الیاف بتن یا الیاف فولادی در بتن مسلح به الیاف فولادی

الیاف بتن یا الیاف فولادی در بتن مسلح به الیاف فولادی

ایده‌ی استفاده از الیاف فولادی در بتن به دهه‌ی 50 و 60 قرن بیستم میلادی بازمی‌‌گردد؛ اما استفاده‌ی آن به شکل امروزی به اوایل قرن بیست و یکم مربوط می‌شود. در این فن‌آوری رشته‌های فولادی با ابعاد و اشکال مختلف با مخلوط Concrete، شامل سیمان، آب و سنگدانه، ترکیب شده و بتن الیافی یا Fiber-reinforced concrete را تشکیل می‌دهند.

شکل 1 – اختلاط الیاف فولادی با مخلوط بتن
شکل 1 – اختلاط الیاف فولادی با مخلوط بتن

مکانیزم‌های موجود در این نوع بتن، باعث افزایش چشم‌گیر خواص مقاومتی بتن می‌گردد.

همچنین با توجه به این که با استفاده از الیاف فولادی در Concrete، دیگری نیازی به استفاده از میلگرد نیست، هزینه‌های اجرا نیز به مراتب کاهش می‌یابد.

شکل 2 – پراکندگی الیاف در مقطع بتن
شکل 2 – پراکندگی الیافها در مقطع بتن

در ادامه‌ی این مقاله به ترتیب  به معرفی آنها به همراه مزایای استفاده و کاربرد آن در وب سایت ماتیا اشاره می‌گردد.

معرفی الیاف فولادی

امروزه الیاف فولادی با طول‌ها و اشکال مختلف در بازار موجود می‌باشند.

طول معمول برای این الیاف بین 3 الی 5 سانتی‌متر بوده و در اشکال مختلفی نظیر صاف، دوسرقلاب‌دار و موج‌دار تولید می‌گردند.

جنس این الیاف از فولاد بوده و به چهار روش عمده‌ی زیر تولید می‌گردند:

  • فرم دادن رشته سیم‌های فولادی
  • نورد و برش ورق‌های فولادی (الیاف برشی یا نواری)
  • با استفاده از مواد مذاب (الیاف ریخته گری)
  • تراشیدن سطح ورق‌های فولادی با استفاده از دستگاه صفحه تراش (الیاف ماشینی)
شکل 3 -  الیاف فولادی صاف
شکل 3 – الیاف فولادی صاف

معرفی بتن الیافی

با اضافه‌کردن الیاف فولادی به مخلوط بتن، یعنی سیمان، آب و سنگدانه، می‌توان Fiber-reinforced concrete را تشکیل داد.

پس از اضافه کردن الیاف فولادی به خمیر بتن باید به خوبی مواد را با یکدیگر مخلوط کرد تا الیاف به صورت تصادفی در سرتاسر آن پخش شوند.

شکل 4 – مخلوط بتن الیافی
شکل 4 – مخلوط Fiber-reinforced concrete

بدیهی است که استفاده از میلگرد در بتن به دلیل جبران ضعف کششی آن می‌باشد.

با افزودن الیاف فولادی به بتن نیز می‌توان ضعف کششی بتن را پوشش داد. همچنین با توجه به پخش‌شدن کامل الیاف در سرتاسر جسم صلب بتن، در بنن الیافی نیازی به استفاده از خاموت یا میلگرد برشی نیست؛ مکانیزم حاکم در بتن‌های حاوی الیاف برشی، جلوگیری از ایجاد ریزتزک‌ها و پخش ترک‌ها در مقط بتنی است.

خواص

در ادامه مزایای استفاده از بتن الیافی نسبت به بتن معمولی به صورت فهرست‌وار بیان می‌گردد:

  • افزایش مقاومت خمشی در اثر کاهش ترک‌خوردگی مقطع
  • افزایش قابل توجه مقاومت برشی
  • افزایش مقاومت پیچشی
  • افزایش مقاومت سایشی بتن
  • کاهش خزش مقطع بتنی
شکل 5 – آزمایش خمش سه‌محوره بر روی بتن الیافی
شکل 5 – آزمایش خمش سه‌محوره بر روی Fiber-reinforced concrete

کاربردهای Fiber-reinforced concrete

با وجود امکان استفاده از بتن با الیاف فولادی در مقاطع سازه‌ای نظیر تیر و ستون، که البته زیاد رایج نیست، کاربرد اصلی Fiber-reinforced concrete در کف پارکینگ‌ها، زمین‌های بازی، باند فرودگاه، آشیانه‌ها، روسازی جاده‌ها و همچنین سازه‌های دریایی، انبار کانتینر، انبارهای انبوه و انبارهای نظامی است.

شکل 6 – اجرای کف سوله با بتن الیافی
شکل 6 – اجرای کف سوله با Fiber-reinforced concrete

علاوه بر موارد فوق یکی از کاربردهای نوین و مهم الیاف فولادی، امکان استفاده در بتن پاششی (Shotcrete) است.

در این روش دیگر نیازی به مش‌بندی سطح نیست و الیاف فولادی موجود در این نوع Concrete باعث ایجاد سطحی هموار و بدون استفاده از میلگرد می‌گردد.

استفاده از این روش خصوصا در مواردی که امکان‌ مش‌بندی نبوده و یا دشوار است، بسیار مفید خواهد بود.

این فرآیند را می‌توان با دستگاه شاتکریت و اپراتور به صورت دستی انجام داده و یا از ربات‌های بتن‌پاش استفاده نمود.

شکل 7 – بتن‌پاشی با الیاف فولادی به وسیله‌ی روبات بتن‌پاش
شکل 7 – بتن‌پاشی با الیاف فولادی به وسیله‌ی روبات بتن‌پاش

نوشتن یک دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *