به دليل نقاط ضعفي كه در بتن معمولي وجود دارد، بتن را تقويت میکنند و به اصطلاح بتن مسلح مي گویند. يكي از روش هاي مسلح كردن بتن استفاده از الياف است. بتن اليافي انواع گوناگون دارد از جمله الياف شيشه اي، الياف كربني و الياف فولادي. در اين مقاله، هدف ما معرفي بتن مسلح با الياف فولادي است.
از بتن مسلح شده با الياف فولادي در صنعت ساخت استفاده زيادي مي شود. دليل استفاده گسترده از بتن مسلح با الياف فولادي، ايجاد مزاياي فني و اقتصادي زياد در بتن است. اين نوع بتن مسلح در سراسر جهان محبوب است. امروزه انواع الياف فولادي با مشخصات فني متفاوت و كاربرد هاي مختلف در صنعت مورد استفاده قرار مي گيرند. بتن مسلح با الياف فولادي تركيبي از سيمان، سنگ دانه ها، آب و همچنين الياف فولادي است. اين مواد به صورت كاملا اتفاقي و در جهات گوناگون در مخلوط پراكنده مي شوند. الياف بتني موجب بهبود خواص اين مخلوط مي شود.
ويژگي هاي بتن مسلح به الياف فولادي
- مقاومت خمشي. بتن مسلح به الياف فولادي داراي مقاوت خمشي بالا مي باشد. اين نوع بتن در مقابل ترك خوردگي مقاوم است. بنابراين براي كاهش تردي و شكنندگي بتن خالص مسلح كردن آن به الياف فولادي روشي مناسب است.
- مقاومت برشي. الياف فولادي تير هاي بتن را در مقابل گسيختگي ناگهاني در ناحيه كششي تقويت مي كند. بنابراين مي توان از خاموت به عنوان آرماتور برشي استفاده نكرد.
- مقاومت پيچشي. مقاومت پيچشي بتن مسلح به الياف فولادي تقريبا بين 1.5 تا 2 برابر بتن خالص مي باشد. البته در اين زمينه، بررسي هاي قطعي هنوز صورت نگرفته و تنها مي توان گفت كه مقاومت پيچشي اين بتن مسلح به الياف فولادي از بتن خالص بيشتر است.
- مقاومت ترك خوردگي. در آزمايش هاي مختلف مشخص مي شود كه الياف نه تنها بر روي مقاومت بتن خالص تاثير گذار است بلكه يك عامل بازدارنده ترك نيز ايفاي نقش مي كند. با شروع ترك خوردگي، الياف نقش دوختن ترك و محدود كردن اندازه ترك را باز كرده و از ادامه ترك خوردگي جلوگيري مي كند. مقاومت الياف در برابر ترك در نمونه هاي كششي نيز قابل توجه است. الياف ها در كشش نيز بعد از نخستين ترك، در دو طرف محل ترك با يكديگر ارتباط برقرار كرده و از گسترش و زياد تر شدن عرض ترك جلوگيري مي كنند.
- خزش. الياف فولادي تاثير زيادي در ميزان خزش ندارد.
- پوسيدگي و زنگ زدگي. خوردگي و پوسيدگي الياف فقط به آن قسمت الياف محدود مي شود كه در سطوح خارجي قرار دارند و در الياف بتن هيچ نوع پوسيدگي ايجاد نمي شود.
- قابليت هدايت حرارتي. قابليت حرارتي بتن مسلح به الياف فولادي با افزايش مقدار الياف به ميزان بسيار اندكي افزايش پيدا مي كند. الياف فولادي در بتن علاوه بر افزايش قابليت هدايت گرمايي موجب بهبود قابل توجهي در مقاومت بتن در تغييرات ناگهاني و زياد درجه حرارت مي شود.
- مقاومت سايشي. هنگام قرار گيري در معرض سايش رسوبات مقاومت سايشي اين نوع بتن تفاوت چنداني با بتن خالص ندارد. همچنين وقتي فرسايش به علت سايش تدريجي بتن به علت حركت مواد ريز دانه روي سطح آن باشد، ميزان فرسايش به كيفيت مصالح سنگي و سختي بتن وابسته است و در اين حالت الياف فولادي نقش موثري در مقاومت سايشي بتن مسلح به الياف فولادي بازي ندارد. اما اگر اين سايش در اثر سرعت زياد جريان آب باشد، الياف فولادي در مقاومت سايشي بتن مسلح به الياف فولادي تاثير زيادي دارد و به طور قابل توجهي مقاومت فرسايشي را افزايش مي دهد.
- مقاومت اصطكاكي و لغزشي. الياف فولادي در بتن مسلح به الياف فولادي موجب افزايش حدودي 15 درصدي در مقاومت اصطكاكي و مقاومت لغزشي مي شود.
- طاقت بتن. شايد بتوان گفت مهمترين اثر الياف فولادي روي اين نوع بتن به انعطاف پذيري بتن بر مي گردد. الياف فولادي موجب انعطاف پذيري جسم بتن مي شود و قابليت جذب انرژي را بيشتر مي كند. به طور كلي اين خاصيت كه از آن به اصطلاح طاقت بتن نام مي برند، مشخص ترين تفاوت بين بتن اليافي مسلح به الياف فولادي با بتن خالص است.
كاربرد هاي بتن مسلح به الياف فولادي
بتن مسلح به الياف فولادي كاربرد هاي وسيعي دارد، اما ما در اينجا به كاربرد هايي كه اين نوع بتن مي تواند به تنهايي به كار گرفته شود اشاره مي كنيم.
- روسازي بتني بزرگراه ها، جاده ها و فرودگاه ها
- لوله هاي بتني
- گاراژهاي پيش ساخته
- فنواسيون ها
- ديواره و كف كانال ها
- قطعات پيش ساخته
- دريچه هاي بازديد و ديواره آن
- در ساختمان تونل ها يا معابر معادن به صورت بتن پاشي
- تثبيت شيب ها
- آسفالت اليافي
- عناصر سازه اي
- سازه هاي ضربه پذير
- پروژه هاي عايق حرارتي و نسوز
- پوسته هاي نازك و ديوار ها
- كف سالن هاي صنعتي
ساخت بتن مسلح به الياف فولادي داراي اشكال و قطر هاي متفاوت مي باشد كه معمولا در چهار روش توليد مي شوند. چهار روش عبارتند از: كشيدن و بريدن سيم هاي فولادي، نورد و برش ورقه هاي فولادي، با استفاده از مواد مذاب و تراشيدن سطح ورقه هاي فولادي.