عنوان اختراع: طراحی و ساخت بتن سبك ویژه با چگالی كمتر از 1500 و مقاوم شده در برابر زلزله با ژاكت های ابداعی

خلاصه اختراع

همانطور كه میدانیم سازه های بتنی برخلاف مقاومت بسیار بالایی كه در مقابل فشار و نیرو های محوری و حرارت از خود بروز میدهند ،در مقابل خمش و برش بسیار ضعیف عمل كرده كه این ضعف باعث بكار بردن فولاد بصورت آرماتور(اوتكا جهت تحمل نیروی خمشی و خاموت جهت تحمل نیروی برشی) در تركیب این سازه ها پیرو بالا بردن نسبی مقاومت خمشی و برشی شده است.حال اگر بخواهیم در مورد بتن مسلح به عنوان یك سازه كامل سخن بگوییم میبینیم كه كماكان دارای نقاط ضعف چشمگیری میباشد كه به صورت موردی میتوان به پایین بودن مقاومت خمشی ، برشی ،وزن زیاد و پیرو آن شكست ترد در مقابل نیرو های جانبی اشاره كرد.فی الحال در یك طرح نوآورانه بصورت همزمان وزن بالای بتن را با طرح اختلاط ابداعی تا حد چشمگیری پایین آورده(این كاهش وزن بدون كاهش مقاومت بتن می باشد)و به چگالی خشك 1500 كیلوگرم بر متر مكعب دست یافته ایم و در راستای آن ، بوسیله نوار های ساخته شده با الیاف پلیمری كربن دار و همچنین ژاكت های فولادی ابداعی نقص پایین بودن مقاومت خمشی و برشی و شكست ترد را برطرف و یك محصول نسبتاً كامل را جهت استفاده در اعضای سازه معرفی خواهیم نمود.شایان ذكر است كه یكی از پر كاربرد ترین استفاده های كامپوزیت های پلیمری كربن داردر مهندسی عمران، استفاده از آنها برای محصور كردن ستون های بتنی و ستون های با مصالح بنایی جهت افزایش باربری و شكل پذیری آنها می باشد البته محصور كردن اعضای سازه با نوارهای پلیمری كربن دار مكفی نبوده و استفاده از ژاكت های فولادی ابداعی در دستور كار قرار گرفت كه استفاده تواًماً از روش های مذكور نتایج قابل اطمینانی را جهت استفاده در مقاوم سازی سازه های بتنی به مهندس عمران ارائه می دهد.ضمناً تفاوت های اصلی در شیوه به كاربردن نوار های پلیمری، جنس ، روش اتصال، تعداد لایه نوارها و زاویه قرارگیریشان نسبت به محور قائم ستون و یا تیر می باشد.دلیل استفاده از این مواد ویژگی ممتاز آنها از جمله نسبت بالای مقاومت به وزن ، مقاومت در برابر خوردگی و حملات شیمیایی ، دوام مطلوب ، مقاومت مكانیكی در دمای بالا ، شكست نرم ، سهولت حمل و نقل و بكار گیری به علت انعطاف پذیری بالا بوده است.هنگامی كه اعضای پوشیده شده(ستون و یا تیر)با این مواد تحت اثر بار فشاری قرار می گیرند ، پوشش پیرامون آنها از انبساط محیطی مقطع كه ناشی از گسترش ترك های فشاری است ، جلوگیری كرده و نوعی تنش فشاری محصور كننده غیر فعال را بدان وارد می آورد.به این ترتیب باربری هسته بتن ادامه می یابد و ستون بتنی در تنش فشاری بالاتری منهدم می گردد. كه پس از رسیدن به تنش تسلیم این نوار ها،تحمل نیرو های وارده به سازه بر عهده ی ژاكت های یاد شده قرار می گیرد. كه آنالیز های بدست آمده جهت این اختراع از نتایج آزمایش انجام شده بر روی 27 نمونه استوانه ای با طرح اختلاط ابداعی و ویژگی های پوششی متفاوت مورد بررسی قرار گرفته شده است . هدف از این اختراع در درجه اول ساخت سازه سبك پر مقاومت و در درجه دوم مقاوم سازی سازه های بتنی و بنایی فرسوده (اعم از ساختمان های مسكونی،بناهای تاریخی و همچنین مدارس) می باشد. كه در متن اظهار نامه ابتدا به مطالب مربوط به نحوه ساخت و مصالح مصرفی بتن سبك با چگالی³ m/gK 1500 پرداخته می شود و بعد از آن به آزمایشات و مقاوم سازی بتن بوسیله ی نوار های FRP و تحلیل نتایج آن و سپس به مطالعات مربوط به ژاكت ها خواهیم پرداخت.