نوشته های برچسب خورده: بتن الیافی

به احتمال زیاد، برای شما نیز این سؤال مطرح شده است که چرا بیشتر مهندسین و پیمانکاران به سمت سازه بتنی حرکت کرده‌اند؟ آیا برای تمایل آنها دلایل منطقی و استاندارد وجود دارد؟ آیا دلایل اقتصادی با دلایل فنی در این مسئله دخیل هستند؟ خوشبختانه، در چند سال اخیر شاهد رشد چشمگیر استفاده از بتن، به خصوص بتن آماده در ساخت و ساز هستیم که روند ساخت آنها را به شکل کلی تحت تأثیر قرار داده و تقریباً در همه سازه‌های عظیم از آنها استفاده می‌شود. مهندسین سازه برای این استفاده خود توجیهات فنی متفاوتی دارند و پیمانکاران نیز از لحاظ اقتصادی این موضوع را مورد بررسی قرار می‌دهند.

با توجه به منشاء طبیعی بتن و دسترسی به آن شاید بهترین انتخاب ممکن برای یک سازه بزرگ استفاده از همین ماده باشد که کیفیت بالایی از لحاظ مهندسی به نمایش می‌گذارد و در نهایت از لحاظ اقتصادی نیز برای پیمانکار مناسب است. با وجود مزایای متعدد، در مورد سازه بتنی برخی ایرادات و معایب نیز وجود دارد که در ادامه این مطلب به بررسی آنها خواهیم پرداخت. پس با ما در کارخانه بتن آماده پاسارگاد همراه باشید!

وضعیت اقتصادی سازه بتنی

یکی از بهترین مزایای که استفاده از سازه‌های بتنی می‌تواند به مهندسین و البته پیمانکاران برساند، کاهش هزینه‌های اقتصادی است است که به موارد مختلفی برمی‌گردد. در وهله اول دسترسی به مواد اولیه و حتی به خود بتن بسیار آسان است  و به راحتی می‌توان آن‌ها را از نزدیکترین مسافت ممکن تهیه کرد. در ضمن تولید بتن یا حتی خرید بتن آماده نیازی به مهارت یا گذراندن دوره خاصی ندارند و پیمانکار می‌تواند از کارخانه‌های تولید بتن آماده بخواهد بتن مورد نظر مهندسین را تولید کنند. با این وجود، برخی از موارد دیگر مانند نحوه استفاده، روش‌های قالبگیری، امکان ایجاد طرح‌های مختلف و انعطاف پذیری در استفاده از بتن، باعث شده است که امروزه در بسیاری از ساخت و سازها به سازه بتنی اهمیت داده شود.

مناسب بودن آن برای فعالیت‌های معماری و ایجاد اشکال مختلف

اگر بخواهیم فعالیت‌های معماری و ایجاد اشکال مختلف بر بخش‌های یک سازه را در نظر بگیریم، سازه بتنی از این لحاظ ایده‌آل به نظر می‌رسد. بسیاری از معماران و طراحان دکوراسیون خارجی ترجیح می‌دهند که در نمای خارج ساختمان از نماهایی استفاده کنند که به خود سازه متصل بوده و پایداری آن بیشتر باشد. در مورد اسکلت‌های فلزی، ایجاد چنین طرحهایی و الگوهای متنوع بیشتر تقریباً غیرممکن است و به کارهای برشکاری و تراشکاری بسیاری نیاز دارد. اما در یک سازه بتنی به راحتی می‌توان با قالب گیری، شکل‌های متنوع معماری به وجود آمد که در مراحل بعدی کارهای نما بر روی آن صورت گیرد.

مقاومت در برابر آتش

به احتمال زیاد، به صورت حضوری یا در اخبار دیده‌اید که در یک ساختمان مسکونی که دچار حریق شده است، تمامی بخش‌های داخلی آن از بین می‌روند و تنها دیوارهای آن باقی می‌ماند. از سوی دیگر در برخی از ساختمان‌های فلزی نیز مشاهده شده است که به دلیل بالا رفتن درجه حرارت، شاهد ریزش آنها هستیم. بتن یکی از مقاوم‌ترین مصالح ساختمانی است که می‌تواند بدون هیچگونه لایه عایق و مواد ضد آتش سوزی، بین یک تا سه ساعت مقاومت کند و حالت اولیه خود را حفظ کند. این در حالی است که سازه‌های فلزی در مقابل آتش سوزی مقاومت چندانی ندارند و در حقیقت از همان لحظه ابتدایی لازم است که از شیوه‌های مقابله با آتش سوزی در آنها استفاده شود.

استحکام

استحکام یا درجه سختی سازه بتنی یکی دیگر از معیارهای انتخاب آن به عنوان سبک طراحی و ساخت ساختمان است. سازه‌های فلزی به دلیل انعطاف پذیری و ساختار منحصر به فرد فولاد، ممکن است در اندازه‌های بسیار کم حرکت داشته باشند و حتی در برابر تغییرات دما خود را به صورت انقباض و انبساط نشان دهند. اما در مورد بتن و بخصوص بتون آرمه، میزان تغییرات حرارت و تغییر وضعیت فولاد به کار رفته در آن به حدی نیست که بر روی ساختار کلی تأثیر گذار باشد. به همین دلیل شاهد هستیم که در بسیاری از سازه‌های فولادی، ترک خوردگی‌های ریز و درشت در دیوارها دیده می‌شود.

تعمیر و نگهداری کم

یکی از مواردی که از لحاظ هزینه باعث شده است که سازه‌های بتنی جذابیت بیشتری داشته باشند، این است که هزینه تعمیر و نگهداری آنها بسیار کمتر از سازه‌های فولادی است. آهن به عنوان یک ماده جذاب برای اکسیژن شناخته می‌شود و به راحتی با هم واکنش می‌دهند. این موضوع باعث می‌شود که سازه‌های فلزی به راحتی دچار خوردگی شده و احتمال لطمه وارد شدن به استحکام آنها وجود داشته باشد. اما در مورد سازه بتنی این مسئله وجود ندارد و با یک بار ساخت پروژه، عملاً هزینه نگهداری و تعمیر آن پرداخت می‌شود. البته ممکن است در برخی شرایط خاص آب و هوایی، از سیستم‌های عایق مختلف برای بتن استفاده شود.

قابلیت دسترسی مواد

سازه بتنی از لحاظ دسترسی به مواد اولیه، بسیار راحت و بدون محدودیت خاصی هست. خوشبختانه مواد اولیه استفاده شده در بتن به صورت معدنی بوده و تقریباً در تمام مناطق به راحتی پیدا می‌شود. از طرفی هزینه‌ی تهیه آنها نیز پایین است و مشکلی از این لحاظ برای پیمانکاران وجود ندارد. بنابراین با تعیین آن‌ها می‌توان با سرعت بسیار بیشتری فرایند ساخت سازه‌ها به پایان رساند.

مشکلات سازه بتنی

با وجود اینکه سازه بتنی طرفداران بسیاری دارد، اما هنوز هم بسیاری از پیمانکاران و مهندسین معتقدند که در این روش ایراداتی وجود دارد و باعث می‌شود کیفیت کار آنها نسبت به سازه‌های فلزی کمتر باشد. برخی از ایرادات اساسی که به این سازه‌ها وارد می‌شود عبارتند از:

استحکام کششی پایین

مهم‌ترین نقطه ضعف بتن این است که انعطاف بسیار کمی دارد و در کوچکترین تنش کششی دچار شکستگی می‌شود. این در حالی است که استحکام فشاری آن بسیار بالا بوده و به همین دلیل استفاده از آن در پروژه‌های مختلف توجیه پذیر است. البته مهندسین ساخت و ساز برای این ضعف نیز یک راهکار پیشنهاد داده‌اند و آن استفاده از الیاف در ساختار بتن است که به طرز چشمگیری به بهبود کیفیت آن کمک می‌کند. در حال حاضر انواع مختلفی از الیاف‌های فولادی، کربنی و حتی شیشه‌ای در ساخت بتن مورد استفاده قرار می‌گیرند که تأثیر هر کدام از آنها متفاوت بوده و انتخاب آنها با نظر مهندس سازه صورت می‌گیرد.

استحکام نسبی پایین نسبت به واحد حجم یا وزن

استحکام فشاری بتن تقریباً ۵ تا ۱۵ درصد فولاد است، درحالی که دانسیته و چگالی آن تقریباً ۳۰ درصد فولاد است. درنتیجه، یک سازه بتنی نیاز به حجم بیشتر یا وزن بیشتر از مواد اولیه نسبت به سازه فولادی دارد. حال اگر به مقایسه این دو نوع سازه و استحکام آن نسبت به واحد حجم بر وزن بپردازیم، متوجه می‌شویم که این استحکام پایین‌تر است.

وابستگی بالا به زمان

به طور کلی هدایت حرارتی در فولاد سریعتر است و نسبت به تغییرات محیطی مانند تغییر دما زودتر واکنش می‌دهد و بلافاصله به حالت قبلی خود برمی گردد. این در حالی است که در یک سازه بتنی، در مرحله اول انتقال حرارت بسیار دیرتر انجام می‌شود، اما پس از گرم شدن، مدت زمانی می‌طلبد تا این حرارت را از دست بدهد. در این موضوع باعث می‌شود که بتن در مدت زمان بیشتری تحت تأثیر قرار گیرد و نمی‌توان برای آن برنامه‌های کوتاه مدت در نظر گرفت. حتی این موضوع می‌تواند خود را در خشک شدن بتن و پیروی کار نیز نشان دهد. سازه‌های فولادی بلافاصله پس از جوشکاری قابل استفاده هستند، اما در مورد یک سازه بتنی لازم است که مدت زمان بگذرد تا بتن به استحکام کافی برسد و ادامه کار شروع شود.

در صورت، با توجه به مزایا و معایب ذکر شده برای سازه بتنی هنوزهم پیمانکاران و مهندسین نسبت به استفاده از آن خوشبین هستند و حجم بیشتری از سازه‌ها با این روش ساخته می‌شود. ویژگی‌های ذاتی بتن در کنار توانایی و سرعت عمل کارخانه نوع ماده باعث می‌شود که عملاً بسیاری از این ایرادات از بین برود. برای کسب اطلاعات بیشتر وسفارش بتن آماده و انواع بلوک سبک با ما در تماس باشید.

یکی از شیوه‌هایی که مانع از ترک خوردن بتن می‌شود، تولید بتن الیافی فولادی است که مقاومت کششی و تنشی بتن را به شکل چشمگیری بهبود می‌بخشد. همان‌طور که در مطالب قبلی در مورد ویژگی‌های بتن معمولی عنوان شد، این بتن از لحاظ استحکام ساختاری بسیار مناسب است، اما در برابر تنش‌های کششی و لرزش نمی‌تواند مقاومت چندانی از خود نشان دهد و به همین دلیل ساختمان‌های بتنی نسبت به زلزله کمترین مقاومت ممکن را دارند. اما مهندسین سازه نسبت به این موضوع بی‌تفاوت نبوده و به دنبال راهکارهایی برای کاهش این ضعف بودند که یکی از آنها استفاده از بتن الیافی فولادی است که به‌عنوان بتن تقویت شده شناخته می‌شود.

بتن الیافی فولادی تفاوت چندانی با بتن معمولی از لحاظ ساختاری و از لحاظ مواد اولیه ندارد و تنها در مراحل ساخت آن سعی می‌شود که از الیاف‌های فولادی برای ارتباط بخش‌های مختلف استفاده شود. الیاف فولادی که برای تقویت این نوع بتن مورد استفاده قرار می‌گیرد، ممکن است ضخامت و اندازه‌های متفاوتی داشته باش کهد این معیارها با توجه به استحکام مورد نیاز و شرایط سازه بتنی تعیین می‌شوند. بنابراین اگرچه استفاده از بتن الیافی فولادی بدون شک به استحکام بیشتر سازه‌های بتنی منجر می‌شود، اما انجام آن باید در شرایط کنترل شده و تحت نظر مهندسین سازه انجام شود تا بتوان بهترین بازدهی را از آن دریافت کرد.

در این مطلب قصد داریم یک تعریف کلی از بتن الیافی فولادی ارائه دهیم و کاربردها و مزایای استفاده از آن ذکر کنیم. با ما در کارخانه بتن آماده پاسارگاد همراه باشید!

 بتن الیافی فولادی چیست؟

بتن الیافی فولادی به‌عنوان یک نوع بتن استاندارد و تعریف شده در علم مهندسی شناخته می‌شود که از ترکیب بتن معمولی با الیاف‌های فولاد در اندازه‌های مختلف تولید می‌شود. استفاده از این الیاف‌ها کمک می‌کند که مقاومت آن در برابر ترک خوردن و شکستن بسیار بالا رود و سازه بتنی توانایی تحمل بارهای سنگین را به صورت پویا و استاتیک داشته باشد. در حقیقت وجود این الیاف‌ها کمک می‌کند که ضعف‌های بتن از لحاظ مقاومت در برابر کشش و لرزش پوشش داده شده و در صورت وجود حرکت در آن، ترک یا شکستگی در بتن الیافی فولادی به وجود نخواهد آمد.

 معمولاً کسانی که قصد دارند در سازه خود از بتن الیافی فولادی استفاده کنند، می‌توانند شرایطی فراهم بیاورند که کمترین اتصال ممکن با سایر قسمت‌ها داشته باشد و در اکثر این فضاها به اندازه ۴۰ تا ۵۰ سانتی‌متر عرض داشته باشد. این موضوع اگرچه اجباری نیست، اما نشان می‌دهد که استفاده مستقل از این نوع بتن کمک می‌کند که میزان مصرف آن کاهش یافته و از سوی مقابل بازدهی مناسبی از آن انتظار داشت. به همین دلیل شاهد هستیم که در کف و سقف سازه‌های بتنی پیشرفته مانند نیروگاه‌ها و شرکت‌های نفت، از بتن الیافی فولادی استفاده می‌شود.

نحوه اضافه شدن الیاف فولاد به بتن و زمان افزودن آن به چه صورت است؟

در مورد نحوه اضافه کردن الیاف فولادی به بتن سؤالات متعددی وجود دارد که ناشی از عدم شناخت کافی نسبت به این نوع بتن است. مقدار فیبر فولادی تا حد زیادی بر اساس کاربرد و نوع پروژه تعیین می‌شود و ممکن است از یک پروژه به پروژه دیگر متفاوت باشد. به‌عنوان‌مثال، در حال حاضر در بسیاری از پروژه‌ها شاهد استفاده ۲۰ تا ۳۰ کیلوگرم بر مترمکعب و ۴۰ تا ۵۰ کیلوگرم بر مترمکعب از بتن الیافی فولادی استفاده می‌شود که در هرکدام از آنها یک هدف خاص دنبال می‌شود. وجود الیاف فولادی باعث می‌شود که بخش‌های مختلف سازه بتنی اتصال مناسبی با یکدیگر داشته باشند و مقاومت آن افزایش یابد.

در مورد زمان اضافه کردن فولاد به بتن الیاف فولادی نیست مسائلی مطرح می‌شود که برخی از آنها به کارخانه تولید بتن آماده و برخی نیز به شخص پیمانکار بستگی دارد. معمولاً شرکت‌های تولیدکننده این بتن ها توصیه می‌کنند که فرایند مخلوط کردن الیاف بتنی در همان ابتدای کار و همراه با سایر مواد اولیه صورت گیرد. این در حالی است که برخی از پیمانکاران ترجیح می‌دهند که اضافه کردن الیاف فولادی در محل پروژه صورت گرفته و کنترل‌های لازم از لحاظ کیفیت و نحوه ترکیب و مقدار مورد نیاز بر روی آن صورت گیرد. اگرچه مهندسین سازه در مورد نحوه ترکیب کردن بتن الیافی فولادی سماجت خاصی به خرج نداده‌اند، اما موضوع مهم‌تر میزان استفاده از آن و همچنین نحوه مخلوط شدن بتن نهایی است.

حضور الیاف و فولاد به چه شکلی کارپذیری بتن را تحت تأثیر قرار می‌دهد؟

یکی از مسائلی که هنگام استفاده از بتن الیافی فولادی مطرح می‌شود، این است که کارپذیری آن پس از استفاده از الیاف فولادی کاملاً تغییر کرده و ممکن است به شرایط خاص و ویژه‌ای نیاز داشته باشد. بتن معمولی از سیمان، آب و ماسه سنگ تشکیل شده است و به همین دلیل یک کاربر می‌تواند به‌راحتی آن را به قسمت‌های مختلف جابجا کرده و یا از آن به شکل‌های مختلفی استفاده کند. اما در مورد بتن الیافی فولادی این موضوع کاملاً متفاوت بوده و کارپذیری آن به‌شدت افت می‌کند. این موضوع ناشی از وجود الیاف‌های فولادی است که به‌سختی جابجا می‌شوند و باید شرایط خاصی برای آنها فراهم شود.

 یکی از کارهایی که می‌توان کارپذیری بتن الیافی فولادی را تحت تأثیر قرار داد این است که به هنگام ساخت آن از فوق روان کننده‌ها استفاده شود که در این صورت بتن روان‌تر بوده و می‌توان آن را به جاهای مختلفی حرکت داد. درواقع در شرایط معمولی و بدون استفاده از روان کننده‌های بتن، امکان کار بر روی این نوع بتن‌ها وجود ندارد. مورد دیگر اینکه نمی‌توان همه فیبرهای فولادی را به‌عنوان جایگزین برای تقویت بتن در نظر گرفت، زیرا استفاده از هرکدام از آنها منوط به شرایط خاص و برای یک پروژه خاص تعریف می‌شود. بنابراین مطمئن شوید که مهندسین سازه شما در جریان نحوه تولید بتن تقویت شده با فولاد قرار دارد و آن را از جهات مختلفی تحلیل کرده است.

در چه قسمت‌هایی می‌توان از بتن الیافی فولادی استفاده کرد؟

استفاده از پوشش‌های بتن الیاف فولادی می‌تواند در مکان‌های مختلفی از جمله پارکینگ، زمین بازی، باند فرودگاه، راه آهن، ساختمان‌های تعمیر و نگهداری، جاده‌های حمل‌ونقل و حتی کف کارگاه‌ها صورت گیرد. این روش همچنین به‌طور گسترده‌ای در زمینه‌ی ساخت بندر، ذخیره سازی و حمل کانتینرها، انبارهای ذخیره سازی انبوه و انبارهای نظامی استفاده می‌شود. این نوع بتن که به‌عنوان بتن آرمه فلزی نیز شناخته می‌شود در ساخت‌وساز تونل و ساخت جاده‌های بسیار پیچیده نیز کاربرد دارد؛ زیرا باعث ایجاد مقاومت خمشی اضافی، کاهش ترک‌خوردگی و کاهش نفوذپذیری می‌شود که در مورد این سازه‌ها نقشی حیاتی خواهد داشت.

 مزایای استفاده از بتن الیافی فولادی چیست؟

بتن الیاف فولادی مزایای متعددی دارد و به همین دلیل در بسیاری از پروژه‌های بزرگ و کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرد. این مزایا ساختار و ویژگی‌های مقاومتی به تو بستگی دارد که در اثر استفاده از الیاف‌های فولادی بهبود میابد. برخی از مزایای این نوع بتن عبارت‌اند از:

• افزایش ظرفیت باربری بتن
• کاهش ضخامت صفحات بتنی
• ظرفیت بار توسط ترک‌های بتنی کاهش نمی‌یابد؛ زیرا این الیاف‌ها از ایجاد ترک در سازه جلوگیری می‌کنند.
• افزایش دوام
• هزینه‌های نگهداری کم
• بهبود خواص خمشی
• کاهش جذب آب، مواد شیمیایی و غیره
• می‌توان در برنامه ردیابی سریع استفاده کرد
• موقعیت مکانی راحت‌تر
• افزایش کارایی و مقاومت محل موردنظر به دلیل افزایش خواص بهبود یافته بتن
• هزینه‌های پروژه کاهش می‌یابد
• افزایش مقاومت و مقاومت به سایش
• توزیع مناسب الیاف در بتن
• سطح سخت‌تر با حفره‌های کمتر باعث می‌شود که نفوذپذیری آن به طرز چشمگیری کاهش یافته و از آن دست سازه‌هایی مانند استخرها و پروژه‌های جاده‌سازی استفاده شود.

 آیا می‌توان از بتن آماده برای تولید بتن الیافی فولادی استفاده کرد؟

اما یکی دیگر از سؤالاتی که در مورد بتن الیافی فولادی مطرح می‌شود این است که آیا می‌توان از بتن آماده برای تولید آن استفاده کرد. پاسخ این سؤال مثبت است و حتی می‌تواند در برخی شرایط به کاربر نیز کمک کند. امروزه بیشتر کارخانه‌های تولید بتن آماده دارای آزمایشگاه‌های پیشرفته‌ای هستند که امکان کنترل وضعیت بتن در شرایط مختلف را به آن‌ها می‌دهد. همچنین در این کارخانه‌ها سعی می‌شود که از پرسنل مجرب و آموزش دیده استفاده شود که سفارش مشتریان به بهترین شکل ممکن انجام شود.

 زمانی که یک مشتری درخواست بتن الیافی فولادی را می‌دهند، اطلاعاتی در مورد پروژه و محل استفاده از بتن دریافت می‌شود و مهندسین نسبت به نحوه استفاده از آن اطلاعات کافی دریافت می‌کنند. بنابراین با توجه به شرایط حاکم بر پروژه تلاش می‌کنند که یک نوع بتن مناسب و با کیفیت برای مشتری تولید کنند که نیازی به تغییر در آن نداشته باشد. از سوی دیگر، استفاده از تانکرهای حمل بتن و چرخاندن آن در طول مسیر باعث می‌شود که اختلاط آن به‌طور کامل صورت گیرد.

اگر شما نیز قصد دارید که از بتن الیافی فولادی برای پروژه خود استفاده کنید و نیاز به مشاوره دارید، به سایر مطالب وب‌سایت ما مراجعه کنید و برای سفارش انواع بتن آماده با ما در کارخانه بتن آماده پاسارگاد در تماس باشید.

بتن الیافی نوع خاصی از بتن‌های مورد استفاده در سازه‌های بتنی است که کاربردهای خاص دارد و برای قسمت‌هایی که تحت تنش بالا قرار دارند استفاده می‌شود. در تعریف کلی بتن معمولی ذکر شد که سیمان، آب و ماسه سنگ مواد اصلی و پایه آن هستند؛ اما مهندسین سازه برای تغییر شرایط بتن و تغییر وضعیت آن در برابر شرایط محیطی و تنش، مواد افزودنی به آن اضافه می‌کنند. این مواد افزودنی باعث می‌شوند بتن به شکل شگفت‌انگیزی تغییر وضعیت دهد که حتی از قبل قابل‌تصور نیست. یکی از این افزودنی‌ها مواد الیافی سنتزی هستند که منجر به تولید بتن الیافی می‌شوند.

بتن الیافی و کیفیت آن به شدت تحت تأثیر مواد الیافی به‌کاررفته در آن قرار دارد و الیافی که در بتن استفاده شده باشد تعیین‌کننده شرایط نهایی بتن خواهد بود. لذا، با توجه به تأثیر این مواد بر روی بتن، مهندسین سازه بتن‌های الیافی را به چند گروه مختلف تقسیم بندی می‌کنند. البته حضور این الیاف‌ها در ساختار بتن باعث می‌شود که ساختار و شرایط کلی بتن تغییر کند و تقریباً برخی از شرایط آنها به شکل یکسان تغییر می‌کند. این خصوصیات طوری رفتار بتن را تغییر می‌دهند که رفتار آنها در برابر عوامل محیطی و مصنوعی مختلف قابل پیشی بینی است و عمداً از بتن الیافی در بخش خاصی از سازه استفاده می‌شود.

برای شناخت بهتر بتن الیافی و موادی که در آن به کار می‌رود، ابتدا آن را معرفی خواهیم کرد و ضمن معرفی مزایای و معایب آن، به انواع الیافی‌های به‌کاررفته در این نوع بتن اشاره خواهیم کرد. پس تا انتها با ما باشید!

بتن الیافی چیست؟

بتن الیافی یا بتن مسلح تقویت شده نوعی بتن خاص است که در ساختار آن از مواد الیافی به صورت یکپارچه و با مقدار کم استفاده شده است. این مواد الیافی باعث می‌شوند که بتن از مقاومت کششی بالایی برخوردار باشد و در برابر ضربه و سایر فشارهای مکانیکی مقاوم باشد. فلسفه استفاده از الیاف‌های مختلف در داخل بتن علم و تکنولوژی جدیدی نیست و در سالیان گذشته نیز از آن استفاده شده است. اما، چیزی که باعث شده است که بتن‌های الیافی روندی مدرن و پیشرفته به خود بگیرند، استفاده از الیاف‌های جدید و مدرن است. با پیشرفت تکنولوژی و سرعت بالا علم سنتز، مواد الیافی جدید با خصوصیات جدید درست شده‌اند که زمینه تولید بتن الیافی جدید را فراهم آورده‌اند.

بتن الیافی با استفاده از مواد مختلفی مانند میلگرد، مش‌های فولادی، الیاف شیشه‌ای، آزبست و موادی از این دست تولید می‌شوند؛ اما اولین نمونه استفاده از مواد الیافی به زمان مصر باستان برمی‌گردد که از الیاف نی برای محکم کردن آجرها و خشت‌های گلی خود استفاده می‌کردند. اولین شکل مدرن استفاده از الیاف در یک سازه به سال 1900 برمی‌گردد که از آزبست برای تقویت جاده‌ها و سازه‌های بتنی استفاده می‌کردند. البته با توجه به مسائل زیست محیطی و همچنین بهداشتی ماده آزبست، به‌مرورزمان این روش منسوخ شد و مهندسین سازه به استفاده از روش‌های دیگر برای تولید بتن الیافی روی آورند.

پس از سال 1960، انواع جدید از مواد ایمن‌تر برای تولید بتن الیافی مورد استفاده قرار گرفت که محبوب‌ترین آنها موادی مانند شیشه، پلی اورتان (نایلون)، پلی وینیل الکل (PVA)، سلولز، کربن و الیاف کوولار بودند. امروزه بسیاری از این مواد الیافی استفاده می‌شوند و انتخاب هر کدام از آنها با توجه به شرایط سازه بتنی صورت می‌گیرد. بتن آرمه یا بتن تقویت شده با میلگرد معروف‌ترین و پرکاربردترین بتن الیافی به شمار می‌رود.

مزایای استفاده از بتن الیافی

در مورد استفاده از بتن الیافی موارد متعددی وجود دارد که بیشتر آنها به افزایش استحکام کششی بتن در برابر شرایط مختلف برمی‌گردد. اگرچه هر کدام از مواد الیافی ممکن است تأثیر خاص خود را داشته باشد، اما مزایای کلی این نوع بتن پرکاربرد عبارتست از:

• افزایش مقاومت کششی بتن در برابر ضربه و تنش
• کاهش حفره‌های هوا در داخل بتن و از بین بردن آب محصور شده در قسمت‌های داخلی بتن
• افزایش دوام بتن و بهبود طول عمر مستقیم آن
• درحالی‌که اکثر رزین‌ها تأثیر در مقاومت بتن در برابر خزش ندارند، الیافی مانند گرافیت و شیشه مقاومت بتن در برابر خزش را افزایش می‌دهند. بنابراین، نحوه جهت‌گیری الیاف و همچنین حجم الیاف استفاده شده تأثیر قابل توجهی در عملکرد بتن در برابر خزش دارند.
• استفاده از الیاف با مقاومت حرارتی مشابه با بتن باعث می‌شود که همزمان با افزایش مقاومت تنشی بتن، تنش حرارتی بتن نیز به شدت کاهش یابد و بتن الیافی کمتر تحت تأثیر تغییرات دمایی قرار گیرد.
• ثابت شده است که استفاده از مواد الیافی کوچک و هم اندازه باعث می‌شود که بتن الیافی ترک‌خوردگی کمتری داشته باشد و خصوصیات استاتیک بتن را به طور قابل توجهی بهبود بخشد.
• قابلیت ضربه پذیری و باربری بالا. حضور الیاف در این بتن باعث می‌شود که بتن در حالت ترک خورده نیز مقاومت بالایی از خود نشان دهد.

معایب استفاده از بتن الیافی

در مورد استفاده از بتن الیافی نمی‌توان مشکل خیلی حادی پیدا کرد و با توجه به نقش حمایتی آن، مشکل چندانی ایجاد نمی‌کند. البته با توجه به اینکه اختلاط الیاف درون بتن به صورت یکنواخت صورت نمی‌گیرد توصیه می‌شود که برای بتن ریزی ستون از این بتن استفاده نشود. زیرا تجمع الیاف در یک بخش خاص باعث افت کیفی سازه بتنی می‌شود.

انواع بتن الیافی

بتن الیافی به توجه به نوع الیافی که در آن استفاده شده است، دسته بندی می‌شود و اغلب با عنوان همان الیاف شناخته می‌شوند.

1. بتن الیافی فولاد

معمولاً از فولاد برای ساخت بتن الیافی استفاده نمی‌شود و تنها کاربرد میلگرد در این حوزه را می‌توان نوعی از این بتن خاص نامید. اگر قطر میلگرد استفاده شده در این بتن در محدوده 25/0 تا 75/0 میلی‌متر باشد می‌توان از آن برای ساخت بتن استفاده کرد. اغلب از فولاد برای تولید بتن آرمه استفاده می‌شود که نوعی سنتی از بتن تقویت شده است و در علم جدید تولید سازه از آن با لفظ بتن الیافی یاد نمی‌شود. اگر فولاد به صورت مفتول و با شکل‌پذیری بالا باشد می‌توان از آن برای بتن استفاده کرد.

2. الیاف پلی پروپیلن

پلی پروپیلن یکی از ارزان‌ترین و فراوان‌ترین پلیمرهای فیبر پلی پروپیلن است که می‌تواند درون ماتریکس سیمانی به کار گرفته شود. این ماده نقطه ذوب بسیار بالایی دارد و می‌تواند دما را تا بالاتر از 100 سانتی‌گراد تحمل کند. این ماده شدت آبگریز است و به‌هیچ‌عنوان آب جذب نمی‌کند. زمانی که پلی پروپیلن درون بتن استفاده شود تا مدت‌ها به صورت سالم دست‌نخورده باقی می‌ماند و از ترک خوردن اولیه بتن جلوگیری می‌کند. این الیاف با درصد حجمی خیلی کم یعنی 5/0 تا 15 درصد به کار می‌رود. بتن الیافی پلی پروپیلن کاندید خوبی برای استفاده از روان کننده‌هاست.

3. بتن تقویت شده با الیاف شیشه

الیاف شیشه از حدود 200 تا 400 رشته منحصر به فرد ساخته می‌شوند و درون بتن به راحتی یک پایه اتصالی محکم تشکیل می‌دهند. الیاف شیشه در طول‌های مختلفی استفاده می‌شوند و نیازی نیست که اندازه آنها یکسان باشد. با استفاده از تکنیک‌های معمولی تولید بتن، می‌توان تنها تا 2 درصد حجمی از الیاف شیشه استفاده کرد و معمولاً طول آنها از 25 میلی‌متر تجاوز نمی‌کند. بتن الیافی شیشه مقاومت مکانیکی و کششی خوبی دارد و در برابر حرارت نیز مقاوم است. این الیاف‌ها در برابر شرایط قلیایی مقاومت چندانی ندارند و بهتر است در این شرایط استفاده نشوند. الیاف شیشه به شدت آب جذب می‌کند و ممکن ایست برای تولید بتن مجبور به استفاده بیشتری از آب شوید.

4. الیاف آزبست

آزبست یکی از مواد معدنی است که به صورت طبیعی در دسترس قرار دارد و به همین دلیل چندان گران هم نیست. مقاومت مکانیکی و گرمایی بالای آزبست در کنار ترکیب شدن آن به سیمان باعث شده است که در بسیاری از سازه‌های بتنی از آن استفاده شود. از طرفی در بسیاری از لوله‌ها و محصولات سیمانی از این ماده برای استحکام بالا استفاده می‌شود. محدود شدن بتن الیافی آزبست به دو دلیل صورت گرفت. این ماده از لحاظ زیست محیطی مشکل دارد و موجب بیماری سرطان می‌شود. از طرف دیگر مقاومت ایجاد شده توسط آزبست در بتن الیافی آن‌چنان بالا نیست و قابل مقایسه با سایر مواد طبیعی نیست.

5. الیاف کربن

الیاف کربن احتمالاً یکی از محبوب‌ترین و جدیدترین الیاف مورد استفاده در بتن الیافی است که استفاده تجاری آن در چند سال اخیر شروع شده است. الیاف کربن از لحاظ انعطاف پذیری و همچنین مقاومت خمشی در سطح بسیار مناسبی قرار دارد. این گستره از مشخصات الیاف کربن نسبت به مشخصات فولاد بسیار بهتر است و مهندسین سازه آن را به فولاد ترجیح می‌دهند. البته الیاف کربنی آسیب‌پذیری بیشتری حتی نسبت به الیاف شیشه‌ای دارند و معمولاً برای جبران این نقیصه از روش‌های درمانی استفاده می‌شود.

بتن الیافی را چگونه بسازیم؟

افزودن الیاف به تن چندان فرایند سختی ندارد و در حین تولید بتن می‌توان آن را اضافه کرد. بهترین زمان برای افزودن الیاف، همزمان با ریختن آب است و در این صورت بتن الیافی سریع‌تر آماده می‌شود. البته توجه داشته باشید که اگر بتن تولید شده باشد و الیاف را به آن اضافه کنید، باید اجازه دهید که بتن زمان بیشتری مخلوط شود.

کسانی که بتن آماده برای پروژه خود استفاده می‌کنند و دوست دارند آن را به بتن الیافی تبدیل کنند بهتر است بعد از ریختن بتن به داخل میکسر در کارخانه بتن آماده، الیاف نیز اضافه شوند و در طول مسیر مخزن میکسر به طور دائم بچرخد.

تولید بتن الیافی سازوکار چندان پیچیده‌ای ندارد و تنها باید مقدار مناسب و توصیه شده آن را مطابق با استاندارد پیدا کنید. برای کسب اطلاعات بیشتر و سفارش بتن آماده، با ما در کارخانه بتن آماده پاسارگاد در تماس باشید.