بتن پلاستیکی به طور گسترده در ساخت دیوارهای بریده سدهای خاکی استفاده می شود. خواص مکانیکی و رفتار مصالح به کار رفته در ساخت چنین دیوارهایی به دلیل بارهای وارده بر پی و ضد آب بودن دیوار از اهمیّت ویژه ای برخوردار است. انرژی شکست مهم ترین عامل تأثیرگذار در توصیف رفتار شکست در نظر گرفته می شود که در واقع مکانیسم ترک خوردگی بتن را توصیف می کند. این تحقیق با هدف بررسی اثر افزودن الیاف پلی پروپیلن 12 میلی متری و الیاف ماکروبارچیپ 30 میلی متری برای بتن پلاستیکی تقویت کننده دیوارهای بریده انجام شده است. خواص مورد مطالعه عبارتند از: آزمایش تعیین اسلامپ مخلوط بتن، آزمایش اولتراسونیک بتن، مدول الاستیسیته، منحنی تنش-کرنش، نفوذپذیری بتن، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و مقاومت فشاری در سن 28 روزه. نتایج به دست آمده از مخلوط های بتن تازه نشان می دهد که وزن مخصوص و اسلامپ برای هر دو نوع الیاف کاهش می یابد. بیشترین کاهش در الیاف پلی پروپیلن52.27% بود. نتایج آزمایش اولتراسونیک نشان دهندۀ کاهش 9.47% سرعت موج برای الیاف پلی پروپیلن و 14.17% برای الیاف های ماکرو است. بر اساس نتایج مقاومت فشاری 28 روزه، افزودن الیاف باعث کاهش مقاومت فشاری شده است. بیش ترین مقدار برای الیاف پلی پروپیلن 27.20% و برای الیاف ماکروبارچیپ 23.32% بود. با توجه به نتایج مدول الاستیسیته، افزودن الیاف این ویژگی بتن پلاستیک را کاهش می دهد به طوری که بالاترین مقدار برای الیاف پلی پروپیلن 16.98% و برای الیاف ماکروبارچیپ 24.70% است.

در سال های اخیر خوردگی آرماتورهای فولادی در بتن به عنوان یکی از مهمترین دلایل اصلی خرابی های زودرس در سازه های بتن آرمه شناخته شده است. در محیط های دریایی معمولا انتشار یون کلراید و یون سولفات به داخل بتن و خوردگی ناشی از آن ها عامل اصلی خرابی ها و کاهش عمر مفید سازه های بتن آرمه می باشد. از آنجا که بتن در کشش ضعیف بوده و به علت بارهای بهره برداری ترک می خورد لذا یون های کلر براحتی از طریق این ترک ها وارد بتن می شوند و موجب خوردگی میلگردها خواهند شد. الیاف با به تاخیر انداختن ترک خوردگی یا کاهش عرض ترک و پوزولان دوده سیلیسی با کاهش نفوذ مایعات می توانند به کاهش خوردگی میلگردها در بتن کمک کنند. بر همین اساس در تحقیق حاضر 5 ترکیب بتن ساخته شد. پوزولان دوده سیلیسی با مقدار جایگزینی 10 درصد وزنی سیمان و الیاف بارچیپ با مقادیر 5/2، 5/3 و 5 کیلوگرم بر مترمکعب، به مخلوط های بتن اضافه گردید. جهت بررسی خواص مکانیکی، آزمایشات مقاومت فشاری و خمشی و جهت بررسی دوام بتن آزمایشات مقاومت ویژه الکتریکی و جذب آب نیم ساعته انجام گرفت. نتایج نشان می دهد که دوده سیلیسی در کاهش جذب آب نیم ساعته و افزایش مقاومت ویژه الکتریکی، فشاری و خمشی بتن موثر بوده و با استفاده توام از دوده سیلیسی و الیاف بارچیپ مقاومت خمشی بتن تا 65 درصد افزایش می یابد. همچنین افت مقاومت ویژه الکتریکی و افزایش مقاومت فشاری و جذب آب نیم ساعته با افزودن الیاف بارچیپ به ترکیب بتن حاوی دوده سیلیسی مشهود است.

استفاده از بتن با عمل کرد فوق العاده بالای مسلح شده به الیاف در تحقیقات متعددی مورد بررسی قرار گرفته است. با این وجود اکثر تحقیقات معطوف به استفاده از الیاف فولادی به عنوان مسلح کننده بوده است. در این تحقیق به بررسی جای گزین کردن الیاف فولادی با الیاف پلی پروپیلن و الیاف ماکروی مصنوعی (بارچیپ) در پارامترهای مشخصات مکانیکی این بتن پرداخته شده است. هم چنین استفاده ی هم زمان از دو الیاف ذکر شده به صورت هیبرید، و نیز به صورت هیبرید با الیاف فولادی مورد بررسی قرار گرفت. میزان کلی الیاف در هر یک از طرح های اختلاط 1/5 درصد حجمی بتن در نظر گرفته شده است. تعداد 28 نمونه ی مکعبی 70x 70 میلی متری و 14 نمونه ی استوانه ای 100x200 میلی متری برای آزمایش مقاومت فشاری و 28 نمونه ی منشوری به ابعاد 70x 70x 350 میلی متر برای آزمایش مقاومت خمشی ساخته شد. آزمایش های مقاومت فشاری و خمشی در سن 7 و 28 روز اندازه گرفته شده است. مشخص شد که مقاومت فشاری نمونه های ساخته شده در سن 28 روز در تمامی سطوح الیاف مورد استفاده بیش از 100 مگا پاسکال بود. تمامی نمونه های مسلح شده به انواع الیاف مقاومت خمشی بیش از 8 مگا پاسکال تامین کرد، بیش ترین تنش گسیختگی مربوط به نمونه های مسلح شده به الیاف فولادی در سن 28 روز به میزان 23/9 مگا پاسکال بود.

در پژوهش حاضر، 10 طرح اختلاط با درصدهای مختلف الیاف ساخته شده است. بتن الیافی ساخته شده از: الیاف فولادی، بارچیپ و ماکروسنتتیک بوده و ترکیب هر یک از الیاف های مختلف تحت بار انفجاری قرار گرفته و مقاومت بتن ومیزان خرابی هر نمونه با هر کدام از الیاف مذکور و به صورت ترکیبی در برابر انفجار به صورت آزمایشگاهی و میدانی بررسی شده است. همچنین مقاومت ویژه ی الکتریکی بتن الیافی هیبریدی در مقابل جریان الکتریکی ارزیابی شده است. نتایج نشان داد که میزان تخریب بتن با الیاف ماکروسنتتیک در حدود 39\٪ بوده است، که نسبت به سایر نمونه ها، مقاومت بیشتری در برابر انفجار نشان داده است. همچنین مقاومت الکتریکی بتن با الیاف ماکروسنتتیک در مقایسه با بتن پایه 7 برابر افزایش نشان داده است، که در مناطق خورنده با نفوذ بالای یون کلراید به دلیل مقاومت الکتریکی بیشتر و در نتیجه نفوذپذیری کمتر، کاربرد ویژه یی داشته است.

بتن غلتکی نوعی بتن خشک با اسلامپ صفر است،  این نوع بتن دارای دو کاربرد اصلی است: روسازی و سدها. با این­حال، با توجه به مزایایی مانند کاهش هزینه، حرارت کم هیدراتاسیون، دوام و سرعت بالای اجرا، این بتن در ساخت فرودگاه ها، سایت های نظامی و نیروگاه های هسته ای به کار گرفته شده است. از آنجا که مطالعات محدودی در خصوص اثر الیاف غیرفولادی بر مشخصات بتن غلتکی انجام شده است، هدف این تحقیق ارزیابی اثر الیاف غیرفلزی بر زمان وی بی، مقاومت فشاری، مقاومت کششی دو­نیم­شدن، مقاومت خمشی و طاقت بتن غلتکی روسازی می­باشد. بدین منظور از یک طرح مبنا با افزودن سه نوع الیاف شامل بارچیپ، امباس و شیشه با درصدهای 0.1، 0.3 و 0.5 استفاده گردید که درصدهای پائین برای کنترل ترک های سطحی آبرفتگی و درصدهای بالاتر برای بهبود خواص مکانیکی بودند. نتایج نشان داد که افزودن الیاف غیرفولادی باعث کاهش یا افزایش جزئی تا 5 درصد در مقاومت فشاری و کاهش جزئی در مدول الاستیسیته و مقاومت خمشی و افزایش تا 20 درصدی مقاومت کششی بتن غلتکی گردید. همچنین الیاف باعث کاهش کارآیی و افزایش زمان وی طرح مخلوط مبنا شد. دو الیاف بارچیپ و امباس در مقایسه با الیاف شیشه، رفتار نرم­شدگی تغییرمکانی بیشتری بعد از ترک­خوردگی از خود نشان دادند. میزان جذب انرژی نمونه­ها، با افزایش درصد حجمی الیاف، افزایش یافت که این افزایش برای الیاف بارچیپ از الیاف امباس بیشتر بود. بهترین رفتار پس از ترک­خوردگی را الیاف بارچیپ با درصد وزنی 0.5 از خود نشان داد.

استفاده از بتن مسلح­ شده با الیاف در صنایع مختلف به دلیل خواص مکانیکی مطلوب، سبکی سازه، ظرفیت جذب انرژی خوب و مقاومت اولیه زیاد تحت بارهای ضربه ای و همچنین نسل جدید بتن الیافی با شکل­پذیری عالی و قابلیت کنترل ترک در حال توسعه می­باشد. با توجه به اینکه بتن الیافی در معرض ضربه و بارهای شدید، به دلیل انعطاف­پذیری، عملکرد بهتری از خود نشان می­دهد، در این مطالعه، میزان جذب انرژی و مقاومت اولیه بتن تقویت شده با الیاف فورتا، بازالت و بارچیپ، تحت بارگذاری ضربه ای نفوذی مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی تأثیر درصد الیاف بر خواص ضربه پذیری، هشت نمونه بتن مسلح­شده با الیاف هیبریدی تحت آزمون تجربی قرار گرفت. همچنین، سطح شکست و چگونگی چسبندگی الیاف به بتن مسلح­ شده با الیاف، به همراه مودهای تخریب، ارزیابی شد. نتایج نشان داد که میزان مقاومت اولیه و جذب انرژی در بتن مسلح شده با الیاف هیبریدی به ترتیب 8/292 درصد و 3/212 درصد در مقایسه با بتن معمولی افزایش داشته است. با بررسی سطح شکست نمونه ها مشخص شد که چسبندگی بین دو الیاف بازالت و فورتا به بتن زمینه بسیار مطلوب است؛ اما جدایش بین الیاف بارچیپ و بتن زیاد است و کارایی این الیاف در تقویت بتن را کاهش می دهد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

امروزه کارخانجات تولیدکننده کاغذ، به ویژه کارخانجاتی که بنا به مسایل زیست محیطی و کمبود منابع جنگلی از کاغذهای باطله استفاده می کنند، نیازمند هستند تا نوع الیاف موجود در منابع اولیه را شناسایی نمایند، تا در خصوص بهبود کیفیت کاغذهای تولید شده در فرایند بازیافت، مدیریت بهتری را اعمال نمایند. به همین منظور از 6 کارخانه مهم کاغذ سازی در ایران (7 نوع کاغذ مختلف) که ماده اولیه آنها کاغذ باطله می باشد، نمونه برداری شد، تا امکان شناسایی الیاف مورد بررسی قرار گیرد. از کاغذهای تولیدی مطابق با استاندارد ISO 9184-1 (ISO 1990)، نمونه های لام آزمایشگاهی تهیه شد و از ویژگی های مورفولوژیک و آناتومیک مندرج در اطلس های معتبر آناتومی در جهت شناسایی الیاف غیر بومی کمک گرفته شد و در نهایت فراوانی هر یک از گونه های شناسایی شده نیز یادداشت گردید. نتایج نشان داد که شناسایی الیاف کاغذهای بازیافتی کاملا امکان پذیر می باشد. در میان کاغذهای تولید شده در کارخانجات ایران، از سوزنی برگان کاج ها (Pinus spp.)، پیسه آ(Picea spp.)  و لاریکس (Larix spp.)، از پهن برگان گونه های صنوبر (Populus spp.)، راش (Fagus orientalis)، غان (Betula spp.)، توسکا (Alnus spp.) و ممرز (Carpinus betulus) و از غیر چوبی ها گندم، ذرت، پنبه، برنج از فراوان ترین گونه های شناسایی شده بودند. تعداد دفعات بازیافت و همچنین مراحلی نظیر پالایش و کوبیدن در فرآیند تولید کاغذ باعث تخریب الیاف شده و شناسایی الیاف کاغذ را به ویژه برای گونه هایی که الیاف آنها متشابه می باشد به سختی همراه می سازد.

استفاده از الیاف و نانو جهت بهبود عملکرد بتن در صنعت ساخت، معمول و مرسوم است. در این مقاله الیاف شیشه و فولاد، انتخاب و عملکرد آن دو در ترکیب با نانورس مونتموریلونیت بررسی شده است. هدف این مقاله استفاده از الیاف شیشه ای به جای الیاف فولادی با عملکرد مقاومتی یکسان است. الیاف شیشه ارزان تر و مقاومت بیشتری در برابر خوردگی دارد. به همین منظور نسبت وزنی نانورس به سیمان از 0 تا 2. 7 درصد و نسبت وزنی الیاف به سیمان از 0 تا 4. 5 درصد تغییر داده شد. آزمایش مقاومت فشاری در سنین 7، 28و90، و آزمایش مقاومت کششی و جذب آب در سن 28 روز انجام شد. نانورس مونتموریلونیت مقاومت فشاری بتن الیافی فولادی را 8 درصد و مقاومت خمشی را 15 درصد افزایش داده است. تاثیر نانورس بر ویژگی های مکانیکی بتن شامل الیاف شیشه از بتن شامل الیاف فولادی بیشتر است. نانورس مقاومت فشاری بتن الیافی شیشه ای را 40 درصد و مقاومت خمشی را 19 درصد افزایش داده است. مقایسه تاثیر نانورس مونتموریلونیت بر رفتار بتن الیافی شیشه ای و بتن الیافی فولادی نشان می دهد که نانورس نه تنها مقاومت بتن را بهبود می بخشد بلکه روند کاهشی مقاومت با افزایش الیاف شیشه را به روند افزایشی تغییر می دهد. آزمایشات مقاومت فشاری و خمشی نشان دادند که مقدار بهینه الیاف فولاد و شیشه برابر با 3درصد می باشد. مقدار بهینه نانورس به نوع الیاف و آزمایش انجام شده وابسته است.