یکی از مهمترین و ارزانترین مصالح موجود در دنیا که کاربرد بسیار وسیعی دارد ،بتن است.
مزایایی که بتن از آن برخوردار است باعث شده است که مورد علاقه اکثر مهندسین وطراحان قرار بگیرد.امکان بکارگیری دراکثر مناطق جغرافیایی،استفاده از متریال طبیعی وارزان ، دارای هزینه کم در مقایسه با حجم زیاد عملیات و شکل پذیری آن با توجه به اشکال هندسی طرح از ویژگی های بارز بتن می باشد.
بکارگیری بتن غیرمسلح به علت تردی آن کاربرد چندانی ندارد،این عیب عمده بتن ، با مسلح کردن آن به وسیله میلگردهای فولادی یا آرماتور برطرف می گردد.اما استفاده از آرماتور هم دارای مشکلاتی است مهمترین مشکل آن این است که بخش کوچکی ازمقطع بتن را تشکیل می دهد و باعث ایجاد محیطی غیرهمگن می شود.
به منظور ایجاد شرایط ایده آل و نیز کاهش ضعف شکنندگی وتردی جسم بتن،درچند دهه اخیر از رشته های نازک و نسبتاً دراز که در تمام حجم بتن به طور همگن و درهم پراکنده می گردد استفاده می شود. این الیاف می تواند از جنس شیشه ، پلی اتیلن ، فولاد، آزبست ویا نایلون باشد.
در این متن کاربرد الیاف فولادی مورد بررسی قرار می گیرد.
ساختار
بتن الیاف شامل یک کالبد بتن مرکب از سیمان، مصالح سنگی، آب وهمچنین درصدی از الیاف فولاد یکوتاه می باشد که به طور درهم وکاملاً اتفاقی و درجات مختلف در مخلوط پراکنده شده است . پارامتر مناسب که یک رشته الیاف را تعریف می کند،نسبت ظاهری می باشد که نسبت طول به قطر معادل است.
خواص بتن مسلح به الیاف فولادی
1- مقاومت خمشی : الیاف فولادی ، مقاومت خمش نخستین ترک بتن الیافی را تا چندین برابر مقاومت نخستین ترک بتن معمولی افزایش می دهد.
2- مقاومت برشی : این مزیت باعث حذف خاموت به عنوان آرماتور برش می شود و باعث صرفه جوی قابل ملاحظه ای در استفاده از فولاد می شود.
3- مقاومت ترک خوردگی : با شروع ترک خوردگی ، الیاف نقش خود را در دوختن ترک ومحدودکردن اندازه ترک بازی کرده و از ادامه ترک خوردگی حتی با ادامه بارگذاری نیز جلوگیری به عمل می آوردو این ویژگی باعث می شود که در هنگام اعمال بار در وسط دهنه نه تنها تیر دو تکه نمی شود بلکه ترک از نصف ارتفاع تیر به بالا حرکت نکرده و با باز شدن ترک ،الیاف این فاصله را به طرفین محل گسیختگی ارتباط داده و از فروریختن تیر جلوگیری می کنند.
4- پوسیدگی وزنگ زدگی الیاف فولادی : در تحقیقاتی که بر روی بتن الیلف انجا م شده است ، نشان می دهد که بعد از 5 سال تماس بتن با نمکهای ضدیخ،تغییر ناچیزی در مقاومت الیاف نسبت به مقاومت قبل از تماس وجود داشته است .
5- قابلیت هدایت حرارتی : الیاف فولادی ضریب هدایت حرارتی بتن را 25 تا50 درصدافزایش می دهند. همچنین این الیاف باعث افزایش مقاومت بتن در تغییرات ناگهانی و زیاد درجه حرارت می شود.
کابردهای بتن مسلح به الیاف فولادی
بتن مسلح به الیاف فولادی را می توان به تنهایی و یا همراه بتن آرمه معمولی بکاربرد وموارد کاربرد به شرح فوق است :
– روسازی بتن بزرگراه ها، جاده ها،فرودگاهها
– بلوکها ولوله های بتنی
– گاراژهای پیش ساخته
– فونداسیون
– در ساختمان تونل ها یا معابر معادن به صورت بتن پرتابی
– تثبیت شیبها با بتن پرتابی
– قطعات نسوز
کاربرد الیاف فولادی در بتن پرتابی
بتن پرتابی ، روشی است که در آن ؛ خمیر بتن توسط پمپ با سرعت و فشار زیاد به سطح مورد نظر پاشیده می شود. وجود الیاف فولادی در این عملیات موجب افزایش مقاومت وجذب انرژی در هنگام گسیختگی بتن می شود. با استفاده از الیاف فولادی در این روش می توان از آماتورگذاری شبکه ای در محل های مشکل نظیر شیب های تند و دیوارهای سنگریزه ای خودداری کرد، چرا که آماتورگذاری در چنین مناطقی هم خطرناک است وهم به علت سختی کار، پرهزینه می باشد.
این روش در موارد زیر کاربرد دارد.
– پایدارسازی شیبهای سنگی خطرناک
– تعمیر قسمتهای آسیب دیده پل ها وسدها
– کاربرد در مناطق زلزله خیز
– پوشش لوله های فولادی
بطور کلی هدف از کاربرد الیاف فولادی در بتن افزلیش مقاومت بتن به منظور کاهش ترک خوردگی و افزایش قدرت جذب انرژی حاصل از بارهای ضربه ای و موج های انفجاری می باشد. همچنین این متریال به علت توزیع همگن در حجم بتن باعث پایدارشدن بتن می شود.
منبع: باشگاه مهندسان ایران
