و … می باشد. [۴-۴]،[8-4]،[ 9-4]

در بسیاری کاربردها به جنبه ضد حریق بودن توجه می شود. ممکن است استفاده از برخی افزودنی ها در تولید محصولات GFRC، خصوصیات ضد حریق آن را تحت تأثیر قرار دهد. به ویژه استفاده از پلیمر لاتکس در تولید قطعات GFRC اصلاح شده با پلیمر، منجر به محصولی قابل اشتعال می شود. [10-4]

بتن مسلح به الیاف شیشه E اصلاح شده با پلیمر(P-GFRC)

Aci 549

3-4-2- بتن مسلح به الیاف شیشه E اصلاح شده با پلیمر(P-GFRC)

در سال ۱۹۷۹ نوع دیگری از بتن های مسلح به الیاف شیشه ای معرفی شد [21-4] .این محصول از الیاف E-glass  مدفون شده در ماتریس سیمانی، ماسه و پلیمر تشکیل یافته بود. این سیستم GFRC توسط معادن ایالت داچ[1]  (DSM) توسعه پیدا کرد و توسط فورتون یکی از شعب سین رس که خود بخشی از گروه DSM بود، به بازار عرضه شد. علت افزودن پلیمر به سیستم ماتريس – الیاف شیشه ای آن بود که پایداری دراز مدت، بهبود بخشیده شود. ایده ای که در پشت استفاده از پلیمر برای دستیابی به پایداری مقاومت GFRC در دراز مدت وجود داشت در زیر شرح داده شده است [22-4] ،[23-4].

در هر دسته الیاف شیشه ای، به طور کلی ۲۰۴ تک رشته شیشه وجود دارد. قطر هر تک رشته تقریبا ۱۰ میکرون است. فاصله بین رشته های شیشه نیز تنها ۲ تا ۳ میکرون می باشد. قطر متوسط ذرات سیمان تقریبا ۳۰ میکرون است. بنابراین بیشتر ذرات سیمان نمی توانند به فضای بین الیاف شیشه ای یک دسته راه یابند. با این حال بعضی گمان می کنند که شکل گیری محصولات هیدراسیون سیمان، مخصوصا هیدروکسید کلسیم  که می تواند در این فضاها صورت گیرد، علت اصلی شکنندگی و کاهش مقاومت مخلوط با زمان است.

در تلاشی جهت کاهش شکنندگی فیزیکی و هجوم شیمیایی الیاف شیشه ای، ذرات پلیمر به سیستم الياف E – glass، سیمان، ماسه و آب وارد شد. قطر این ذرات پلیمری تنها کسری از میکرون است. بنابراین این ذرات می توانند به فضای بین رشته های شیشه نفوذ کنند. پس از این که شیشه و ملات حاوی پلیمر در ترکیب با هم قرار گرفتند، دسته های شیشه به علت نیروی مویینگی که در فضاها شکل می گیرد، آب را به خود جذب می کند. آب، ذرات پلیمر را با خود به داخل این فضاها می برد. با خارج شدن آب به دلیل تبخیر یا هیدراسیون سیمان پرتلند ذرات پلیمر به هم می چسبند. نتیجه این عمل، تشکیل یک غشای پلیمر است که درون و اطراف تک رشته های شیشه درون هر یک از دسته های شیشه، گسترش می یابند.[۴-۱۰]،        [22-4] ،[24-4].

غشای پلیمر دو عمل انجام می دهد. اولا از تک رشته های شیشه در برابر حمله احتمالی قلیاها محافظت      می کند و در ثانی بخشی از فضای خالی بین رشته ها را پر می کند و از این طريق اثر شکنندگی الیاف را کاهش می دهد [22-4]،[24-4] .

داده های پایایی دراز مدت سیستم P – GFRC فورتون تحت شرایط هوازدگی طبیعی، تنها برای ۴ سال در دسترس است. با این حال نتایج مطالعات کهنگی تسریع یافته موجود می باشد. در شکل ۴-۸ مقاومت کششی در برابر مدت زمان کهنگی تسریع یافته برای دو نوع الياف P – GFRC فورتون و Cem – FIL1 رسم شده است [24-4]. خصوصیات اختلاط برای هر مخلوط در جدول ۴-۵ نشان داده شده است. همه مخلوط ها در آب C۵۰° کهنه شده اند. مقاومت کششی نهایی (UTS) و نقطه غیر خطی شدن (BOP)، برای هر مخلوط ترسیم شده است. این نتایج بیان می کنند که  P – GFRC فورتون، خصوصیات پایایی دراز مدت بهتری از الیاف ضد قلیای Cem – FIL1 در کشش مستقیم دارد. این مسأله با آزمایش کردن تفاوت بین UTS و BOP در شرایط کهنگی برای هر مخلوط نشان داده شده است. با این حال بهبود مقاومت و انعطاف پذیری P – GFRC در دراز مدت نسبت به AR-GFRC ممکن است نتیجه ای از خصوصیات بهبود یافته ماتریس با اعمال پلیمر باشد و احتمالا شاخصی از تأثير الياف شیشه ای نیست. دانیل[2] در تحقیقات خود نشان داده است که الیاف E-glass که به طور کامل با غشای پلیمر محافظت نشده اند، پس از کهنگی تسریع یافته، به شدت اسید سابی می شوند.

 

3-4-3- پیشرفتهای اخیر برای بهبود پایایی GFRC

نشان داده شده است که استفاده از الیاف شیشه ای ضد قليا و اصلاح ماتریس با پلیمر به مقدار زیاد، سرعت افت مقاومت مخلوطهای GFRC را کاهش می دهد. با این حال این پیشرفت ها به طور کامل مسأله پایایی درازمدت را حل نکرده اند. در حال حاضر سیستم های تجاری در دسترس الياف ضد قلیا و P – GFRC، افت زیادی در مقاومت و انعطاف پذیری از خود نشان می دهند که سرعت این افت به شرایط محیطی بستگی دارند. همه این روش ها یکی از دو روش اصلاح الیاف شیشه ای و اصلاح ماتریس سیمانی را شامل می شوند.

3-4-3-1- اصلاح الیاف شیشه ای

از زمان معرفی الیاف شیشه ای ضد قلیا در سال ۱۹۷۱ تلاش های زیادی برای بهبود بیشتر الیاف شیشه ای جهت استفاده در GFRC صورت گرفته است. بیشتر این تلاش ها مستقیما در جهت بهبود تجاری الیاف شیشه ای ضد قلیا به وسیله استفاده از پوشش های مخصوص الياف انجام شده است. این پوشش های مخصوص برای کاهش نزدیکی الیاف شیشه ای با هیدروکسید کلسیم است. هیدروکسید کلسیم یکی از محصولات واکنش هیدراسیون و علت اصلی شکنندگی الیاف است. NEG AR-glass, Cem-FIL2 مثال هایی از الیاف شیشه ای هستند که دارای فواید بالقوه پوشش های مخصوص می باشد. داده های پایداری مقاومت در درازمدت برای الیاف ضد قلیای Cem -FIL2 نشان می دهد که مقاومت با سرعتی کمتر از مخلوط های Cem – FILI کاهش می یابد. با این حال از آنجا که پیش بینی مشخصات دراز مدت مصالح بر مبنای همبستگی داده های کهنگی تسریع یافته یا داده های کهنگی طبیعی صورت گرفته، هنوز بسیار زود است که بتوان به طور دقیق پیش بینی کرد که الیاف ضد قلیایCem-FIL2  چگونه به طور مؤثر یک مخلوط با پایه سیمانی را مسلح خواهد کرد [18-4].

هیاشی[3] ، ساتو[4] و فوجی[5] از شرکت شیشه الکتریکی نیپون کشف کرده اند که برخی مواد آلى ضدقلیا که به عنوان پوشش الیاف شیشه ای ضدقلیای عادی به کار می روند، به طور قابل ملاحظه ای باعث بهبود در حفظ مقاومت کششی الیاف خواهند شد. شکل ۴-۹ پایایی بهبود یافته مقاومت رشته های الیاف ضدقلیای عادی وقتی که از پوشش آلي ضدقليا استفاده شده باشد، نشان می دهد. همان طور که در شکل ۴-۱۰ دیده            می شود، آزمایش های مقاومت خمشی که بر روی مخلوط های کهنه GFRC حاوي الياف ضد قلیای پوشش دار انجام شده، تصدیق می کند که حفظ مقاومت بهبود یافته الياف منجر به حفظ مقاومت خمشی بهبود یافته مخلوطهای GFRC خواهد شد [25-4].

شکل3-8-مقاومت کششی رشته های الیاف شیشه ای با پوشش های مختلف قرارگرفته شده در خمیر سیمان معمولی در دمای 80 درجه ی سانتیگراد

روشی توسط بنتور[6] و دایاموند[7] توسعه یافت که در آن میکروسیلیکا به طور مستقیم در فضاهای بین تک رشته های شیشه در الیاف شیشه ای سرگردان وارد شده بود. کشف شده است که با غوطه ور کردن دستی این الیاف در دوغاب تجاری میکروسیلیکا، فضاهای بین تک رشته های شیشه ای به میزان کافی با میکروسیلیکا پر می شود. نتایج آزمایش های انجام شده بر روی مخلوط های کهنه که با الیاف نفوذی در دوغاب میکروسیلیکا تولید شده اند، کاهش عمده در سرعتی نشان داده است که در آن افت مقاومت رخ می دهد [26-4]. با این حال هنوز مشخص نشده است که آیا این روش در فرایند تولید اسپری، عملی است یا خیر.

شکل3-9-تنش خمشی کامپوزیت های  GFRCحاوی الیاف شیشه ضدقلیا    با پوشش آلی قرار گرفته در آب 80 درجه سانتیگراد

3-4-3-2- اصلاح ماتریس سیمانی

سال های بسیار محققان مختلف تلاش کردند تا با تغییر ماتریس سیمان بر مسأله پایایی مقاومت GFRC فایق آیند. بیشتر این تلاش ها در جهت کاهش یا حذف شکل گیری هیدروکسید کلسیم که در طی فرایند هیدراسیون تولید می شود، صورت گرفت.

استفاده از سیمان پر آلومین و سیمان سوپر سولفاته نشان دهنده اولین تلاش ها در جهت اصلاح ماتریس سیمان است. هر چند هر دو این سیمان ها تا اندازه ای در بهبود پایداری مقاومت مخلوطهای GFRC در دراز مدت مؤثر بودند، با این حال اثرات نامطلوب دیگری نظیر افزایش خلل و فرج و افت مقاومت ماتریس سیمان مشهود بود[27-4].

یک راه حل جدیدتر استفاده از سیلیکاهای آهکی فعال به عنوان افزودنی های سیمان است. دوده سیلیکا و متاکائولینیت هر دو عامل های موثری برای واکنش اولیه و حذف هیدروکسیدهای کلسیم هستند. با این حال برای این که بتوان به کاهش عمده ای در میزان هیدروکسید کلسیم دست یافت باید این مواد را در درصدهای بسیار بالا به کار برد[25-4]. این روش ها برای شرکت دادن درصدهای بالایی از سیلیکا در ماتریس سیمان بدون مسأله جداشدگی توسعه یافتند. با این وجود شرکت دادن درصدهای بالا میکروسیلیکا به عنوان روشی مقرون به صرفه در بهبود پایایی دراز مدت GFRC شناخته نشده است.

بیشتر پیشرفت های جدید در زمینه بهبود پایایی مقاومت GFRC در دراز مدت، تا حد زیادی سیمان CGC را توصیه می کنند. CGC یک سیمان كم قلیا است که شرکت ژاپنی سیمان چی چی بو [8]با همکاری شرکت شیشه الکتریکی نیپون آن را توسعه دادند. سازندگان این سیمان ادعا می کنند که در طی فرایند هیدراسیون آن، هیدروکسید کلسیم تولید نمی شود. همان طور که در شکل ۴-۱۱ دیده می شود، آزمایش های انجام شده بر روی مخلوط های GFRC که با سیمان CGC و الياف ضد قلیا ساخته شده اند، نشان می دهد که مقاومت اولیه ۲۸ روزه حتی پس از قرار گیری مخلوط در شرایط کهنگی تسریع شده حفظ می شود                [25-4 ]، [ 26-4]. در هر حال استفاده از سیمان CGC در مخلوط های ساخته شده با الیاف E-glass منجر به بهبود پایایی مقاومت در دراز مدت نشده است [25-4].

3-5- دوام یخ زدن و آب شدن

 بر روی دوام يخ زدن و آب شدن هر دو مخلوط AR-GFRC و P – GFRC مطالعاتی انجام شده است.    [11-4]،[23-4] . در تحقیقی که دنیل انجام داد، نشان داده شده است که الیاف شیشه ای ضد قلیا در مقایسه با ماتریس مسلح نشده، به طور مؤثری از ماتریس سیمان در برابر خرابی های شدید یخ زدن و آب شدن محافظت می کند. کهنگی تسریع یافته نمونه های GFRC ضد قليا تأثیر بر مقاومت در برابر یخ زدن و آب شدن نداشته است [11-4]. جاکوبز[9] نتیجه گیری کرد که مقاومت مخلوطهای P – GFRC در برابر یخ زدن و آب شدن رضایت بخش است، که البته این مسئله به دلیل جذب آب کمتر و انعطاف پذیری بیشتر           مخلوط های اصلاح شده با پلیمر میباشد [23-4].

الیاف های شیشه ای

الیاف های شیشهای
کامپوزیت های سیمانی تقویت شده با الیاف شیشه ای عمدتا به منظور تولید اجزای پوسته ای نازکتوسعه یافته اند، که حاوی یک مادهِی چسباننده یا خمیر مالت و حدود 5 درصد حجمی الیاف میباشند کاربردهای دیگری نیز برای این محصول در نظر گرفته شده است، از جمله ایجاد پیوند بین میلگردهای تقویتی والیاف های پیوستهی شیشهای و اشباع کردن آن ها با مواد پالستیکی ]2 ]جهت پخش شدن در بتن در حین اختالط ، یا ساختن قطعات صلب کوچک مشابه و نیز اشباع کردن آن ها با اپوکسی ]3 . ]هرچند در عمل کاربرد اصلی تقویت بتن با الیاف شیشه در پوسته های نازک است و این مسئله موضوع مورد بررسی در این فصل میباشد.

به چنین سیستم هایی GRC( سیمان تقویت شده با الیاف شیشه( یا GFRC( بتن تقویت شده با الیاف شیشهای( میگویند.
الیاف های شیشه ای بدین ترتیب تولید میشوند که ابتدا شیشهی ذوب شده در کف یک مخزن پالتینی داغ یا بوشن به شکل تارهای نازک در میآید. معموال تعداد 202 تار شیشه ای به طور همزمان به دست آمده و درحین خنک شدن بیرون از مخزن داغ به جامد تبدیل میشوند ]5 ،2 ]؛ سپس این تارهای شیشه ای را دور یک استوانه جمع کرده و به صورت رشته ای شامل 202 عدد تار در می آورند. ساختار یک رشته الیاف مشابه این، درشکل 1-1 نشان داده شده است.
قبل از پیچاندن تارها به دور استوانه، آن ها توسط یک الیه آهار پوشانده میشوند که از آن ها در برابر اثرات هوازدگی و ساییدگی محافظت کرده و همچنین آن ها را به صورت رشته ای به یکدیگر متصل میکند. رشته های متعددی به هم پیچیده شده تا یک کالف را تشکیل دهند. این مرحله از ساخت را طوری تنظیم میکنند که حین تولید GRC ،کالف میتواند در هنگام ترکیب با ماتریس، بدون اینکه به تارهای مجزا تبدیل شود به صورت رشتههای مجزا در بیاید. الیاف ها را می توان به صورت پیوسته یا قطعه قطعه شده به بازار عرضه کرد و یا می توان آن ها را به شکل حصیر درآورد )شکل 1-2 .)برای تقویت سیمان معموال حصیر را با سوراخ هایی که اندازهی آن ها به اندازه ی کافی بزرگ باشد میبافند تا امکان نفوذ ذرات سیمان در آن وجود داشته باشد.

دانلود مقاله کامل

چرا پروژه های GFRC به مشاور نیاز دارند ؟

با توجه به اینکه از تولید GFRC در داخل کشور نزدیک به یک دهه میگذرد واین مصالح به صورت نیمه صنعتی تولید می شوند و استانداردهای اجباری ندارد، دوام این محصولات بتنی بر تولید استاندارد مطابق با دستورالعمل و آیین نامه های معتبر بین المللی می باشد.

عملکرد مکانیکی قطعات GFRC برای کاربرد در نمای ساختمان می بایست بر اساس مشخصات هر پروژه به طور اختصاصی بررسی و پیشبینی شود و در مرحله پذیرش مطابق با استانداردهای ملی و بین المللی شناسایی گردد.

از آنجاکه GFRC به عنوان یک مصالح منحصر بفرد برای کاربرد در نمای ساختمان شناخته شده است اما ویژه گی های مکانیکی این کامپوزیت سیمان در گرو شناخت خصوصیات رفتاری این مصالح و موارد تشکیل دهنده آن و بررسی ریز ساختارهای کامپوزیت GRC می باشد.

روش های طراحی و ساخت GFRC بتنی بر استخراج صحیح و اصولی از مراجع معتبر می باشد و بومی سازی دستورالعمل ها در داخل کشور می بایست منطبق با شرایط اقلیمی ، باد ، زلزله و در دسترس بودن مصالح انجام پذیرد.

تجهیزات ساخت از موارد مهم دیگر در تولید محصولات با کیفیت می باشد که بسته به سناریو طرح و طبقه کاربردی قطعات در هر واحد تولیدی می تواند متفاوت باشد. البته ماشین آلات ساخت و تولید GFRC  با توجه به تولید نیمه صنعتی پیچیده نمی باشند و موضوع مهم دانش فنی ساخت ، تولید و عمل آوری این قطعات می باشد.

از آنجا که قالب های تولید قطعات GFRC با توجه به هر پروژه و طرح معماری متفاوت می باشد ، لذا قیمت نهایی متاثر از شکل ، فرم، ابعاد ،ضخامت و تعداد در زمان سفارش می باشد.

عمدتا مشاوران و طراحان از اطلاعات کافی در زمینه مهندسی GFRC برخوردار نمی باشند و موارد مهم و ضروری در مرحله طراحی مدنظرشان قرار نمیگیرد، از جمله مدول بندی ، ضخامت ، چگالی و همچنین محاسبات سازه ای و طراحی زیرسازی و اتصالات جهت اجرای این قطعات از مواردی است که در مرحله استعلام قیمت الزامی می باشد.

عدم شناخت مهندسی GFRC ضررهای سنگین و جبران ناپذیری به بدنه پروژه های GFRC وارد خواهد کرد که می توان با مشاوره اصولی قبل از انعقاد قرارداد با بنگاه های تولیدی و پیمانکاران رضایتمندی کارفرمایان را برآورده ساخت .

ارزان بودن یا گران بودن قیمت قطعات GFRC، یا بروز بودن تولید کننده نمی تواند کیفیت محصول نهایی را تضمین نماید و تنها عامل مهم تسلط بر دانش فنی و مراجع و آئین نامه ها و دستورالعمل ها  و همچنین تجربه کافی در این صنعت می باشد که می تواند اصولی پروژه های GFRC را مدیریت نماید.