الیاف چاپد کربن
امروزه پر استفاده ترین نوع کامپوزیت در بازار از الیاف شیشه تشکیل شده اند با این وجود استفاده از الیاف کربن در حال افزایش است.
از اوایل دهه ی 1980 میلادی استفاده صنعتی از الیاف کربن آغاز گردید و امروزه در بسیاری از صنایع، از این الیاف بهره برداری می شود.
در واقع الیاف چاپد کربن همان الیاف خرد شده کربن می باشد که در اثر برش و تبدیل آن به ابعاد کوچکتر، تشکیل می شوند. چاپد کربن جهت بهبود مقاومت و استحکام، به ماده زمینه سیمانی و یا پلیمری افزوده می شود تا با افزایش وزن حداقلی، موجب افزایش استحکام مواد گردد.
یکی از روش‌های مرسوم جهت مسلح سازی بتن‌های الیافی یا FRC، استفاده از الیاف چاپد کربن است. بدلیل وزن پایین تر الیاف کربن از میلگرد های فولادی (تقریباً 25% وزن فولاد)، عدم ایجاد ترک در سطح بتن به سبب افزایش استحکام کششی و عدم نیاز به رعایت کاور بتن در نتیجه نازکتر شدن آن، از الیاف چاپد کربن در بتن استفاده می شود. با توجه به جهت گیری تصادفی الیاف چاپد کربن در بستر بتن و یا دیگر مواد پلیمری، استحکام به صورت یکنواخت در تمامی جهات افزایش خواهد یافت.
Carbocrete به بتنی گفته می شود که با استفاده از الیاف چاپد کربن مسلح شده باشد که به اختصار CFRC – Carbon Fiber Reinforced Concret نامیده می شود.
در بخش های پر رفت و آمد مانند ایستگاه های اتوبوس، مسیرهای تردد قطار شهری، فرودگاه ها و خطوط راه آهن از این نوع بتن مسلح شده، به دلیل کاهش خزش بتن ناشی از گذر زمان، استفاده می گردد.
ویژگی ها و مزایای الیاف چاپد کربن:
- مقاومت کششی الیاف کربن 5 برابر مقاومت کششی میلگرد فولادی است
- جلوگیری از ایجاد ترک در ماده پایه
- مقاومت در برابر محیط های خورنده و مواد شیمیایی در نتیجه دوام بالاتر
- وزن سبک
- مقاوم در برابر زلزله به دلیل وزن سبک
- مدول الاستیسیته بالا
- مقاومت در برابر خستگی در اثر بارهای دینامیکی
- مقاوم در برابر آتش سوزی و حرارت
- تغییر طول پایین
کاربرد الیاف چاپد کربن:
استفاده از بتن های مسلح شده به وسیله ی الیاف چاپد کربن ( CFRC ) مانند:
- پارکینگهایی که عبور و مرور زیادی در انجا انجام می شود
- کف هایی که تحت فشار بارهای دینامیکی قرار دارند مانند سکوهای بارگیری
- در بزرگ راه ها، جاده ها، کناره های راه ها و پل های راه آهن
- در ساختمان‌های مسکونی می‌توان در مسیرهای سواره‌رو، کف‌ها و پی‌ها استفاده نمود
- استفاده در باند فرودگاه ها به منظور جلوگیری از خزش
- استفاده در سازه های عمرانی جهت استحکام بخشی، بهسازی لرزه ای و مقاومت در برابر حریق
- استفاده در آبراه‌ها مانند سدها، کانال‌های آب و مسیل‌ها
- در بخش معدن سازی و تونل سازی جهت اجزا پیش‌ساخته تونل‌ها مانند لاینینگ تونل و گابیون ها
- در بخش کشاورزی می‌توان در ساخت انبارهای غلات و سیلوها از الیاف چاپد کربن استفاده نمود
- در بخش دامداری نیز می توان در سازه‌های حفظ و نگهداری دام از این بتن استفاده نمود.
معایب و محدودیت های الیاف چاپد کربن:
- رسانای حرارتی
- فاقد چسبندگی به بتن
- قیمت بالا
نحوه ی استفاده از الیاف چاپد کربن در بتن و روش اختلاط آن:
الیاف کربن را به دو روش می توان در بتن ترکیب نمود، روش خشک و تر که در زیر به تشریح آنها خواهیم پرداخت:
- روش خشک: در این روش ابتدا باید الیاف چاپد کربن بر روی سنگ‌دانه ریخته شود، لازم به ذکر است باید بصورت لایه لایه سنگ‌دانه و الیاف را بر روی هم قرار داد و با دست با یکدیگر مخلوط نمود. سپس ترکیب آماده شده را به همراه سیمان داخل میکسر کرده تا به خوبی با یکدیگر مخلوط شوند بعد از این مرحله روان کننده یا کاهنده آب را به میکسر اضافه نموده (هنوز آبی را داخل میکسر نریخته ایم) و به مدت 5 دقیقه بگذاریم تا بخوبی ترکیب شوند. حین این 5 دقیقه باید عامل تندگیر کننده را به آب اضافه نموده و بعد از آن آب را نیز به میکسر اضافه می کنیم. بعد از سه دقیقه اختلاط بتن آماده است.
- روش تر: در این روش به ترتیب مراحل زیر را انجام میدهیم:
- ابتدا عامل تندگیر کننده را داخل میکسر میریزیم
- حال الیاف کربن را به آب اضافه می نماییم
- آنها را در میکسر ریخته تا کاملاً یکدست شوند
- سپس سنگ‌دانه‌ها را به میکسر اضافه می کنیم.
- حال باید افزودنی کاهنده آب را به میکسر اضافه نمود.
- در این مرحله باید میکسر را به مدت 5 دقیقه رها نموده تا محتویات درونی آن به خوبی ترکیب شوند
بتن آماده است
نقد و بررسی‌ها
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.