الیاف فولادی و فلزی چیست و چه کاربردی در بتن دارد

بتن مسلح به الیاف فولادی

استفاده از بتن مسلح به الیاف فولادی یکی از متداول ترین روشها برای افزایش مقاومت سازه های ساختمان در برابر عوامل جوی و نیروهای جانبی است و در صورت استفاده از این ترکیب ، احتمال ترک خوردن به حداقل می رسد. اگر از محصول فوق در کف سازی استفاده می کنید ، می توانید این عمل را بدون استفاده از اتصال انجام دهید. کف های بدون درز سطوحی هستند که کمترین اتصالات را دارند. مقدار الیاف استفاده شده در مخلوط بسته به نوع پروژه متفاوت خواهد بود اما به طور کلی در این قطعات فولادی حدود 20 تا 30 کیلوگرم در هر متر مکعب بتن استفاده می شود. این مقدار در کف های بدون اتصال 40 تا 50 کیلوگرم است.

برای جاسازی بهتر الیاف فولادی در مخلوط ، می توانید از روش بتن ریزی با ماله استفاده کنید ، استفاده از این روش باعث افزایش مقاومت و کیفیت محصول نهایی می شود. یکی از بزرگترین مزایای استفاده از مخلوط فوق این است که مقاومت بتن در برابر ترک خوردگی را افزایش می دهد و می تواند به عنوان جایگزینی برای سازه های مختلف مورد استفاده قرار گیرد.
فولاد الیاف به 5 گروه تقسیم می شوند :

-سیم کشی سرد
-ورق برش
-ذوب استخراج شده
-سیم کشیده و تراشیده شده
-نوع آسیاب شده

اکثریت قاطع متعلق به گروه اول می‌باشند. معمول ترین و کارامد ترین نوع لنگرگاه قلاب های انتهای الیاف است . برای همان الیاف طول/قطر و استحکام کششی بیشترین تأثیر را در عملکرد فیبر دارد. بالا بودن رنج L/D بهتر بودن عملکرد الیاف مسلح است. به طور معمول الیاف فولادی دارای قطرهای معادلی (بر مبنای مساحت مقطع عرضی) در بازه 010/0 تا in 040/0 (25/0 تا mm02/1) می باشند. نسبت ظاهری که به صورت طول الیاف تقسیم بر قطر آنها تعریف می شود، عموماً از 30 تا 100 تغییر می کند. طول الیاف نیز بین 5/0 تا in3 (13 تا mm76) می باشد.

استفاده از الیاف فلزی کوتاه باعث تسهیل در عمل اختلاط و توزیع یکنواخت در بتن تازه مخلوط شده می گردد. بعضی تولید کنندگان، الیاف بتن خود را به وسیله چسب در آب به صورت دسته های الیاف ساماندهی می کنند تا از این طریق، عملیات جابجایی و اختلاط آسان گردد.

معمولاً الیاف فولاد کربنی، در SFRCهای با پایه سیمان پرتلند به کار می روند با این حال بعضی الیاف که در آنها از آلیاژهای ضد خوردگی استفاده شده موجود می باشند. استفاده از این انواع به لحاظ هزینه و شرایط هوا دیدگی، اجباری شده است. الیاف فولادی ضد زنگ در بیشتر مواردی که درجه حرارت بالاست، کاربرد دارد. مقاومت تسلیم الیاف فولادی تجاری موجود، از 50000 تا psi250000 (Mpa1725-345) تغییر می کند.

مواد به کار رفته در بتن الیاف دار

از الیاف پلی پروپیلن معمولاً در این ترکیب استفاده می شود و به اشکال مختلف مانند نوارهای بهم پیوسته ، تک رشته ای و بسته ای تولید می شود. اگرچه استفاده از این قطعات فولادی در سازه بتنی پیوند شیمیایی محدودی ایجاد می کند ، اما مقاومت مکانیکی و کششی را افزایش می دهد و این باعث کاهش قابل توجه خطر فروریختن یا تخریب سازه در مناطق لرزه ای می شود.

تجربه نشان می دهد که می توان از بتن های الیاف فولادی به جای فولادهای تقویت کننده استفاده کرد. از فولادهای تقویت کننده برای جلوگیری از ترک خوردگی در اثر جاری شدن سیل و گرما استفاده می شود. مقدار فیبر استفاده شده در ترکیب معمولاً 20 تا 30 درصد از کل حجم مخلوط است.

آزمایش های انجام گرفته روی بتن مسلح به الیاف فولادی

طبق آزمایشات ، هرچه الیاف استفاده شده در این مخلوط بیشتر باشد ، احتمال ترک خوردن آن کمتر است. به علاوه ، طبق تحقیقات ، میزان ترک خوردگی این محصول 20٪ کمتر از بتن معمولی است.

زنگ زدگی و پوسیدگی

عملکرد الیاف فولادی معمولاً مقاومت بالایی در برابر خوردگی آب نمک از خود نشان می دهند. در یک آزمایش ، این محصول به مدت 90 روز در نمک خیسانده شد ، اما تغییری در مقاومت خمشی آن مشاهده نشد. در آزمایشات طولانی مدت ، مقاومت خمشی این ماده در برابر عوامل محیطی ثابت شده است. در این آزمایشات نشان داده شد که این قطعات فولادی در برابر موادی مانند ضد یخ بسیار مقاوم هستند ، اما در برابر محلول های حاوی کلرید بالا کمی خورده شده اند.

برعکس ، تحقیقات گسترده نشان می دهد مقاومت الیاف فولاد در برابر نیروهای محیطی و شرایط مختلف آب و هوایی بسیار زیاد است و پوسیدگی آن فقط مربوط به لایه بیرونی است ، بنابراین بدون نگرانی می توان از این محصول در سازه ها استفاده کرد.

طاقت بتن الیافی

مهمترین پارامتری که این محصول را از سایر محصولات مشابه متمایز می کند مقاومت بالای آن در برابر خمش و پیچش است. به این مقاومت بتن الیافی نیز گفته می شود و مقاومت پیچشی آن تقریباً دو برابر بتن معمولی است.

خواص و اثرات الیاف فلزی بتن

•    سهولت اختلاط و سرعت بالای اجرا
•    کاهش نیروی انسانی جهت آرماتور بندی
•    صرفه جویی در زمان بافتن شبکه میلگردی
•    حذف میلگرد از ساختار بتن مسلح
•    صرفه جویی در زمان اجرای پروژه
•    بدون ایجاد مشکل در فرآیند انتقال بتن به کمک پمپ
•    افزایش ماندگاری و دوام و پایداری بتن به مرور زمان
•    مقاومت بالا در برابر فرسایش و خوردگی
•    تشدید انسجام بتن با توزیع الیاف آلیاژی
•    ایجاد نیروی پس تنیدگی بعد از وقوع انفجار
•    بهبود مقاومت و جلوگیری از سستی در زمان زلزله
•    افزایش مقاومت در برابر ترک های بعد از خشک شدن
•    جلوگیری از ترک ( کنترل ترک ) با انقباض پلاستیکی ترک ها
•    مقاومت در برابر انفجار بسیار بالا
•    قابلیت پل زدن بین ترک ها
•    کاهش ضخامت بتن با توجه به ویژگیهای بتن

کارآیی

توجه داشته باشید که مدیریت بتن آرمه الیاف فولادی با سایر محصولات مشابه متفاوت خواهد بود. اولین نکته ای که باید بخاطر بسپارید این است که در صورت استفاده از ترکیب فوق ، برآمدگی بتن تحت تأثیر قرار گرفته و بطور قابل توجهی پایین می آید. برای مقابله با این مشکل ، می توانید از یک فوق روان کننده در مخلوط استفاده کنید تا رکود بخورد. افزایش خواهد یافت هر چه رکود کمتر باشد ، ترکیب آن سخت تر خواهد شد.

بخاطر داشته باشید که نمی توانید از هر نوع الیاف فولادی برای جایگزینی تقویت کننده های تقویت کننده فولاد استفاده کنید. برای این کار ابتدا مطمئن شوید که مهندس سازه قبل از ادامه کار تمام بارهای احتمالی وارد شده به سازه را آنالیز کرده است.

کاربردهای الیاف فلزی بتن

•    مناسب برای تونل سازی و جاده سازی
•    مناسب برای اجرای کف پارکینگ ها
•    مناسب برای اجرای کف سازی کارخانجات صنعتی ، سالن ها و انبارهای کالا
•    مناسب برای اجرای کف پوش بتنی جاده ها
•    قابلیت مقاوم سازی ساختارهای دریایی ضعیف شده مثل فانوس دریایی
•    مناسب برای محافظت و مقاوم سازی دیواره پل ها
•    مناسب برای پایدار سازی صخره های شیب دار
•    مناسب برای بتن ریزی سقف های عرشه پولادی
•    مناسب برای ترکیب با گروت آماده و مسلح سازی گروت

زمان و چگونگی افزودن الیاف

الیاف در کارخانه های تولید بتن ساخته می شوند و پس از ترکیب سنگدانه ها به مخلوط اضافه می شوند. برخی از تولیدکنندگان تمایل دارند که این قطعات فولادی را در محل کار به مخلوط اضافه کنند ، در این صورت لازم است افسر کنترل کیفیت یا تضمین کیفیت در محل حضور داشته و نحوه مونتاژ آن را کنترل کند. همچنین به خاطر داشته باشید که اگر از الیاف زیادی در مخلوط استفاده کنید ، در پایان کار از سطح بتن بیرون زده و مشکلات زیادی را ایجاد می کند ، بنابراین هنگام ترکیب این مواد باید بسیار مراقب باشید.

میزان مصرف الیاف فلزی بتن

میزان مصرف الیاف فولادی در هر متر مکعب بتن، عموماً 17 تا 18 کیلوگرم می باشد.

مکانیزم اثر الیاف فلزی بتن

بتن مسلح با کمک الیاف فلزی بتن متشکل از یک بدنه بتونی ساخته شده از سیمان ، سنگدانه ها ، آب و درصدی از الیاف فلزی بتن است که به صورت کاملاً مخلوط و در جهات مختلف در مخلوط بتن پراکنده شده و در نتیجه بتن را تقویت می کند و بسیاری از خصوصیات مکانیکی آن را افزایش دهید.

ایمنی الیاف فلزی بتن

•    الیاف فلزی بتن جزء مواد سمی و خطرناک و آتش زا نمی باشد ولی به لحاظ عدم تجزیه زودهنگام در طبیعت می تواند برای محیط زیست خطر ایجاد کند.
•    هنگام استفاده از دستکش ضد برش استفاده شود.
•    در صورت بلعیده شدن فوراَ به پزشک مراجعه شود.

نگهداری الیاف فلزی بتن

مدت : در صورت نگهداری در فضای سرپوشیده و مناسب حداقل تا 10 سال قابل نگهداری می باشد
شرایط : از مجاورت رطوبت و تابش مستقیم نور خورشید محفوظ نگه دارید.
بهترین دمای نگهداری : حتی الامکان کیسه های حاوی الیاف فولادی آلیاژی را روی پالت قرار دهید.

مزایای استفاده از الیاف فولادی نسبت به الیاف پلاستیکی چیست؟

الیاف فولادی جایگزین این الیاف نیست و بالعکس. هر کدام خصوصیات متفاوتی را ایجاد می کنند که در مناطق کاربردی آنها تداخل ندارند. الیاف فولادی مقاومت کلی بتن را فراهم می کند و الیاف پلاستیک و ترک های جزئی شیرین کیج را کنترل می کند.