بتن GFRC چیست؟ انواع روش ساخت، مزایا و معایب بتن جی اف آر سی - پری بلاگ

بتن GFRC چیست؟

این بتن از ترکیب سیمان پرتلند، سنگدانه ریز، الیاف شیشه، مواد افزودنی، پلیمرهای اکریلیک و آب تشکیل شده است. الیاف شیشه، بتن را تقویت می نمایند؛ همان طور که فولاد در بتن معمولی چنین نقشی را بازی می نماید. الیاف شیشه به عنوان عضو اصلی حمل بار کششی عمل می نماید و به انتقال بارها از یک الیاف به الیاف دیگر را انجام می دهد. تقویت نماینده الیاف شیشه منجر به محصولی با مقاومت خمشی و کششی بسیار بالاتر از بتن معمولی می گردد که امکان استفاده از آن را در کاربردهای مختلف آسان می نماید.

از زمان معرفی بتن GFRC در دهه 1960، این ماده کامپوزیت بسته به احتیاج عملکردی اش، طیف وسیعی از اصلاح نماینده های ماتریس مانند پلیمرهای اکریلیک، سیمان های زودگیر و مواد افزودنی را برای بهبود پایداری طولانی مدت در اختیار متخصصان قرار داده است.

این کامپوزیت سازگار با محیط زیست، با مصرف کم انرژی و مواد اولیه طبیعی، در حال تبدیل شدن به محصولات بسیار متنوعی است. به دلیل توانایی در پاسخگویی به کاربردهای مختلف، این بتن در میان طراحان، معماران، مهندسان و کاربران نهایی در حال محبوب شدن است. GFRC ماده ای سبک و بادوام است که می تواند تقریباً به شکل ها، رنگ ها و بافت های نامحدود ریخته شده و اجرا گردد.

خصوصیات بتن GFRC

• الیاف شیشه حدود 10 درصد حجمی مخلوط بتنی است.
• افزایش مقاومت کششی را تقریباً دو برابر و مقاومت در برابر ضربه را 10 برابر افزایش می دهد.
• مقاومت خستگی بتن مسلح با الیاف شیشه تقریباً قابل مقایسه با بتن مسلح با فولاد است.
• وزن مخصوص این بتن براب0ر با 2/2 تن در مترمکعب است.

نکته: بتن جی اِف آر سی متفاوت از بتن الیافی است. در فراوری بتن الیافی از هر نوع الیاف اعم از شیشه، فلز، پروپیلن به کار گرفته می گردد ولی برای GFRC فقط از الیاف شیشه با روش فراوری متفاوتی استفاده می گردد.

مطلب پیشنهادی: بتن سبک چیست و کاربرد آن چیست؟ مزایا، معایب و انواع آن کدام است؟

انواع روش ساخت بتن GFRC

دو فرآیند اساسی برای ساخت بتن مسلح الیاف شیشه ای وجود دارد که شامل موارد زیر هستند:

روش افشانه (Spray-Up)

به فرآیند استفاده از پمپ اسپری، روتور/ استاتور یا پریستالتیک برای پاشش دوغاب GFRC و الیاف شیشه اشاره دارد. از اسلحه مخصوص اسپری با دستگاه خردکن فیبر استفاده می گردد. دوغاب و الیاف GFRC به طور جداگانه در تفنگ تغذیه می گردد و دستگاه برش دهنده فیبر را برش داده و آن را به داخل جریان دوغاب در نازل اسپری وارد می نماید. در روش افشانه، مخلوط بتنی معمولا حاوی حداقل 4 درصد فیبر شیشه است.

روش پیش اختلاط (Premix)

در طول مخلوط کردن و تهیه دوغاب، الیاف شیشه در دوغاب ترکیب می گردد. فرآیند پیش اختلاط بیشتر به تکنیک های مختلف فراوری مانند Spray Premix ،Cast Premix ،Pultrusion و Hand Lay-Up تقسیم می گردد. روش پیش اختلاط بیشتر اوقات برای قطعات کوچک تر بتن GFRC استفاده می گردد و به ندرت در قطعات و اعضای عظیم تر سازه بتنی استفاده می گردد.

مزایای بتن مسلح فایبرگلاس

فواید بتن مسلح شده با الیاف شیشه به توضیح زیر است:

• برای بازسازی ساختمان های قدیمی عالی است.
• برای نمای خارجی، دیوارها و سقف ها کاربرد دارد.
• حدود 75 درصد سبک تر از بتن مسلح با فولاد است.
• به نسبت وزن، مقاومت خمشی بالایی دارد.
• تجهیزات سنگین یا گران قیمت هنگام ریختن یا پاشیدن GFRC لازم نیست.
• برش آن آسان است و شکستنش بسیار سخت می باشد.
• GFRC از نظر قابلیت ریختن یا پاشش، مخلوطی بسیار سازگار است.
• مقاومت کششی و مقاومت در برابر ضربه این بتن باعث شده است تا از استحکام بالاتری نسبت به بتن معمولی برخوردار باشد (به دلیل الیاف شیشه).
• این بتن را می توان به تعداد متنوعی از بافت ها، رنگ ها، پوشش های سطح قالب ساخت و آن را به یکی از متنوع ترین مواد در بازار تبدیل کرد.
• بتن GFRC در برابر مواد شیمیایی مقاوم است.
• دوام و طول عمر بالایی دارد و در برابر همه شرایط آب وهوایی 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 می دهد.
• سازگار با محیط زیست است.
• به دلیل وزن کم باعث کاهش بار مرده ساختمان می گردد.
• سرعت اجرا و نصب بالایی دارد.

معایب بتن مسلح شده با الیاف شیشه

جوانب منفی بتن GRFC عبارتند از:

• هیچ شکل پذیری وجود ندارد. شکل پذیری توانایی ماده جامد برای تغییر شکل در شرایط تنش است.
• هزینه GFRC بالاتر از بتن معمولی است. به دلیل وجود فایبرگلاس در داخل بتن و افزودن مواد افزودنی و پلیمرهای اکریلیک، قیمت این بتن زیاد است.
• طرح اختلاط این بتن سخت است و احتیاج به نیروهای متخصص است.
• بتن مسلح شده با الیاف شیشه قدرت خود را در طولانی مدت از دست می دهد.
• برنامه ریزی زیادی برای حمل ونقل این بتن مورد احتیاج است.

موارد استفاده بتن GFRC

در حالی که بتن مسلح شده با الیاف شیشه برای بازسازی نمای ساختمان های قدیمی و ساخت نماهای جدید بسیار عالی است اما کاربردهای دیگری نیز دارد. از این بتن برای ساخت دیوار و سقف ساختمان نیز استفاده می گردد. همچنین به طور گسترده در محوطه سازی و ساخت آبنما کاربرد دارد. به دلیل توانایی بالا برای ریختن در قالب، این بتن برای مجسمه سازی، سنگ یادبود، پنل های پوشش تونل، اسکله و پل های شناور، مخازن ذخیره سازی، قطعات تزیینی برای دکوراسیون داخلی و تخته سنگ های پیش ساخته بسیار عالی است.

در حالی که بتن مسلح فایبرگلاس هنوز نسبتاً جدید است و کاربردهای آن به طور کامل توسعه نیافته است اما این ماده کامپوزیت جدید در حال تبدیل شدن به یک گزینه محبوب برای حوزه ساختمان و کاربردهای صنعتی دیگر است. دوام و سبک بودن، بتن GFRC آن را قادر می سازد تا در شرایط مختلف و کاربردهای گوناگون مورد استفاده قرار گیرد.

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 بهره ببرید. بسیاری از قطعاتGFRC بعد از 16 تا 24 ساعت پس از ریختن و سپس قالب بندی، قابل بهره برداری هستند.

کلام آخر

بتن مسلح با الیاف شیشه یا جی اِف آر سی شامل هیدراتاسیون سیمان به همراه سنگدانه های ریز، الیاف شیشه و مواد افزودنی است. از الیاف شیشه به عنوان تقویت نماینده بتن استفاده می گردد. این الیاف به طور یکنواخت توزیع شده و به طور تصادفی جهت گیری می شوند. ویژگی بتن تقویت شده با الیاف با شرایط اختلاط، کیفیت الیاف، کاربرد و شیوه توزیع (ریختن) تغییر می نماید.

به هر روی، این نوع بتن به دلیل جدید بودن احتیاج به این دارد که به طور جدی مورد آزمایشات و تست های مختلف قرار گیرد تا استاندارد به خصوصی برایش تنظیم گردد. استفاده از این بتن در ایران اغلب تحت استاندارهای آمریکا و بریتانیا است.