بتن الیافی چیست ؟

از جمله مواد جدیدی که جایگاه ویژه ای در ساخت و ساز به خود اختصاص داده ، الیاف تقویت کننده می باشد . بتن الیافی از دیگر مواد عصر حاضر هستند که کاربردهای فراوانی در قسمت های مختلف ساختمان یافته اند .

این الیاف که بیشتر شامل الیاف شیشه ، پلی پروپیلن و گاه کربن نیز می شود ، در ساخت انواع بتن های الیافی کاربرد فراوان دارد .

همچنین از الیاف شیشه می توان در تولید آرماتورهای سبک و بسیار مقاوم در برابر خوردگی بهره برد .

این الیاف جایگاه نسبتاً مناسبی در تعمیر بناها و تقویت سازه های صدمه دیده دارند و می توانند مقاومت پیچشی و برشی مناسبی پدید آورند .

بتن الیافی در حقیقت نوعی کامپوزیت است که با به کارگیری الیاف تقویت کننده داخل مخلوط بتن ، مقاومت کششی و فشاری آن را فوق العاده افزایش یابد .

این ترکیب کامپوزیتی ، یکپارچگی و پیوستگی مناسبی داشته و امکان استفاده از بتن به عنوان یک ماده شکل پذیر جهت تولید سطوح مقاوم پر انحنا را فراهم می آورد .

بتن الیافی از قابلیت جذب انرژی بالایی نیز برخوردار است و تحت اثر بارهای ضربه ای به راحتی از هم پاشیده نمی شود و شاهد تاریخی این فناوری ، کاربرد کاهگل در بناهای ساختمان است .
در واقع بتن الیافی نوع پیشرفته این تکنولوژی می باشد که الیاف طبیعی و مصنوعی جدید جانشین کاه و سیمان جانشین گل به کار رفته در کاهگل شده است .

امروزه با استفاده از الیاف شیشه ، پلی پروپیلن ، فولاد و بعضا کربن ، تولید انواع بتن های کامپوزیتی در کاربردهای مختلف صنعتی ممکن گردیده و به کارگیری آنها در کشورهای پیشرفته دنیا مورد قبول صنعت ساختمان واقع شده است .

تاکنون مشخص شده است که انواع الیاف ها می توانند ظرفیت کرنشی ، مقاومت در برابر ضربه ، میزان جذب انرژی ، مقاومت سایشی و مقاومت کششی بتن را افزایش دهند .

به طور کلی برای کاربرد در سازه ، الیاف فولادی می تواند نقش مکملی برای میلگرد داشته باشد .

الیاف فولادی با پخش ترک ها مقابله می کنند و مقاومت بتن را در برابر خستگی ضربه ، جمع شدگی و تنش های حرارتی افزایش داده و بتن در همه مدهای شکست روی خواص مکانیکی بتن تاثیر مثبت می گذارد .

مزایای بتن الیافی در مقایسه با بتن بدون الیاف

از اهم متغیرهایی که بر خواص بتن با الیاف فولادی اثر دارند می توان به خواص ماتریس بتن ، بازدهی الیاف و مقدار الیاف اشاره کرد .

تکنولوژی بتن پر مقاومت ، توسعه ای جدید در صنعت ساخت سازه های بتنی محسوب می شود . در بتن سخت شده ، مقاومت و دوام دو عامل اصلی بوده و هر چه مقاومت فشاری بتن بیشتر می شود بتن تردتر شده و در نتیجه مقاومت کششی آن به نسبت افزایش مقاومت فشاری افزایش نمی یابد و نیز از تحمل کرنش پایینتر برخوردار است و بدین دلیل نیاز به استفاده از الیاف در بتن پر مقاومت کاملا مشهود است .

جهت افزایش مقاومت کششی و جلوگیری از گسترش ترک و به ویژه افزایش نرمی ، از الیاف در بتن استفاده می شود .

مقدار افزایش با تغییر این مقاومت ها بستگی به مقاومت بتن بدون الیاف ، شکل الیاف و درصد الیاف دارد .

بتن پر مقاومت شامل الیاف فولادی ، ترکیبی است از سیمان ، مصالح سنگی ، آب ، فوق روان کننده ، دوده سیلیس و همچنین درصدی از الیاف فولادی که به طور درهم و کاملا اتفاقی و در جهات مختلف در مخلوط پراکنده شده است .

وجود الیاف فولادی مشخصات مکانیکی بتن را نسبت به حالت معمولی بهبود می بخشد و بتن پر مقاومت یک ماده ترد و شکننده است در حالی که افزودن الیاف فولادی به بتن پر مقاومت سبب بهبود رفتار ترد بتن و تغییر مد شکست آن می گردد .

مزایای بتن الیافی در مقایسه با بتن بدون الیاف را می توان به طور خلاصه به شرح ذیل بیان داشت :

  • مقاومت در برابر تورق و سایش
  • مقاومت در برابر تنش های خستگی
  • مقاومت عالی در مقابل ضربه
  • قابلیت کششی و ظرفیت زیاد تغییر شکل نسبی
  • قابلیت برابری بعد از ترک خوردگی
  • افزایش در میزان جذب انرژی

قابلیت انعطافی که بتن الیافی دارد همانند خواص مواد پلاستیکی باعث می شود که بتن الیافی گسیختگی ناگهانی نداشته باشد .

از آنجا که الیاف فولادی در جسم بتن در همه جهات پراکنده می شود در صورت تشکیل یک ترک در جهات مختلف الیاف ، اتصالاتی را بوجود آورده و از گسترش ترک جلوگیری می نماید .

بنابراین رشته ای الیاف به طور فعال در محدود کردن عرض ترک وارد عمل شده و با تشکیل ریز ترک های زیاد ، قابلیت بهره برداری بتن را افزایش می دهند .