الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 15000 تومان
(ایران ترجمه - irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۱۱۸
کد مقاله
CVL118
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
بتن تقویت شده با الیاف دارای عملکرد بالا: یک بررسی – مختصر شده
نام انگلیسی
High-performance fiber-reinforced concrete: a review
تعداد صفحه به فارسی
۱۱
تعداد صفحه به انگلیسی
–
کلمات کلیدی به فارسی
بتن تقویت شده, الیاف دارای عملکرد بالا
کلمات کلیدی به انگلیسی
High-performance fiber, reinforced concrete
مرجع به فارسی
دپارتمان معماری، مهندسی سازه و محیط زیست، میلان، ایتالیا
کالج مهندسی راه و ساختمان، مهندسی معدن و محیط زیست، دانشگاه آدلاید، استرالیا، اسپرینگر
مرجع به انگلیسی
Department of Architecture, Built Environment and Construction Engineering, Politecnico di Milano, Milan, Italy; School of Civil, Environmental and Mining Engineering, University of Adelaide, Adelaide, SA 5005, Australia; Springer
کشور
ایتالیا – استرالیا
بتن تقویت شده با الیاف دارای عملکرد بالا: یک بررسی
چکیده
در خلال سالیان اخیر، یک فناوری نوظهور تحت عنوان بتن تقویت شده با الیاف دارای عملکرد بالا (HPFRC) در زمینه صنعت ساخت و ساز معروفیت قابل توجهی یافته است. مواد استفاده شده در HPFRC منوط به ویژگی های مورد نیاز و دسترس پذیری مواد جایگزین با توجه به ویژگی های اقتصادی محلی مناسب می باشد. بتن به عنوان یک ماده شایع ساختمانی به شمار می آید که به طور کلی از نقطه نظر کششی ضعیف است، و غالباً دارای مشکل ترک خوردگی به واسطه انقباض پلاستیکی و خشک می باشد. ارائه الیاف گسسته کوتاه در صنایع بتن به عنوان یک ویژگی قابل توجه جهت ایجاد و ممانعت از ترک خوردگی ها به شمار می آید. علیرغم افزایش توجه به کاربرد HPFRC در سازه های بتنی، هنوز با توجه به تأثیر الیاف بر روی خواص بتن شاهد وجود شک و شبهاتی می باشیم. این مقاله ارائه دهنده جامع ترین بررسی انجام شده تا به حال در خصوص خواص مکانیکی، فیزیکی و ویژگی های پایداری یا مقاومت بتن می باشد. علی الخصوص، مقاله جاری سعی در فراهم آوردن یک بررسی جامع در زمینه مکانیزم شکل گیری و انتشار ترک، تاب / مقاومت فشردگی، مدول الاستیسیته، رفتار تنش ـ کرنش، مقاومت کششی (TS)، مقاومت خمشی، انقباض خشک، خزش، مقاومت الکتریکی و مقاومت مهاجرات کلرید HPFRC می نماید. به طورکلی، اضافه نمودن الیاف به بتن دارای عملکرد بالا خود سبب ارتقای خواص مکانیکی بتن، مخصوصاً TS، مقاومت خمشی و عملکرد مربوط به شکل پذیری آن می شود. به علاوه، استفاده از الیاف در بتن منجر به کاهش انقباض و شکل گیری خزش بتن می شود. با این حال، این موضوع نیز نشان داده شده است که الیاف ممکن است دارای تأثیرات منفی بر روی خواص بتن، نظیر کاربردپذیری، باشند که خود سبب کاهش این ویژگی با اضافه نمودن الیاف فولادی خواهد شد. اضافه نمودن الیاف، مخصوصاً الیاف فولادی، به واسطه رسانایی قابل توجه آنها منجر به کاهش معنی دار در مقاومت الکتریکی بتن گردیده و همچنین منجر به برخی از کاهش های خاص در زمینه مقاومت نفوذ کلرید بتن می گردد.
بتن تقویت شده با الیاف دارای عملکرد بالا: یک بررسی – مختصر شده
مقدمه
بتن به طورگسترده ای به عنوان ماده کاربردی در دنیا به شمار آمده و مقادیر متغیر با انواع مختلف بتن عمدتاً مورد استفاده قرار می گیرند. به واسطه استفاده گسترده این ماده، بسیاری از محققین در حال بررسی خواص مهندسی آن می باشند [۱ ـ ۷]. توسعه ویژگی های ساختاری مهندسی مدرن به عنوان یک نیاز سطح بالا برای انواع مختلف بتن مطرح می باشدکه نیازمند توجه به کیفیت های ارتقاء یافته شامل مقاومت، سختی و شکل پذیری است [۸ ـ ۱۲]. برخی از مثال های انواع بتن شامل بتن دارای مقاومت بالا (HSC) بتن دارای عملکرد بالا (HPC) بتن تقویت شده با الیاف و با عملکرد بالا (HPFRC) می باشند. HPC را می توان به گونه ای طراحی نمود که از کاربردپذیری بالایی و خواص مکانیکی بالاتر و شکل پذیری ارتقاء یافته تری در مقایسه با بتن عادی برخوردار باشد [۱۳ ـ ۱۸]. به علاوه، مواد سیمانی مکمل نظیر دوده سیلیسی (SF) روباره آهن گذاری مصرفی در بتن و ملات (GGBS) و خاکستر بادی (FA) به عنوان بخشی از مواد ترکیبی به شمار می آیند که می توان از آنها جهت تولید HPC استفاده نمود [۱۹ ، ۲۰]. این مواد افزودنی را می توان به ترکیبی از بتن، به صورت یک ویژگی واحد یا ترکیبی از مواد مختلف، اضافه نمود تا قابلیت ارتقای ویژگی های مکانیکی، فیزیکی و کاربردپذیری بتن به وجود آید [۲۱ ـ ۲۶]. اضافه نمودن ترکیبات معدنی نیز دارای مزیت های خاصی می باشد. یکی از این مزیت ها آن است که اندازه کوچک آنها اجازه تراکم بهتر خمیر سیمان را خواهد داد. مزیت دیگر آن است که شامل نمودن ترکیبات معدنی بر بتن منجر به افزایش تاب فشردگی نهایی می شود [۲۷ ـ ۳۰]. به علاوه، کاربردپذیری بهتر و آسانتر و دوام قابل توجه را می توان از طریق اضافه نمودن این مواد حاصل آورد [۳۱ ـ ۳۳]. از طرف دیگر، اضافه نمودن ترکیبات معدنی در بتن دارای تأثیرات منفی نیز می باشد و منجر به افزایش شکنندگی بتن خواهد شد [۳۴]. ترک غالباً در خلال زمان به وجود آمده و منجر به بروز مشکلاتی در زمینه خواص ضد آب شده و سبب می شود تا بخش های داخلی بتن که حاوی رطوبت، برومین، اسیدسولفات و موارد دیگر هستند با توجه به ترک خوردگی نمایان گردیده و نهایتاً دچار مشکل شوند [۳۵ ـ ۳۹].
الیاف را می توان به بتن سیمانی نیز اضافه نمود تا قابلیت تولید موادی را حاصل آورد که دارای مقاومت کششی (TS) شکل پذیری، سفتی و خواص ارتقاء یافته مربوط به دوام گردند [۴۰ ـ ۴۶]. HPFRC به عنوان نوع خاصی از HPC ارائه شده است که نسبت آب با مواد چسبنده آن اندک می باشد، شامل مواد پزولانی با کیفیت بالا، TS ـ با کیفیت بالا، و همچنین ویژگی های دارای دوام پذیری سطح بالا [۴۷ ـ ۵۱]. بیشترین برهمکنش مرتبط با الیاف قابلیت تأخیر در انتشار ترک در بتن سخت شده می باشد. تنش های داخلی در بتن سخت شده سبب شکل گیری میکروترک ها یا ترک خوردگی های ریز می شود. شامل سازی الیاف فولادی با توزیع تصادفی می تواند سبب انتقال تنش در داخل ریز ساختارهای بتن گردیده و نهایتاً از انتشار ترک خوردگی جلوگیری می کند [۵۲، ۵۳]. به واسطه این ویژگی های الیاف، نظیر مقاومت خمشی، سفتی مربوط به شکنندگی، مقاومت در برابر شوک حرارتی، و مقاومت تحت ضربه و خستگی، چنین ویژگی هایی به عنوان مؤلفه های قابل توجه ارتقاء یافته به شمار می آیند [۵۴ ـ ۶۰]. این موضوع نیز مشاهده شده است که شامل سازی الیاف فولادی در HPC می تواند سبب کاهش شکنندگی بتن و جایگزینی مود شکست سازه بتنی شود [۶۱ ـ ۶۴].
غالب تحقیقات انجام شده در زمینه HPFRC بر روی کاربرد الیاف فولادی چه به صورت کاربرد تکی و چه به صورت کاربرد ترکیبی با دیگر الیاف غیرفلزی تمرکز داشته اند. خلاصه مقالات مروری در رشته HPFRC، و تعاملات و محدودیت های آنها در جدول ۱ نشان داده شده است [۱ ، ۶۳ ، ۷۵ ـ ۷۹]. به علاوه، داده های حاصله از ۳۷۰ مطالعه اخیر در رشته بتن تقویت شده با الیاف (FRC) اقدام به بررسی خواص مهم HPFRC برای کاربرد در توسعه دستورالعمل ها و قوانین طراحی نموده اند [۸۰ ـ ۸۳]. با وجود آنکه شاهد نوعی همپوشانی بین اهداف مطالعات قبلی و مطالعه جاری می باشیم، هدف اصلی این تحقیق خلاصه سازی تأثیرات انواع مختلف مفاهیم مربوط به الیاف در ارتباط با خواص مکانیکی، فیزیکی و دوام HPFRC می باشد. این مقاله مروری سعی در ایجاد نوعی تعامل معنی دار در زمینه درک بهتر رفتار HPFRCs از طریق بررسی جامع آن و با در نظرگیری مکانیزم شکل گیری ترک و انتشار آن، و همچنین ویژگی هایی نظیر مقاومت یا تاب فشردگی، مدول الاستیکی، رفتار تنش ـ کرنش، TS، مقاومت خمشی، انقباض خشک، خزش، مقاومت الکتریکی و مقاومت مهاجرت کلرید، می نماید.
بتن تقویت شده با الیاف دارای عملکرد بالا: یک بررسی – مختصر شده
خلاصه و نتیجه گیری
یک بررسی جامع در این مبحث ارائه گردیده است که هدف از آن ارتقای درک رفتار HPFRC می باشد. بر مبنای یافته های این مطالعه، نتیجه گیری های ذیل حاصل شده اند:
به طور کلی، اضافه نمودن الیاف و مخصوصاً الیاف فولادی در HPC، منجر به مقاومت یا تاب تراکمی بالاتر می شود. با این وجود، اضافه نمودن بیش از ۲ درصد الیاف فولادی احتمالاً سبب کاهش مقاومت به واسطه تقلیل کاربردپذیری و افزایش تخلخل خواهد شد. به علاوه، کاربرد الیاف فولادی با ضریب منظر بالاتر منجر به ارتقای بیشتر مقاومت فشردگی می گردد. این مورد نیز مشاهده شده است که شکل الیاف دارای هیچ گونه تأثیر معنی داری بر روی ارتقای مقاومت فشردگی نمی باشد. کارایی الیاف فولادی کوتاه در ارتقای مقاومت یا تاب فشردگی به طور معنی داری بیشتر از کارایی الیاف طویل تر یا درازتر می باشند.
هیچ گونه ارتقای معنی داری در مدول الاستیسیته بتن با توجه به اضافه نمودن الیاف مشاهده نشده است، این مورد مخصوصاً در جزء حجمی اندک بیشتر مشهود می باشد. به علاوه این مورد نیز مشاهده شده است که اضافه نمودن الیاف دارای نسبت منظر بالاتر منجر به مدول الاستیسیته بیشتر در مقایسه با الیاف دارای ضریب منظر کمتر می شود. شامل سازی الیاف سنتزی دارای هیچ گونه تأثیر معنی داری بر روی مدول الاستیسیته نمی باشد، و در برخی از موارد این مورد منجر به کاهش مشخص مدول الاستیسیته خواهد شد. با این حال، ترکیب سازی الیاف فولادی با سفتی بالا و الیاف غیرفلزی می تواند منجر به یک مدول بالاتر الاسیتیسته در مقایسه با موارد حاصله از کاربرد این الیاف به صورت واحد یا منفرد شود.
به طور کلی، اضافه نمودن الیاف فولادی به بتن دارای تأثیر اندکی بر روی بخش صعودی منحنی تنش ـ کرنش FRC می شود، با این حال چنین موردی کاملاً در زمینه تغییر شاخه کاهشی یا کاهنده این منحنی کارآمدتر خواهد بود.
شیب بخش کاهشی نیز به هنگامی با کاهش مواجه خواهد بود که محتوای الیاف افزایش می یابد، که خود منجر به ارتقاء در سختی یا سفتی بتن می شود. افزایش در ضریب منظر الیاف خود منجر به افزایش در جذب انرژی FRC می گردد. به علاوه، کاربرد ترکیبی الیاف فولادی با الیاف غیرفلزی منجر به افزایش اندک سفتی در مقایسه با کاربرد گسسته الیاف فولادی می شود. با این حال، با توجه به هزینه و تأثیر کاربردپذیری، اضافه نمودن الیاف فولادی به نظر به عنوان یک انتخاب بهتر تلقی می شود.
تأثیر الیاف فولادی در زمینه ارتقای تفکیک مقاومت کششی و مقاومت خمشی به طور قابل توجهی بیشتر از این مورد در ارتباط با ارتقای مقاومت فشردگی می باشد. برای یک بتن الیافی خاص، مقاومت با توجه به افزایش در ضریب منظر الیاف ارتقاء خواهد یافت. افزایش تا ۱۴۳ و ۱۶۷ درصدی به ترتیب در تفکیک مقاومت های TS و مقاومت خمشی بتن حاوی ۰/۲ الیاف فولادی مشاهده شده است. در بین افراد مختلف الیاف فولادی، الیاف فولادی قلاب دار به عنوان کارآمدترین مورد در افزایش مقاومت در مقایسه با دیگر الیاف به شمار می آیند. محتوای الیاف بالاتر برای الیاف موجدار، کنگره دار و یکسر دفرمه شده جهت حاصل آوردن نتایج مشابه با الیاف قلابدار مورد نیاز می باشد. به علاوه، کاربرد ترکیبات معدنی با الیاف فولادی قلابدار منجر به مقاومت پیوندی بهتری در ترکیب می شود که خود نهایتاً سبب ارتقای متعاقب در توان و مقاومت خواهد شد. تأثیر اضافه سازی الیاف سنتزی نظیر PP، PE و PVA به بتن قابلیت جذب انرژی و کنترل ترک خوردگی بیشتری در مقایسه با افزایش حداکثر ظرفیت باربری را فراهم می آورد. با این وجود، تأثیر آنها بر روی ارتقای مقاومت را نمی توان نادیده انگاشت. به طور مشابه، الیاف سنتزی طولانی تر معرف عملکرد بهتری در مقایسه با الیاف کوتاهتر می باشد.
انقباض HPFRC تحت تأثیر پارامترهای مختلف نظیر ترکیب بتن، روش فرآوری، دمای محیطی و شرایط مربوط به رطوبت می باشد. اضافه نمودن SRAs و SAC در FRC برای کاهش میزان انقباض بسیار کارآمد می باشد. ترکیب SRA و SAC می تواند منجر به کاهش تا ۸۰ درصدی در میزان انقباض بتن شود. به علاوه، بکارگیری الیاف به عنوان یک راهکار مؤثر دیگر جهت کاهش انقباض بتن می باشد. با این حال، کارایی الیاف منوط به مدول الاستیکی الیاف همراه با اندازه و محتوای آنها می باشد. این مورد مشاهده شده است که افزایش محتوای الیاف را نمی توان به عنوان یک روش ندیددهنده جهت کاهش انقباض به حساب آورد. کاربرد الیاف کوتاهتر منجر به کاهش زیاد در انقباض در مقایسه با نتایج حاصله از کاربرد الیاف طولانی تر یا درازتر می شود. به علاوه، بکارگیری الیاف غیرفلزی و مخصوصاً الیاف نایلونی در زمینه کاهش انقباض بتن بسیار راهگشا می باشد. این مورد نیز نشان داده شده است که ترکیب الیاف فولادی با اندازه های مختلف یا کاربرد الیاف غیرفلزی نیز می تواند به طور قابل توجهی سبب کاهش انقباض خشک بتن شود.
مدول الاستیکی الیاف به عنوان یک عامل مهم تأثیرگذار بر روی خواص خزش بتن به حساب می آید. نتایج حاصله نشان دهنده آن هستند که بتن دارای الیاف ماکروسنتزی مدول ـ بالا نشان دهنده نوعی رفتار خزشی می باشند که مشابه با رفتار الیاف فولادی تقویت شده با بتن است. به علاوه این مورد نیز نشان داده شده است که در بین پارامترهای مختلف نظیر محتوای الیاف، طول الیاف، شکل الیاف و ضریب منظر، ویژگی ضریب منظر دارای بیشترین تأثیر بر روی رفتار خزشی FRC می باشد. این مورد نیز مشخص شده است که الیاف دارای ضریب منظر بالا بهترین عملکرد را صرفنظر از میزان یا محتوای الیاف نشان می دهند. به علاوه این مورد نیز گزارش شده است که از نقطه نظر اقتصادی و مهندسی، ترکیب ۰/۱ درصد الیاف فولادی و ۱۰ درصد دوده سیلیسی نیز می تواند به عنوان یک راهکار کارآمد در زمینه کاهش خزش بتن تلقی شود.
وجود جزء رسانایی نظیر الیاف فولادی سبب تأثیرگذاری بر روی مقاومت ویژه بتن به صورت معکوس می شود. بنابراین، اضافه نمودن الیاف فولادی خود منجر به کاهش معنی دار در مقاومت ویژه الکتریکی بتن صرف نظر از طول الیاف، محتوای الیاف، و ضریب منظر الیاف خواهد شد. با این حال، برای یک ضریب منظر خاص مشخص شده، افزایش محتوای الیاف سبب کاهش مقاومت ویژه بتن می شود. به علاوه این مورد نیز گزارش شده است که افزایش در طول الیاف منجر به رسانایی بالاتر می شود. از طرف دیگر، این مورد نیز مشخص شده است که شامل سازی ترکیبات معدنی نظیر دوده سیلیسی، خاکستر و FA به عنوان یک راه حل مؤثر جهت فایق آمدن بر کاهش مقاومت ویژه الکتریکی به شمار می آید که خود حاصل آمده از فرآیند اضافه سازی الیاف فولادی خواهد بود. این مورد نیز نشان داده شده است که کاربرد الیاف سنتزی می تواند منجر به کاهش در مقاومت ویژه شود، که می توان آن را در تعامل با تخلخل افزایش یافته بتن دانست.
نتایج نفوذ کلرید همچنان به عنوان یک مبحث مورد بحث به شمار می آید، و این مورد مشخص نمی باشد که آیا الیاف سبب محدودسازی یا افزایش نفوذ یون کلرید در بتن می شوند یا خیر. این مورد نشان داده شده است که طول الیاف دارای تأثیرات معنی داری بر روی مقاومت در برابر نفوذ نمی باشد، با این حال محتوای الیاف به طور قابل توجهی بر روی مقادیر کلومب تأثیر دارد. یک محتوای بالاتر الیاف فولادی منجر به نفوذ بیشتر یون های کلرید می شود. با این حال، این مورد نیز به خوبی مشخص شده است که اضافه نمودن ترکیبات معدنی یا کاهش نسبت مواد چسبنده ـ آب نیز می تواند به طور معنی داری سبب کاهش نفوذپذیری بتن شود. شامل سازی الیاف پلیپروپلین منجر به کاهش نفوذ یون می گردد که خود در تعامل با کاهش رسانایی داخلی منفذها و تخلخل موئینه ای کمتر تلقی می شود. پهنای ترک به عنوان یک پارامتر مهم به شمار می آید که بر روی نفوذپذیری بتن تأثیر دارد، این مورد با توجه به پهنای ترک آستانه ای ۲۰۰ mm مدنظر است که برای نفوذپذیری کلرید گزارش شده است. بنابراین، ترکیب الیاف را می توان به عنوان یک عامل کاملاً کارآمد در زمینه جایگزینی یکسری از ترک های بزرگ با تعداد زیادی از میکروترک ها یا ترکهای ریز در نظر داشت که خود در نتیجه سبب کاهش نفوذپذیری کلرید بتن خواهد شد.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
