بتن الیافی چیست؟

بتن الیافی چیست؟

بتن الیافی یک ماده کامپوزیتی متشکل از مواد فیبری است که یکپارچگی ساختاری بتن را افزایش می دهد. الیاف معمولا در بتن برای کنترل ترک خوردگی ناشی از انقباض پلاستیک و خشک شدن انقباض استفاده می شود همچنین نفوذپذیری بتن را کاهش داده که همیت امر موجب کاهش خونریزی آب می شود.

مزایای استفاده از بتن الیافی:

• بتن مسلح الیافی برای افزایش مقاومت کششی و کاهش میزان ترک خوردگی ها بسیار مفید میباشد.
• درزمان هایی که امکان استفاده ازآرماتورهای معمولی وجود ندارد استفاده ازآن بسیار مطلوب می باشد
• باعث بهبود مقاومت ضربه ای بتن می شود و رشد ترک را محدود می کند
• برای پروژه های صنعتی از الیاف ماکرو سنتتیک برای بهبود دوام بتن استفاده می شود این الیاف ساخته شده از مواد مصنوعی بسیار بلند و ضخیم هستند و به عنوان جایگزینی برای تقویت میلگرد ها استفاده می شوند.
• افزودن الیاف به بتن مقاومت آن را در برابر یخ زدگی بهبود می بخشد و به حفظ استحکام آن برای مدت طولانی کمک می کند.
• باعث بهبود اسنجام مخلوط و بهبود قابلیت پمپاژ در فواصل طولانی می شود.
• افزایش مقاومت در برابر انقباض پلاستیک در طول پخت
• نیاز به تقویت فولاد را به حداقل می رساند
• عرض ترک را کنترل می کند و داوم را بهبود می بخشد
• جداسازی و خونریزی را کاهش می دهد
• افزودن الیاف باعث افزایش قدرت خستگی می شود.
• الیاف باعث افزایش ظرفیت برشی تیرهای بتن مسلح می شود.

انواع بتن الیافی:

الیاف بتن در اندازه ها واشکال مختلف موجود است عوامل اصلی موثر بر ویژگی بتن مسلح شده با الیاف عبارتند از : نسبت آب به سیمان، درصد الیاف، قطر و طول الیاف در ادامه انواع مختلف بتن الیاف مورد استفاده در ساخت و ساز را بررسی می کنیم.

بتن تقویت شده با الیاف فولادی:

الیاف فولادی یک تقویت کننده فلزی است. مقدار معینی از الیاف فولادی در بتن می تواند تغییرات کیفی در خواص فیزیکی بتن ایجاد کند مانند افزایش مقاومت در برابر ترک خوردگی، ضربه، خستگی و خمش، استحکام، دوام و ….. برای بهبود رفتار بتن در دراز مدت مانند افزایش استحکام، چقرمگی و مقاومت در برابر تنش در سازه هایی مانند کفپوش، مسکن پیش ساخته، پل ها، تونل سازی، روسازی سنگین و معدن استفاده می شود.

بتن تقویت شده با الیاف پلی پروپیلن:

بتن مسلح با الیاف پلی پروپیلن با نام های پلی پروپن نیز شناخته می شود این یک الیاف مصنوعی است که از پروپیلن تبدیل شده ساخته شده و در کاربردهای مختلف استفاده می شود. این الیاف معمولا در بتن برای کنترل ترک خوردگی ناشی از انقباض پلاستیک و خشک شدن انقباض استفاده می شود. همچنین نفوذپذیری بتن را کاهش داده و در نتیجه خونریزی آب نیز کاهش پیدا می کند. الیاف پلی پروپیلن از گروه پلی اولفین ها بوده و تا حدی کریستالی و غیر قطبی است و خواصی مشابه پلیی اتیلن دارد اما در برابر حرارت سخت تر و مقاوم تر میباشد و دارای مقاومت شیمیایی بالایی نیز است . پلی پروپیلن از گاز پروپیلن در حضور کاتالیزوری مانند کلرید تیتانیوم ساخته می شود. فیبر پلی پرو پیلن خواصص عایق حرارتی خوبی دارد و در برابر اسیدها، قلیایی ها و حلال های آلی بسیار مقاوم است.

بتن تقویت شده با الیاف شیشه:

بتن مسلح با الیاف شیشه ماده ای است که از الیاف بسیار ظریف شیشه ای تشکیل شده است. الیاف شیشه خواص مکانیکی تقریبا مشابهی با الیاف دیگر مانند پلیمرها و فیبر کربن دارد . اگر چه به سختی فیبر کربن نمیباشد اما در کامپوزیت ها بسیار ارزان تر و به طور قابل توجهی شکننده تر می باشد. بنابراین الیاف شیشه به عنوان یک عامل تقویت کننده برای بسیاری از محصولات پلیمری استفاده می شود. برای تشکیل یک ماده کامپوزیتی بسیار قوی و نسبتا سبک وزن پلیمری تقویت شده با الیاف به نام پلاستیک تقویت شده با شیشه که به عنوان فایبرگلاس نیز شناخته می شود. این ماده حاوی هوا یا گاز کمی است یا اصلا وجود ندارد همچنین متراکم تر است و نسبت به پشم شیشه عایق حرارتی بسیار ضعیف تری است.

الیاف پلی استر:

الیاف پلی استر در بتن الیافی برای کف های صنعتی و انبارها، روسازی ها و روکش ها و محصولات پیش ساخته استفاده می شود. الیاف میکرو و ماکرو پلی استر در بتن برای ایجاد مقاومت بالا در برابر ایجاد ترک های انقباض پلاستیکی و افزایش چقرمگی وتوانایی ارائه ظرفیت سازه بسیار مفید می باشد.

الیاف کربن:

الیاف کربن الیافی با قطر حدود 5 تا 10 میکرومتر می باشد و بیشتر از اتم های کربن تشکیل شده است . الیاف کربن دارای چندین مزیت از جمله سختی بالا، استحکام کششی بالا، وزن کم، مقاومت شیمیایی بالا و تحمل دمای بالا و انبساط حرارتی کم می باشد. الیاف کربن معمولا با مواد دیگر ترکیب می شود تا یک کامپوزیت را تشکیل دهد. هنگامی که به یک رزین پلاستیکی آغشته می شود و پخته می شود به نام پلیمر تقویت شده با فیبر کربن نامیده می شود که نسبت استحکام به وزن بالایی دارد و بسیار سفت وسخت است اگر چه تا حدودی شکننده می باشد. الیاف کربن نیز با مواد دیگری مانند گرافیت ترکیب می شود تا کامپوزیت های کربنی تقویت شده را تشکیل دهد که تحمل حرارت بالایی دارند.

الیاف مصنوعی ماکرو:

الیاف های مصنوعی ماکرو از ترکیبی از پلیمرها ساخته شده اند و در ابتدا برای ارائه جایگزینی برای الیاف فولاد در بتن پاششی ساخته شده است .اما افزایش تحقیق و توسعه نشان داد که آنها نقشی در طراحی و ساخت دال های تکیه گاه های تکیه گاه زمین و طیف گسترده ای از کاربردهای دیگر دارند آنها به ویژه برای ارائه آرماتورهای اسمی در محیط های تهاجمی مانند سازه های دریایی و ساحلی مناسب هستند زیرا با استفاده از آنها مشکلات لکه گیری و پوسته شدن که می تواند در اثر خوردگی فولاد ایجاد شود وجود نخواهد داشت علاوه بر این به دلیل رسانایی بودن در توسعه تراموا و راه آهن استفاده می شود.

الیاف میکرو سنتتیک:

الیاف میکرو سنتتیک در برابر ایجاد ترک های انقباض پلاستیکی مقاومت برتری دارد. اما در ایجاد مقاومت در بازه های عرضی ترک های ناشی از انقباضات خشک بسیار مقاوم نمی باشد با این حال استفاده از این محصول در راستای جلوگیری از ترک خوردگی، حفاظت از پوسته شدن داوم در مقابل یخ زدگی وافزایش یکنواختی بتن بسیار موثر میباشد.

الیاف طبیعی:

الیاف طبیعی مستقیما از یک منبع حیوانی، گیاهی، معدنی تهیه می شود. یک فیبر طبیعی ممکن است بیشتر به شکل ماده ای دیده شود که قطر آن در مقابل طولش ناچیز می باشد. در طبیعت مواد فیبری زیادی مخصوصا مواد سلولزی مانند پنبه، چوب، غلات و کاه وجود دارند که برای ساخت الیاف طبیعی قابل استفاده در بتن بسیار پیشنهاد می شوند و قابل ذکر است که استفاده از این مواد ایده جدیدی نیست و به زمان های بسیار قدیم بر می گردد به طوری که استفاده از کاه و موی اسب برای ساخت آجر و گچ بسیار مرسوم بوده است.

الیاف سلولزی:

الیاف سلولزی با اترها یا استرهای سلولزی ساخته می شود که می توان آن ها را از پوست، چوب یا برگ های گیاهان یا سایر مواد گیاهی به دست آورد. کاربردهای اصلی الیاف سلولزی در صنایع نساجی به عنوان فیلترهای شیمیایی و به عنوان کامپوزیت های تقویت کننده استفاده می شود.

کاربرد بتن الیافی:

کاربرد بتن الیافی در بهره گیری از ویژگی های استاتیکی و دینامیکی مصالح به اعمال کننده و سازنده بستگی دارد برخی از زمینه های آن عبارتند از:
باند
پارکینگ هواپیما
پیاده روها
پوشش تونل ها
تثبیت شیب
پوسته نازک
دیوارها
لوله ها
بندها
ساختار هیدرولیک
عرشه های مرتفع
جاده ها
پل ها
طبقات انبار
نتیجه:
دوام بتن تقویت شده با الیاف می تواند مزایای زیادی برای پروژه شما داشته باشد. بتن مسلح شده با الیاف از زمانی که پیمانکاران و صاحبان خانه شروع به درک مزایای فراوان آن کردند به سرعت در سراسر صنعت ساختمان در حال رشد میباشد. بتن الیافی به دلیل کاهش زمان ساخت وساز و هزینه های نیروی کار طرفداران زیادی در جامعه بتن دارد.