آشنایی کامل با جی آر سی (GRC) | جی اف آر سی (GFRC) |

(اگر هنوز با بتن مسلح با الیاف شیشه (GFRC) آشنا نیستید، باید بدانید. GFRC شکل تخصصی بتن است. این یک ماده کامپوزیتی بر پایه سیمان است که با الیاف شیشه ای مقاوم در برابر قلیایی تقویت شده است. GFRC مشابه فایبرگلاس خرد شده (نوعی که برای تشکیل بدنه قایق و سایر اشکال سه بعدی پیچیده استفاده می شود) است، اگرچه بسیار ضعیف تر است. از ترکیب مخلوطی از ماسه ریز، سیمان، پلیمر (معمولاً پلیمر اکریلیک)، آب، سایر مواد افزودنی و الیاف شیشه ای مقاوم در برابر قلیایی (AR) ساخته می شود. بتن GFRC مخفف (Glass Fiber Rein Forced Concrete) یا بتن الیاف شیشه است. که به نمای خشک هم معروف است. این قطعات بتنی از فایبرگلاس که برای تشکیل بدنه قایق استفاده می‌شود به مراتب ضعیف‌تر است. سیمان و بتن مقاومت کششی پایینی دارند و این ضعف بوسیله الیاف شیشه تقویت شده است. GFRC از سیمان پرتلند، سنگدانه ریز، آب، الیاف شیشه ، پلیمر اکریلیک و مواد افزودنی دیگر تشکیل شده است.

الیاف شیشه در بتن جی آر سی چگونه باعث تقویت بتن می شود؟
الیاف شیشه با عملکردی مشابه میلگرد، بتن را تقویت می‌کنند. الیاف شیشه بار کششی اعمال شده را تحمل میکند. وجود تقویت کننده الیاف شیشه  در این محصول مقاومت خمشی و کششی بتن را بالاتر از بتن معمولی می‌برد. GFRC ماده‌ای سبک و بادوام است که می‌تواند تقریباً به شکل‌ها، رنگ‌ها و طرح های متنوع تولید و اجرا شود. محبوبیت استفاده و بکارگیری از این بتن به دلیل امکان استفاده و کاربردهای مختلف در میان طراحان، معماران، مهندسان در حال افزایش است.
به نقل از concretenetwork  : 
مشکل استفاده از الیاف شیشه به عنوان تقویت کننده بتن این است که شیشه در یک محیط قلیایی تجزیه می شود - و تقریبا هیچ چیز قلیایی تر از بتن نیست. ممکن است شنیده باشید که بتن در اثر واکنش قلیایی-سیلیکا (ASR) هنگامی که سیلیس واکنش پذیر در سنگدانه وجود دارد آسیب می بیند. شیشه در درجه اول سیلیس است. GFRC اصلی در دهه 1940 با از بین رفتن شیشه توسط محیط قلیایی به سرعت قدرت خود را از دست داد. در دهه 1970 الیاف شیشه ای مقاوم در برابر قلیایی (AR) توسط Owens-Corning و Nippon Electric Glass (NEG) تکمیل شدند که منجر به افزایش سریع کاربردها شد.

چرا  بتن نمای GFRC یک انتخاب خلاقانه است؟

دلیل خواص منحصر به فرد و استحکام کششی بتن جی آر سی، می توان از آن برای ایجاد محصولات بتنی تزئینی مانند پانل های دیواری نما، دور شومینه، روکش های روشویی و میزهای بتنی استفاده کرد. اکثر متخصصان کانتر بتنی به دلیل تطبیق پذیری، استحکام و وزن سبک تر، از GFRC به عنوان تکنیک انتخابی خود استفاده می کنند.
آیا امکان رنگ آمیزی بتن جی اف ار سی بعد از ساخت و تولید وجود دارد؟
اصولا تایل های جی آر سی grc بعد از ساخت نیاز به هیچگونه پوشش رنگی ندارند چرا که این پنل ها همراه با رنگ که شامل رنگدانه های صنعتی و پیگمنت هستند ، به صورت بافتی یکپارچه و یکنواخت از ابتدا تولید می شوند . بنابراین استفاده از پوشش رنگ بر روی قطعات پیش ساخته جی اف ار سی gfrc پیشنهاد نمی شود و در صورتی که کارفرما رنگ خاصی را مدنظر داشته باشد ، می توان از رنگ های مخصوص نما از قبیل جوتن و نظایر آن بر روی قطعات نما استفاده نمود که قطعا کیفیت رنگی که پیگمنت ها به پانل های جی آر سی می دهند بسیار بالاتر از این رنگ های پوشی می باشد .

برخی از مزایای متعدد GFRC عبارتند از:

توانایی ساخت پانل های سبک – اگرچه چگالی نسبی مشابه بتن است، پانل های GFRC می توانند بسیار نازک تر از پانل های بتنی سنتی باشند و آنها را سبک تر کند.
مقاومت فشاری، خمشی و کششی بالا – دوز بالای الیاف شیشه منجر به استحکام کششی بالا می شود در حالی که محتوای پلیمری بالا بتن را انعطاف پذیر و در برابر ترک خوردگی مقاوم می کند. تقویت مناسب با استفاده از اسکریم استحکام اجسام را بیشتر می‌کند و در پروژه‌هایی که ترک‌های قابل مشاهده قابل تحمل نیستند بسیار مهم است.
•    مقاومت کششی را حدود 2 برابر افزایش میدهد.
•    مقاومت در برابر ضربه را حدود 10 برابر افزایش می‌دهد.
•    مقاومت خستگی بتن تقویت شده با الیاف شیشه کمی کمتر از بتن مسلح با فولاد است.
•    وزن مخصوص این بتن برابر با ۲/۲ تن در مترمکعب است.
•    الیاف شیشه حدود ۱۰ درصد حجمی مخلوط بتنی است.
بتن gfrc با بتن الیافی تفاوت دارد. در تولید بتن الیافی از هر نوع الیاف اعم از پروپیلن، پلی استر، فلز و … استفاده می‌شود ولی برای جی اِف آر سی با روش تولید خاص فقط از الیاف شیشه استفاده می‌گردد.
مزایای بتن مسلح با فایبرگلاس
فواید بتن تقویت شده با الیاف شیشه :
•    جهت بازسازی ساختمان‌های قدیمی کاربردی است.
•    پنل های gfrc برای نمای خارجی و دیوارها استفاده میشود.
•    بتون gfrc حدود 85 درصد وزن بتن مسلح با فولاد است به این معنی که کمی سبک تر میباشد.
•    مقاومت خمشی مناسبی به نسبت وزن دارد.
•    تجهیزات و دستگاه های خاص یا گران قیمت هنگام ریختن یا پاشیدن GFRC لازم نیست.
•    برشکاری آن آسان است و شکستنش دشوار می‌باشد.
•    مقاومت در برابر ضربه و مقاومت کششی این بتن به دلیل وجود الیاف شیشه، استحکام بالاتری نسبت به بتن معمولی دارد.
•    این بتن را می‌توان در رنگ‌ها و طرح های متنوع ساخت.
•    بتن GFRC در برابر مواد شیمیایی مقاوم است.
•    در برابر بارندگی و آفتاب و … مقاوم است و دوام و طول عمر بالایی دارد.
•    در برابر آتش و گرما و سرما مقاوم است.
•    نفوذ پذیری کم GFRC مقاومت آن را در برابر آلودگی آب و هوا را افزایش می‌دهد.
•    سازگار با محیط زیست است.
•    به دلیل وزن کمتر، بار مرده ساختمان را کاهش می‌دهد.
•    سرعت اجرا و نصب بالایی دارد.

تفاوت این جی اف آر سی با بتن معمولی در چیست؟

جایگزینی فولاد با الیاف شیشه
تفاوت این بتن با بتن معمولی در جایگزینی فولاد با الیاف شیشه برای بهبود مقاومت کششی بتن است. در اثر این جایگزینی، چگالی به طرز چشمگیری کاهش یافته، حجم کمتری اشغال می‌شود. به سبب همگونی بافت ماده، قطعات از یکپارچگی و دوام بالایی برخوردار هستند. الیاف موجود در ترکیب این امکان را فراهم می‌کند که GFRC در ضخامت کمتری نصب شود. به گونه‌ای که ضخامت یک قطعه بتنی GFRC را می‌توان به حدود ۸ میلی‌متر کاهش داد. بنابراین پنل پوششی نما به این روش می‌تواند تا ۷ برابر کمتر از یک پنل پیش‌ساخته بتنی وزن داشته باشد که به طور معمول در هر کیلومتر مربع در حدود ۳۰ کیلوگرم است.
مقاومت خمشی و کششی بسیار بالاتر از بتن معمولی
تقویت کننده الیاف شیشه منجر به تولید محصولی با مقاومت خمشی و کششی بسیار بالاتر از بتن معمولی می‌شود و امکان استفاده از آن را در کاربردهای نصب نماهای نازک فراهم می‌کند. همچنین نیازی به تشکیلات آرماتوربندی ندارد. GFRC  یک ماده سبک و بادوام است که می‌تواند تقریباً به شکل‌ها، رنگ‌ها و بافت‌های نامحدود ریخته شود؛ از این رو این روش گزینه بسیار مناسبی برای نماسازی ساختمان‌های مرتفع است. همچنین به دلیل مقاومت بالا و قابلیت شکل‌پذیری و سبکی وزن در ساخت مبلمان شهری و پوشش گنبدها نیز کارایی ویژه‌ای دارد.
سازگاری بیشتر با شرایط محیطی
با توجه به مطالعات متعدد انجام شده در آزمایشگاه در مورد دوام و ماندگاری GFRC ، و در شرایطی که کاملاً با شرایط محیطی سازگار است، دیده می‌شود که در بسیاری از محیط‌ها، مانند قرار گرفتن در معرض اسپری نمک یا رطوبت بالا، GFRC  به خوبی کار می‌کند. از آنجا که سطح GFRC با یک پلیمر خاص آغشته شده است، ترک، سابیدگی و خوردگی در سطوح نما دیده نمی‌شود. در حقیقت، دوام و مقاومت GFRC در برابر طوفان، سیل، آتش سوزی و زلزله در آزمایشگاه و همچنین در بسیاری از پروژه‌ها ثابت شده است.
عایق حرارتی و صوتی
اگر نمای ساختمان ساخته شده از GFRC  در مقابل آتش قرا بگیرد، نمی‌سوزد، بلکه به عنوان یک تنظیم کننده در برابر آتش عمل می‌کند و از سطح ساختمان که در پشت آن قرار دارد، در برابر شعله‌های آتش محافظت می‌کند. در مقایسه با بتن معمولی، از حساسیت و فرسایش کمتری در شرایط مختلف جوی برخوردار است و مقاومت بالاتری در برابر انجماد دارد. به عنوان عایق صوتی و حرارتی عمل می‌کند و به دلیل کنترل کیفیت بالای اجزای سازنده، نمای تمام شده حداقل تخریب و اتلاف مصالح ساختمانی را به همراه دارد. تأثیرات زیست محیطی GFRC بسیار کمتر از بتن، سنگ یا سایر مواد سنتی است و بسیار سازگار با محیط زیست است.
مقاومت خمشی و کششی بالاتر از بتن معمولی
استفاده از الیاف شیشه منجر به تولید محصولی با مقاومت کششی و خمشی بالاتر از بتن معمولی می‌شود. همچنین امکان استفاده از این پنل ها در نصب نماهای بتنی نازک فراهم است. GFRC مقاوم و بادوام است که می‌تواند تقریباً به طرح ها و شکل های مختلف تولید شود، به این دلیل برای نماسازی ساختمان‌ها استفاده میشود. همچنین در ساخت مبلمان شهری از جمله نیمکت های بتنی و … نیز کارایی دارد. در تولید این بتن نیازی به تشکیلات آرماتوربندی نیست. 
جایگزینی الیاف شیشه با میلگرد
بتن تقویت شده با بتن معمولی در جایگزینی فولاد با الیاف شیشه متفاوت است. ببا این کار مقاومت کششی افزایش و چگالی کاهش می یابد. قطعات از یکپارچگی و دوام بالایی برخوردار هستند. بدلیل ضخامت کمتر الیاف نسبت به میلگرد این امکان را فراهم می‌کند که GFRC در ضخامت کمتری تولید شود.
مقاومت در برابر آتش سوزی و شرایط جوی
قطعات بتنی در مقابل آتش مقاوم هستند و نمی‌سوزد. بتن مسلح در مقایسه با بتن معمولی، از حساسیت و فرسایش کمتری در شرایط مختلف جوی برخوردار است. بتون به عنوان عایق صوتی و حرارتی عمل می‌کند. 
 از آنجا که سطح GFRC با یک پلیمر خاص آغشته شده است، ترک، سابیدگی و خوردگی در سطوح نما دیده نمی‌شود. مقاومت و پایداری GFRC در برابر زلزله، طوفان، آتش سوزی و برف و یخبندان در آزمایشگاه و در بسیاری از پروژه‌ها ثابت شده است. 

الیاف در بتن نمای GFRC چه خصوصیتی را به بتن اضافه می کنند؟
الیاف شیشه استفاده شده در GFRC به استحکام این ترکیب منحصر به فرد کمک می کند. الیاف مقاوم در برابر قلیایی به عنوان عضو اصلی حمل بار کششی عمل می کنند در حالی که ماتریس پلیمر و بتن الیاف را به هم متصل می کند و به انتقال بار از یک الیاف به فیبر دیگر کمک می کند.
بدون الیاف GFRC استحکام خود را ندارد و بیشتر مستعد شکستگی و ترک خواهد بود. درک شبکه فیبر پیچیده در GFRC به خودی خود یک موضوع است. برای اطلاعات فنی بیشتر در مورد الیاف GFRC به این مقاله مراجعه کنید.

ترکیبات بتن جی اف آر سی:
اگر زیاد با بتن کار کرده اید، می دانید که یافتن ترکیب مناسب می تواند دشوار باشد و اغلب به سال ها تجربه نیاز دارد. بسیاری از عوامل مختلف بر ترکیب ایده آل بتن تأثیر می گذارند و GFRC تفاوتی ندارد.
ماسه ریز – شن و ماسه مورد استفاده در GFRC باید دارای اندازه متوسطی باشد که از الک #50 تا #30 عبور می کند (0.3 میلی متر تا 0.6 میلی متر). ماسه ریزتر تمایل به مهار جریان پذیری دارد در حالی که مواد درشت تر تمایل دارند از بخش های عمودی خارج شده و هنگام پاشش به عقب برگردند.
سیمان – نسبت های معمولی از قسمت های مساوی وزن ماسه و سیمان استفاده می کنند.
پلیمر- پلیمر اکریلیک معمولاً بر پلیمرهای EVA یا SBR برای GFRC ترجیح داده می شود. اکریلیک غیر قابل خیس شدن است، بنابراین پس از خشک شدن، نرم و حل نمی شود و در اثر قرار گرفتن در معرض نور خورشید زرد نمی شود. اکثر پلیمرهای اکریلیک مورد استفاده در GFRC دارای محتوای جامد از 46٪ تا بیش از 50٪ هستند. دوز پلیمر معمولاً 6 درصد جامدات وزنی مواد سیمانی است. سعی کنید Forton VF-774 را امتحان کنید، یک انتخاب قابل اعتماد پلیمر اکریلیک.
آب – نسبت آب به سیمان معمولی بین 0.3 تا 0.35 است. هنگام تعیین مقدار آب برای استفاده، مطمئن شوید که محتوای آب پلیمر اکریلیک خود را در نظر بگیرید. این می تواند محاسبه نسبت آب به سیمان را دشوار کند مگر اینکه محتوای جامد پلیمر مشخص باشد. با محتوای جامد پلیمری 46 درصد، به ازای هر 100 پوند سیمان، 15 پوند پلیمر به اضافه 23 پوند آب اضافه می شود.
الیاف شیشه ای مقاوم در برابر قلیایی – الیاف جزء ضروری GFRC هستند. اگر از روش اسپری برای ریخته‌گری استفاده می‌کنید، الیاف در زمان اجرا توسط سمپاش شما به طور خودکار بریده شده و به مخلوط اضافه می‌شوند. اگر از پیش مخلوط یا روش ترکیبی برای ریخته‌گری استفاده می‌کنید، الیاف را در خود مخلوط می‌کنید.
محتوای فیبر: محتوای فیبر متفاوت است، اما معمولاً بین 3 تا 7 درصد وزن کلی سیمان است. محتوای فیبر بالاتر استحکام را افزایش می دهد اما کارایی را کاهش می دهد. برخلاف اکثر اجزای طراحی مخلوط بتن، الیاف در GFRC به عنوان درصدی از وزن سیمانی خشک محاسبه نمی‌شوند. در عوض، آنها به عنوان نسبتی از وزن کل محاسبه می شوند. این باعث می شود محاسبه بار فیبر در طرح های مخلوط GFRC بسیار پیچیده باشد.
سایر مواد افزودنی – برخی از عناصر دیگری که ممکن است در ترکیب خود بگنجانید عبارتند از پوزولان ها (مانند دوده سیلیس، متاکائولین یا VCAS) و فوق روان کننده ها.
همانطور که می بینید، طرح های ترکیبی GFRC بسیار پیچیده هستند و محاسبات ریاضی گیج کننده ای را شامل می شوند.
روش های نصب و اجرای بتن جی اف آر سی GFRC :
معمولاً روش نصب اصولی و پیشنهادی سیستم اجرای خشک میباشد که به سازه ایی بعنوان زیرسازی احتیاج دارد که بر روی سازه اصلی نصب شده و سپس پنلها با دیتیلهای مختلفی از قبیل جوش قطعات به زیر سازی ، اتصال از طریق پیچ و یا فریم سازی و قراردادن پنلها در فریمها امکان پذیر میباشد ولی گاهی اوقات بدلیل اصرار کارفرمایان به کاهش هزینه های اجرا و همچنین عدم آشنایی به مزایای سیستمهای نوین اجرای نما اصرار به سیستم قدیمی نصب از طریق ملات یا دوغابی دارند که در این حالت میتوان با قراردادن مفتولهای گالوانایز درون پنلها میتوان به روش اسکوپ آنرا اجرا کرد
جمع بندی
بتن جی آر سی یک تکنولوژی بتنی مدرن است که با استفاده از فیبر شیشه‌ای تقویت‌شده‌و به دلیل مزایای فراوانی که دارد، در صنعت ساخت و ساز بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. استفاده از فیبر شیشه‌ای در این تکنولوژی، باعث افزایش مقاومت و دقت بیشتر در تولید بتن می‌شود. این تکنولوژی از سال‌های ۱۹۴۰ مورد استفاده قرار گرفته است و با توسعه فیبر‌های مقاوم در برابر قلیایی شدن در دهه ۷۰، کاربردهای آن بسیار گسترش یافته است. بتن جی آر سی می‌تواند در تولید محصولات متنوعی مانند پنل‌های معماری، سنگ‌های مصنوعی و کانترتاپ‌ها استفاده شود. این تکنولوژی نیازمند تجهیزات مناسب، کارگران با تجربه و کنترل کیفیت دقیق است. با استفاده از بتن جی آر سی می‌توان ساختمان‌ها و سازه‌های زیبا و با دوامی را ایجاد کرد.
منابع:
Glass Fiber Reinforced Concrete
Introduction to GFRC (Glass Fiber Reinforced Concrete) and its Benefits
Discover the possibilities
High Strength Concrete Wall Panels