مقاوم سازی تیرهای بتنی با الیاف شیشه

با پیشرفت فرآیند توسعه ی موارد ساخت و ساز، تمرکز فراوانی بر روی مقاوم سازی تیرهای بتنی بوجود آمده است. یکی از روش های مقاوم سازی این تیرها همراهی و استفاده از الیاف شیشه ای است که محصول تولید شده را اصطلاحا GFRC یعنی بتن تقویت شده با الیاف شیشه می نامند.

GFRC از الیاف شیشه و بتن استفاده می کند که هر دو به تنهایی دارای مزایایی هستند، اما ترکیب آنها به چیزی شگفت انگیز بدل می شود. الیاف شیشه خاصیت ضد قلیایی خود را به بتن می بخشند و بتن را آماده ی استفاده در بسیاری از موارد می کند.

در این ترکیب، هر دو هویت فیزیکی و شیمیایی خود را حفظ می کنند، با این حال آنها ترکیبی از خصوصیات را تولید می کنند که با هر یک از اجزا به تنهایی نمی توان به دست آورد.

بتن تحمل کننده ی بار است، در حالی که ماتریس اطراف، آن را در مکان ها و جهت مورد نظر نگه می دارد و به عنوان یک رسانا، انتقال بار بین آنها برعهده میگیرد و از آنها در برابر آسیب های محیطی محافظت می کند. در فرآیند مقاوم سازی تیرهای بتنی الیاف شیشه یا همان فایبر گلاس نقش مهمی را ایفا می کند.

وقتی کسی می گوید فایبرگلاس، ما به فکر عایق بندی یا قایقهای فایبرگلاس می افتیم، اما شاید بهتر است به بتن فکر کنیم زیرا همراه و همنشین خوبی برای بتن در فرآیند مقاوم سازی تیرهای بتنی است. از نظر فنی، فایبرگلاس الیاف شیشه ای بسیار ظریفی است که برای ساخت قایق یا محصولات دیگر استفاده می شود.

این ماده، اگرچه فایبرگلاس نامیده می شود، اما در واقع الیاف شیشه پلاستیکی تقویت شده با الیاف شیشه در یک ترکیب پلیمری است. اگر به جای پلیمر، از سیمان پرتلند و ماسه استفاده کنیم، ماده حاصل از آن بتن تقویت شده و بعد از ترکیب با الیاف شیشه به آن اصطلاحا GFRC یا گاهی می گویند.
روش های ساخت عناصر بتنی با استفاده از الیاف شیشه را در فرآیند مقاوم سازی تیرهای بتنی چگونه است؟

در فرآیند مقاوم سازی تیرهای بتنی سه روش برای ساخت عناصر بتونی GFRCوجود دارد:

• پاشش دستی سنتی
• ریخته گری ارتعاش
• مخلوط پاششی

روش سنتی و شاید بهترین روش برای مقاوم سازی تیرهای بتنی، اسپری دستی GFRC در قالب است. بدین ترتیب بیشترین پانل های روکش پیش ساخته GFRC و همچنین اکثر GFRC های پیش ساخته زینتی ساخته می شوند. با استفاده از روش پاشش مستقیم ، شما به یک تفنگ خردکن متحدالمرکز نیاز دارید که توسط قرقره ای از GFRC که به داخل تفنگ خردکن کشیده شده و در نازل مخلوط می شود، تغذیه می شود.

این مخلوط دارای محتوای فیبر بالاتر (4 تا 6٪) از مقداری است که با پرمیکس حاصل می شود و روشی پیشنهادی برای صفحات بزرگتر است. این کار به کارگران باتجربه، تجهیزات گران قیمت و کنترل دقیق کیفیت احتیاج دارد.

در مقاوم سازی تیرهای بتنی برای ریخته گری ارتعاشی از GFRC مخلوط شده برای قالب گیری و ریخته گری برای رسیدن به یک محصول همگن استفاده می کنند. این یک روش بسیار ساده تر است، اما به قالب های ضد آب احتیاج دارد و با قالب های سنگی به خوبی کار نمی کند.

GFRC اسپری و ترکیب شده با الیاف خرد شده در مخلوط، به پمپ پریستالتیک و سر اسپری مخصوص نیاز دارد. این روش نسبت به روش پاشش دستی به تخصص کمتری نیاز دارد و مقاومت بالاتری نسبت به ریخته گری با ارتعاش دارد.

اما بیشتر قطعات تزئینی GFRC که محصول فرآیند مقاوم سازی تیرهای بتنی است، به ویژه میزهای پیشخوان، یا محیط شومینه با استفاده از روش دو لایه ساخته می شوند. لایه ی رو لایه نازک و تزئینی و لایه پشتی ضخیم تر و حاوی الیاف شیشه است. لایه GFRC معمولاً در دو لایه حدود 3/8 اینچی قرار می گیرد و با استفاده از غلتک یا یک میز ارتعاشی فشرده می شود.

کاربرد، مزایا و محدودیت های استفاده از بتن های ساخته شده در فرآیند مقاوم سازی تیرهای بتنی با الیاف شیشه چیست؟

GFRC بتن های مخلوط شده با الیاف که حاصل فرآیند مقاوم سازی تیرهای بتنی است معمولاً در کارهای زیر به کار می رود:

• کارهای بازسازی ساختمان
• آب و زهکشی
• پانل های پوشش پل و تونل
• روش ساخت دائمی قالب
• روکش های معماری
• موانع و صفحات صوتی
• کارهای تعمیراتی و کف صنعتی

اما ویژگی های این نوع از بتن را میتوان به طور خلاصه اینگونه اشاره کرد:

• بتن GFRC در برابر مواد شیمیایی مقاوم است.
• دوام و طول عمر بالایی دارد و در برابر همه شرایط آب‌وهوایی مقاوم است.
• در مقایسه با بتن معمولی از خصوصیات جمع شدگی بهتری برخوردار است.
• در برابر آتش مقاوم است.
• نفوذ پذیری کم GFRC مقاومت آن را در برابر آلودگی آب و هوا را افزایش می‌دهد.
• سازگار با محیط زیست است.
• به دلیل وزن کم باعث کاهش بار مرده ساختمان می‌شود.
• سرعت اجرا و نصب بالایی دارد.

در مقاوم سازی تیرهای بتنی در 30 سال گذشته، GFRC برای تولید بسیاری از محصولات بتنی، به ویژه پانل های روکش معماری نازک، همچنین بتن های زینتی مانند گنبد، مجسمه، کاشت و آبنما استفاده شده است. اخیراً صنعتگران، بتونی تزئینی با مزایای GFRC را برای صفحات تزئینی (از قبیل محوطه های شومینه)، میزهای بتونی و سنگ کاری مصنوعی کشف کرده اند.

اما در زمان استفاده مهم است بتن GFRC را بعد از ریختن از خشک شدن طولانی مدت دور نگه دارید. قطعه بتنی را یک شب با پلاستیک یا گونی خیس بپوشانید اما به محض اینکه مقاومت کافی خود را به دست آورد، از آن استفاده کنید. بسیاری از قطعات GFRC بعد از 16 تا 24 ساعت پس از ریختن و سپس قالب‌بندی، قابل بهره برداری هستند.

موارد استفاده از الیاف شیشه در فرآیند مقاوم سازی تیرهای بتنی بسیار محدود است زیرا در اثر سایش و نیروهای ایجاد شده در هنگام حرکت سنگدانه ها در مخلوط کن، باعث آسیب شدید و از دست دادن مقاومت می شوند. توجه زیادی برای درک کامل خصوصیات مکانیکی و خصوصیات عملکرد GFRC در طراحی اجزای آن صورت گرفته است. بعنوان مثال چندین پروژه برای ساخت پانل های دیواری ساخته شده از GFRC در انگلیس و ایالات متحده گزارش شده است.