الیاف بتن ماکروسنتتیک

الیاف بتن ماکرو سنتتیک چیست و چه کاربردی دارد؟

بتن الیاف دار تحولی شگرف در ساختار سازه‌ های مدرن ایجاد کرده ‌است. این تیپ از بتن ‌ها به ‌سادگی با اضافه شدن مقدار معینی از انواع الیاف بتن تهیه می ‌شوند. اما در عمل ویژگی‌ های بسیار مقاوم و منحصر به ‌فردی دارند. در حال حاضر انواع الیاف بتن ابداع شده ‌است که الیاف بتن ماکرو سنتتیک یکی از پرکاربردترین و البته بهترین نوع الیاف ها می ‌باشد.

الیاف بتن ماکرو سنتتیک از متریال پلاستیک فشرده تهیه ‌شده است. در دسته الیاف ‌های پلیمری قرار می ‌گیرد و به ‌خوبی در تقویت بتن تأثیرگذار است. در سطح فضاهای ساختمان‌ سازی چه در ایجاد سازه‌ های سبک شهری تا اجرای سازه‌ های عظیم در پروژه ‌های بزرگ صنعتی از الیاف بتن ماکرو سنتتیک استفاده می ‌شود و در تمام این موارد به ‌دنبال تقویت خواص فیزیکی بتن هستیم.

عمده کاربرد اصلی از الیاف بتن ماکرو سنتتیک برای ارتقای مقاومت بتن است. اما این الیاف پلاستیکی بتن می‌ تواند نقش تاثیرگذاری در تقویت و بهبود خواص مکانیکی بتن داشته باشد. در عین ‌حال باعث هر چه بادوام‌ تر شدن بتن بشود و از طرفی در کاهش ترک ‌های بتن چه از سطح و یا در لایه ‌های عمیق آن تاثیرگذار باشد. به ‌طور کلی این الیاف بتنی با ساختاری ساده تهیه ‌شده از پلاستیک، به ‌راحتی می‌ تواند جایگزین مطمئنی برای بخش بزرگی از شبکه‌ های آرماتور بندی شده بشود.

بتن مسلح یک ایده کلاسیک در طراحی سازه‌ های مدرن امروزی است. در این ایده قرار است از شبکه میلگردهای در هم‌ تنیده شده به‌ عنوان اسکلت در ایجاد ساختارهای بتنی استفاده شود. اگر چه بتن مسلح ساختاری بی‌ نهایت مقاوم و ماندگار است؛ اما دارای محدودیت ‌هایی نیز می ‌باشد. ایجاد ساختارهای بزرگ آرماتوربندی شده همیشه سخت و هزینه ‌بردار است. در عین ‌حال باید مدت ‌زمان زیادی را صرف اجرای چنین سازه‌ هایی کنیم. از طرفی در بسیاری از موارد مانند ایجاد محوطه‌ های بزرگ بتن ‌ریزی شده نمی‌ توانیم از شبکه ‌های گسترده آرماتوربندی شده استفاده کنیم.

نقش الیاف بتن در کاهش حجم آرماتور برای اجرای سازه ‌های کلان بتن است. ترکیباتی مانند الیاف بتن ماکرو سنتتیک به ‌عنوان یک ماده اضافی وارد حجم بتن در حال ساخته شدن خواهد شد و در نهایت سادگی می ‌تواند نقشی کلیدی در ایجاد ساختاری مقاوم برای بتن داشته باشد. با استفاده از الیاف بتنی مانند الیاف بتن ماکرو سنتتیک می ‌توانیم بخشی و یا کل ساختارهای آرماتور بندی شده را حذف کنیم. حالا سازه بتنی ما خیلی سریعتر در مسیری ساده ‌تر و با قیمتی ارزانتر اجرا می‌ شود.

هیچ ‌کسی از نقش تاثیرگذار الیاف بتنی در ایجاد ساختارهای خاص و مقاوم امروزی غافل نیست. اما نمی ‌توانیم از هر الیافی برای ایجاد هر نوع سازه ‌ای استفاده کنیم. سازه ‌ها با اهداف گوناگون نیاز به تیپ الیاف ‌های متفاوت دارند و الیاف پلاستیکی بتن یکی از گونه ‌های متداول و بسیار پرکاربرد می ‌باشد.

در این مطلب قصد بررسی فنی تا جایگاه کاربردی الیاف بتن ماکرو سنتتیک را داریم. لکن قبل‌ از ورود به بحث لازم است تا نگرش فنی مناسب در باب بتن الیاف دار را مطرح کنیم. قطعا زمانی که می ‌دانیم بتن الیافی چیست، بهتر می ‌توانیم در باب الیاف بتن مناسب با قابلیت تأمین ویژگی ‌های خاص صحبت نماییم.

بتن الیافی چیست؟ و چه کاربردهایی دارد؟

بتن در عین مقاوم بودن ترکیب ساده ‌ای از اختلاط درست سیمان و ماسه در کنار آب است. ترکیبی که به ‌راحتی با مخلوط کردن یکنواخت تهیه خواهد شد. این ترکیب در جای خود ساختار مقاومی است و برای ایجاد سازه‌ های بتنی ساده و سبک کفایت می ‌کند. اما برای ساختن سازه های بزرگ و سنگین ‌وزن و شاید سازه ‌ها با کاربری خاص نیاز به بتن ‌هایی خاص داریم.

بتن الیافی گونه ‌های متنوع از ترکیبات بتن هستند که با اضافه شدن انواع کامپوزیت ها به حجم ملات بتن تهیه می‌ شوند. این افزودنی ‌های کامپوزیتی باعث تقویت ساختار بتن می ‌شوند و در ایجاد شرایط و ویژگی‌ های خاص بتن تاثیرگذار هستند. انواع الیاف بتن طراحی شده‌ است تا انواع بتن الیافی را تهیه کنند. اما همه این الیاف ها تاثیر قابل‌ توجهی در مقاوم ‌سازی بتن، ماندگار شدن آن و افزایش مقاومت کششی بتن دارند.

بتن الیافی سطح مقاومت بالاتری در قبال بارهای استاتیکی و دینامیکی دارد. از این ‌رو در اجرای سازه ‌های سنگین و یا بلند مرتبه به نسبت از بتن های معمولی مطمئن ‌تر هستند. از طرفی برخی از گونه بتن‌ های الیافی با استفاده از الیاف ‌های خاص نسبت‌ به حضور آب و رطوبت دائمی کاملاً مقاومت نشان می ‌دهند. برای همین است که استفاده از بتن الیافی ها در ایجاد سازه ‌های آبی از هر نوعی متداول ‌تر می‌ باشد.

ویژگی قابل ‌توجه بتن‌ های الیافی تحمل ویژه آنها در قبال بارهای دینامیکی است. این بتن ‌ها می ‌توانند در برابر تنش ‌های سازه مانند وقوع زلزله ‌های شدید کاملاً مقاوم باشند. در عین ‌حال قابلیت بالایی در تحمل ضربه ‌های شدید داشته باشند. بتن در ماهیت ذاتی خود، ساختاری ترد دارد و در صورت عدم به ‌کارگیری سازه ‌های مقاوم ‌سازی شده، به ‌راحتی از هم می‌ پاشد.

نصب شبکه ‌های آرماتور بندی شده برای ایجاد سطح مقطع‌ هایی افزودنی در ثبات بتن است. بتن در میان آرماتورها همچنان ترد است. اما حالا در داخل خود یک اسکلت دارد که اجزای ترد بتن را در کنار هم قرار می‌ دهد. با این ‌وجود آرماتورها نمی ‌توانند سطح مقطع کافی برای نگهداشتن کامل حجم بتن را تامین نمایند. برای تقویت اسکلت بتنی از الیاف بتنی استفاده می ‌شود. الیاف ها به مانند یک ماده افزودنی با ترکیب مقدماتی بتن یعنی سیمان و ماسه و آب مخلوط می‌ شوند و به مانند یک اسکلت گسترده در حجم بتن باقی می ‌مانند که در نهایت به تقویت ویژگی ‌های فیزیکی بتن می‌ انجامد.

مزایای استفاده از بتن الیافی

بتن الیافی در مقابل ورق ورق شدن و یا سایش شدن و البته هوازدگی سطح، مقاوم است.

بتن الیافی بسیار بیشتر از بتن‌ های معمولی در مقابل تنش‌ های ناشی از خستگی مقاومت می‌ کند.

بتن الیافی تحمل ضربه‌ پذیری بسیار بالایی دارد. تا جاییکه مناسب استفاده در سازه‌ های پیچیده بتنی هستند.

بتن الیافی قابلیت کششی بسیار مطلوب ‌تری به نسبت از بتن‌ های معمولی دارد.

قابلیت باربری بتن الیافی بالا است. این نوع بتن در مقابل فشار زیاد ترک نمی ‌خورد.

مقاومت خمشی بتن الیافی در مقابل بتن معمولی بالاتر است. در عین ‌حال تحمل برشی زیادی دارند.

استفاده از بتن الیافی باعث کاهش مصرف میلگردها در شبکه ‌های آرماتوربندی شده می‌ شود.

باعث کاهش هزینه اجرای سازه ‌های عمرانی خواهند شد.

استفاده از بتن الیافی به‌ سرعت اجرای سازه‌ های بتنی کمک می ‌کند. ساختمان‌ ها زودتر ساخته می ‌شوند.

با استفاده از بتن الیافی می ‌توانیم سازه‌ هایی ضد زلزله چه در گونه‌ های مسکونی و یا صنعتی بسازیم.

با استفاده از بتن الیافی می ‌توانیم سازه‌ هایی با طول عمر زیاد طراحی کنیم. بتن الیافی ماندگار است.

بتن الیافی برای احداث سازه ‌های آبی مناسب است. این بتن ‌ها می ‌توانند در مقابل اثرات تخریبی رطوبت مقاومت کنند.

این موارد تنها بخشی از مباحث کلی در چرایی استفاده از بتن الیافی هستند. از منظر علم مهندسی عمران با استفاده از بتن الیافی دست ما برای طراحی سازه‌ های ویژه‌ تر باز است. البته مهارت مهندسین در انتخاب درست الیاف بتن و میزان مصرف آنها می ‌باشد.

در بخش قبلی توضیح دادیم که انواع الیاف بتنی ابداع شده ‌اند و بسیاری از آنها به شکلی کاملاً متداول استفاده می ‌شوند. هر بتن الیافی نمی‌ تواند به ‌تنهایی تمام این ویژگی ‌های برتر را داشته باشد. این مهارت مهندسین است که با علم کافی در دنیای بزرگ الیاف ‌های بتنی و استفاده درست از آنها نوع بتن الیافی مناسب با شرایط پروژه خود را تهیه کنند.

از هر الیافی نمی ‌توان در هر بتنی برای ایجاد هر نوع سازه ای استفاده کرد. الیاف ها ویژگی ‌های منحصر به ‌فردی دارند که باید همراه با مطالعه دقیق از آنها استفاده بشود.

اما هستند الیاف هایی که می ‌توانند کاربردهای چندگانه داشته باشند. الیاف بتنی ماکرو سنتتیک یکی از همین الیاف بتن ‌های پرکاربرد است. الیاف بتن ماکرو سنتتیک در خلق ویژگی ‌های برجسته بتن مانند افزایش مقاومت و ماندگاری بتن، افزایش تحمل کششی و خمشی بتن و افزایش قابلیت ضربه‌ پذیری بتن تأثیرگذار است و در عین ‌حال مناسب خلق بتن‌ های ضد رطوبت می ‌باشد.

الیاف بتن ماکرو سنتتیک از چه نوع پلیمرهایی تهیه می ‌شود؟

الیاف بتن ماکرو سنتتیک در دسته الیاف‌ های مصنوعی قرار می‌ گیرد که مبتنی بر مواد خام نفتی بر پایه الیاف ‌های پلاستیکی تهیه می‌ شود. در واقع الیاف بتن ماکرو سنتتیک همان ترکیبات پلاستیکی است که به شکل رشته ‌های نازک و گاهاً آجدار تهیه شده‌ اند و عاری از تأثیرات شیمیایی در داخل بتن برای تقویت بتن استفاده می‌ شوند.

الیاف بتن ماکرو سنتتیک از کنار هم قرار گرفتن رشته‌ های پلیمری ساخته‌ شده است. رشته‌ های بسیار کوچک پلیمری در ترکیبات آلی بارها و بارها در امتداد هم تکرار می‌ شوند تا در تعداد زیاد به یک ساختار لایه در لایه پلیمری تبدیل شوند. این ساختار لایه در لایه به شکل رشته ‌هایی عاج دار تهیه خواهد شد که با نام الیاف بتن ماکرو سنتتیک شناخته می ‌شود.

در شکل‌گیری الیاف بتن ماکرو سنتتیک از ترکیبات آلی مانند نایلون، آکریلیک، پلی اورتان و پلی پروپیلن استفاده می ‌شود. تمامی این ترکیبات همگی از مشتقات نفتی در دسته پلاستیک‌ های متداول هستند که همه ‌ساله در بدنه صنایع پتروشیمی با ابعاد زیاد در سراسر جهان تولید می ‌شوند.

الیاف پلاستیکی بتن مقاومت بسیار بالایی دارند و کاملاً بادوام و ماندگار هستند. این الیاف ها در برابر فشار زیاد ناشی از گسیختگی مقاومت می‌ کنند. لذا اصولاً ترکیبات شیمیایی تا تجهیزات تهیه‌ شده از چنین مواد پلیمری ساختارهای بسیار مقاومی دارند. در صنایع مختلف از پلیمرهای قید شده برای تهیه طناب ‌های محکم پلاستیکی، تورهای ماهیگیری، کمربندهای ایمنی و... استفاده می ‌شود. همان ‌طور که می ‌بینید، هر جا که نیاز به تولید ماده ‌ای منعطف و در عین ‌حال مقاوم در برابر گسیختگی باشد، از الیاف پلیمری در دسته الیاف بتن ماکرو سنتتیک استفاده شده ‌است.

این ترکیبات مقاوم و در عین‌ حال ناگسستنی مناسب استفاده در بتن نیز هستند و به شکل الیاف بتن ماکرو سنتتیک عرضه می ‌شوند. مقاومت بالای این الیاف ‌های پلیمری در مقابل پاره شدن به بتن نیز منتقل‌ شده و به نوعی بتن الیافی تحت تأثیر الیاف بتن ماکرو سنتتیک بی ‌نهایت مقاوم با قابلیت کشسانی بسیار بالایی است.

چگونه از الیاف بتن ماکرو سنتتیک در داخل بتن الیافی استفاده می‌ شود؟

قاعده ساخت بتن الیافی در استفاده از تمامی الیاف ها تقریباً یکسان است. تمامی الیاف ها ترکیباتی فیزیکی در اندازه ‌های کوچک با تعداد زیاد هستند که قابلیت واکنش ‌پذیری با ترکیبات بتن را ندارند. اما به ‌عنوان یک عنصر تقویت ویژگی ‌های فیزیکی بتن به حجم نهایی مخلوط بتن اضافه می‌ شوند. در مورد نحوه اضافه کردن الیاف بتن ماکرو سنتتیک نیز ماجرا تقریباً همین است. این الیاف پلاستیکی بتن می ‌تواند به‌ جای میلگردها در مراحل ساخت بتن مسلح استفاده شود. هر اندازه از الیاف پلاستیکی بتن استفاده کرده باشیم، طبیعتاً می‌ توانیم از حجم کمتر میلگردها نیز بهره ‌مند شویم.

الیاف بتن ماکرو سنتتیک در مرحله مقدماتی ساخت بتن، هنگام طرح اختلاط مصالح به حجم بتن اضافه می ‌شود. برای ساختن بتن باید مصالح مقدماتی مانند سیمان، ماسه و آب را در نسبت ‌های درست و حساب ‌شده با یکدیگر مخلوط کنیم. این مرحله را با نام طرح اختلاط بتن می‌ شناسند که در آن از انواع دستگاه‌ های میکسر بتن استفاده می ‌شود.

برای اضافه کردن الیاف بتن ماکرو سنتتیک باید منتظر اتمام طرح اختلاط بتن باشیم. یعنی همه مصالح مقدماتی ساخت بتن را در میکسر بتن های کوچک و یا بزرگ ریخته و به نوعی ملات بتن تهیه ‌شده باشد. الیاف بتن ماکرو سنتتیک به ‌عنوان آخرین آیتم به حجم بتن مخلوط شده اضافه خواهد شد. در این مرحله، یعنی درست پس‌ از اضافه شدن الیاف پلاستیکی بتن باید حجم بتن را به مدت پنج دقیقه با سرعت بالا در حدود 70 دور در دقیقه به گردش درآوریم تا مطمئن باشیم که الیاف بتون پلاستیکی به ‌طور کاملاً همگن در حجم بتن مخلوط شده ‌است.

در هنگام اضافه کردن الیاف بتن ماکرو سنتتیک باید از مخلوط شدن همگن اطمینان داشته ‌باشیم. قطعا باید در لحظات پس ‌از اضافه شدن الیاف، میکسر بتن را با سرعتی بالا به گردش درآورید. اما مدت ‌زمان این گردش گاهاً بستگی به نوع بتن، حجم الیاف و یا ساختار دستگاه میکسر بتن دارد.

الیاف بتن ماکرو سنتتیک به ‌خوبی با ساختار نهایی بتن هماهنگ می‌ شود و بدون تاثیر در ماهیت شیمیایی بتن باعث تقویت ساختار فیزیکی آن خواهد شد. این الیاف هیچ واکنش شیمیایی با متریال ‌های تشکیل‌ دهنده بتن ایجاد نمی ‌کند و باعث جذب آب نمی‌ شود. لذا از منظر شیمیایی هیچ تأثیری در ساختار نهایی بتن ندارد. حضور این الیاف پلاستیکی به مانند یک اسکلت همگن در ساختار نهایی بتن است تا باعث تقویت ویژگی‌ های فیزیکی بتن بشود.

وجود الیاف بتن ماکرو سنتتیک بر قابلیت چسبندگی بتن می‌ افزاید. در واقع این افزایش قابلیت چسبندگی به‌ علت تغییر در ماهیت شیمیایی بتن نیست؛ بلکه به دلیل تغییرات فرم فیزیکی بتن در انسجام حداکثری آن است. بتن مسلح شده با الیاف بتن ماکرو سنتتیک بهترین گزینه برای انجام روش ‌های شاتکریت بتن است. در انجام مراحل شاتکریت بتن نیاز به بتنی داریم که قدرت چسبندگی بالایی داشته باشد. زیرا در تمام عملیات نباید احتمال ریزش بتن وجود داشته باشد. حضور الیاف بتن ماکرو سنتتیک باعث تقویت قابلیت ‌های چسبندگی بتن می‌ شود که در انجام چنین فعالیت ‌هایی کاملاً مناسب است. البته این ‌طور نیست که می‌ توانیم در هر لحظه به هر اندازه که می‌ خواهیم از الیاف بتن ماکرو سنتتیک در حجم بتن اضافه کنیم. میزان حجم این الیاف پلاستیکی مقداری ثابت با محاسبات علمی است که باید با توجه به شرایط عملیات بتن ‌ریزی اعمال بشود.

بررسی عملکرد الیاف بتن ماکرو سنتتیک در بتن

بتن اگر چه متریال بسیار مقاومی است؛ اما به ‌تنهایی نمی ‌تواند ساختاری مستحکم و ماندگار داشته باشد. به نوعی باید برای بتن، اسکلتی دایر کرده باشیم تا این متریال مقاوم به مانند عضلاتی قدرتمند بر این اسکلت سوار شوند. نقش میلگردها در طراحی شبکه ‌های آرماتوربندی شده برای ایجاد همین اسکلت است. به ‌این ‌ترتیب می ‌توانیم بر مقاومت کششی بتن بیافزاییم و آن را مجبور کنیم که به شکل سازه ای مستحکم و استوار باقی بماند.

الیاف بتن ماکرو سنتتیک قابلیت بازی کردن نقش میلگردها را دارد. وقتی از این الیاف ‌های پلاستیکی در حجم بتن اضافه می ‌شود، به ‌مانند خلق سازه های آرماتوربندی شده می ‌باشد. با این تفاوت که حالا به ‌جای هزینه زیاد و صرف مدت ‌زمان بالا برای دایر کردن شبکه‌ های آرماتوربندی شده، فقط الیاف بتن ماکرو سنتتیک را به حجم نهایی بتن اضافه می‌ کنیم.

الیاف بتن ماکرو سنتتیک باعث ارتقای قابلیت کششی بتن می ‌شود. در عین ‌حال با استفاده از این الیاف می ‌توانیم قابلیت خمشی بتن را نیز توسعه بدهیم. به ‌این ‌ترتیب وقتی از الیاف پلاستیکی بتن استفاده می ‌کنید، در نهایت با سازه ای همراه هستید که هم، تحمل بارهای کششی را دارد و هم می ‌تواند در اثر نیروهای خستگی، فشار خمشی بسیار بالایی را تحمل کند.

البته تاثیر فیزیکی الیاف بتن ماکرو سنتتیک در این ویژگی ‌های کششی و یا خمشی خلاصه نمی‌ شود. بلکه این الیاف در افزایش قابلیت ضربه‌ پذیری بتن نیز تاثیرگذار است. استفاده از الیاف پلاستیکی بتن یک ایده مؤثر برای ساختن ساختمان‌ های ضدانفجاری است. از این ‌رو این الیاف ها در طراحی سازه ‌های نظامی تا صنعتی و البته سازه‌ های خاص در فضاهایی مانند نیروگاه ‌ها و پالایشگاه ‌ها کاربرد گسترده ‌ای دارند.

جلوگیری از گسترش ترک بتن از دیگر ویژگی ‌های مؤثر الیاف بتن ماکرو سنتتیک است. حضور این الیاف بتنی مانع از توسعه ترک ‌های سطحی و یا عمیق بتن خواهد شد که این‌ موضوع در افزایش طول عمر سازه‌ ها مؤثر است.

آیا الیاف ماکروسنتتیک می تواند جایگزین میلگرد در بتن باشد؟

در تمام این مبحث، بارها به این ‌موضوع از جنبه‌ های گوناگون اشاره داشتیم که می ‌توان از الیاف بتن ماکرو سنتتیک به‌ جای شبکه ‌های آرماتوربندی شده استفاده کرد. این جایگزینی شدنی است و گاهاً کاملاً منطقی و علمی به ‌نظر می‌ رسد. اما آیا می ‌توانیم در این جایگزینی به‌ دنبال ویژگی ‌های برتری باشیم؟ آیا الیاف بتن ماکرو سنتتیک می تواند جایگزین میلگرد در بتن گردد؟ برای پاسخ به این سوال باید به چند نکته در مقایسه استفاده از الیاف پلاستیکی بتن در مقابل استفاده از شبکه‌ های فولادین بپردازیم.

الیاف بتن ماکرو سنتتیک در مقایسه با دیگر الیاف ها

یکی از چالش‌ های ساخت بتن الیافی، استفاده از الیاف بتن مناسب است. در حال حاضر انواع الیاف بتن در گونه ‌های متفاوت با زمینه ‌های کاربردی مختلف حضور دارند که هر کدام ویژگی ‌ها و خصوصیات فنی خاصی دارند. در این ‌میان الیاف بتن ماکرو سنتتیک نیز نقشی برجسته را بازی می ‌کند. اما این الیاف پرکاربرد در مقابل دیگر الیاف ها چه جایگاهی دارد؟ اصولاً در مقایسه میان انواع الیاف بتن کدام گونه بهترین انتخاب است؟

در نگاه فنی نمی ‌توانیم یک گونه الیاف سیمان را به نسبت از دیگر گونه ها در جایگاه فنی برتری قرار بدهیم. چرا که هر نوع الیاف مستعد ایجاد خصوصیاتی خاص در بتن است و وقتی می ‌خواهید این خصوصیات را داشته باشید، می ‌توانید از آن الیاف خاص نیز استفاده کنید. لذا در مقایسه انواع الیاف سیمان خصوصاً بررسی جایگاه الیاف بتن ماکرو سنتتیک بهتر است به بررسی ویژگی ‌های بتن بپردازیم. در این بررسی می‌ خواهیم مطالعه کنیم که هر گونه الیاف در ایجاد ویژگی ‌های خاص بتن تا چه اندازه توانمند است.

بهترین الیاف ها برای تقویت مقاومت خمشی بتن

ارتقای مقاومت خمشی از ویژگی ‌های برجسته بتن می ‌باشد که تقریباً در اجرای هر نوع سازه بتنی لازم است. مهندسین در حین اجرای سازه‌ های بتنی از موارد عادی تا نمونه ‌های صنعتی سعی دارند تا به نوعی از سازه در مقابل بارهای جانبی بنا محافظت کنند و برای این منظور باید در تکاپوی ارتقای مقاومت خمشی بتن باشند.

بهترین الیاف برای تقویت مقاومت خمشی بتن الیاف پلی پروپیلن می‌ باشد. الیاف پلی پروپیلن در دسته الیاف ‌های پلیمری است که مانع از ته ‌نشین شدن بتن می ‌شود، سبک‌ وزن است و در ایجاد بتنی همگن تأثیرگذار است. این الیاف مقاومت خمشی بتن را بسیار افزایش می ‌دهد.

در ادامه باید از الیاف ‌های شیشه‌ ای صحبت کنیم که در دسته الیاف ‌های شناخته‌ شده هستند. الیاف شیشه ‌ای به‌ تنهایی چندان تأثیری در تقویت مقاومت خمشی بتن ندارد. اما در صورت همراهی با الیاف پلی پروپیلن تأثیری چشمگیر در ارتقای مقاومت خمشی بتن خواهد گذاشت. در ارتقای مقاومت خمشی نباید از گونه الیاف ‌های آرامید نیز غافل باشیم. الیاف آرامید در عین سبک بودن 5 برابر مقاوم ‌تر از الیاف‌ های شیشه‌ ای و فولادین هستند. این ‌گونه الیاف ‌های مصنوعی می ‌توانند نقشی پررنگ در ارتقای مقاومت خمشی بتن داشته باشند.

اما در نهایت باید به بحث درباره الیاف بتن ماکرو سنتتیک بنشینیم. الیاف پلاستیکی بتن یک‌ گونه الیاف همه ‌کاره است. این الیاف در تقویت مقاومت خمشی بتن تاثیرگذار است و می‌ تواند در لیست نهایی ما برای ارتقای قابلیت خمشی بتن جای بگیرد. البته اگر هدف نهایی سازه در تقویت مقاومت خمشی آن باشد، قطعا گونه‌ های پلی پروپیلن انتخاب مناسب ‌تری هستند. اما در کل هیچ سازه ‌ای را با در نظر گرفتن یک ویژگی خاص طراحی نمی‌ کنند. مقاومت خمشی یک گزینه اصلی است که باید در حین اجرای سازه‌ های عمرانی مورد توجه باشد. از این حیث می ‌توانیم بر توانمندی‌ های الیاف بتن ماکرو سنتتیک و دیگر گونه ها اعتماد کنیم.

بهترین الیاف ها برای تقویت مقاومت کششی بتن

ارتقای مقاومت کششی از دیگر معیارهای جدی در ساخت سازه ‌های بتنی است. به ‌طور کلی هر سازه ‌ای تحت فشار وزن سنگین خود قرار دارد. هر اندازه سازه سنگین ‌تر و در عین ‌حال بلندمرتبه تر باشد، میزان بار کششی بالاتری نیز بر اجزای بتنی سازه وارد می‌ شود.

اگر ارتقای سطح بالای مقاومت کششی بتن معیاری جدی است، قطعا استفاده از الیاف کربنی بهترین انتخاب است. کربن وزنی سبک دارد ولی می‌ تواند تا ده برابر فولاد دارای مقاومت کششی باشد. لذا وقتی از کربن در حجم بتن استفاده می ‌شود، مقاومت کششی بتن نیز تا حد بسیار زیادی افزایش پیدا می‌ کند.

البته الیاف کربنی اندکی گران است و اگر بخواهید می ‌توانید از الیاف ‌های فلزی استفاده کنید. الیاف فلزی هرگز نمی ‌تواند مقاومت کششی مانند الیاف کربن را تامین نماید. اما در اجرای سازه‌ های معمولی برای تقویت مقاومت کششی بتن می ‌توانیم از الیاف فلزی در حجم های گوناگون استفاده کنیم.

الیاف شیشه ای از دیگر الیاف‌ های متداول است که در تقویت مقاومت کششی بتن تاثیرگذار هستند. الیاف شیشه ‌ای در قطر کم از تحمل کششی بسیار بالایی برخوردار است. این‌ گونه الیاف ها ارزان ‌قیمت هستند و روش تولید آنها ساده است. در عین ‌حال باعث سنگین شدن بتن نمی ‌شوند. لذا الیاف شیشه ‌ای در تقویت مقاومت کششی بتن استفاده می ‌شود.

الیاف بتن ماکرو سنتتیک نیز نقشی برجسته در تقویت مقاومت کششی بتن دارد. اصولاً در دسته الیاف‌ های پلیمری تنها گونه ماکرو سنتتیک است که می‌ تواند قابلیت مقاومت کششی بتن را ارتقا بخشد. اگر بخواهیم مقیاسی داشته‌ باشیم و معیار ما تنها ارتقای مقاومت کششی بتن باشد، الیاف پلاستیکی بتن پس ‌از الیاف ‌های کربنی از بهترین مواد برای ارتقاء خصوصیات کششی بتن هستند.

بهترین الیاف ها برای جلوگیری از ترک خوردن بتن

ترک بتن از چالش‌ های جدی در اجرای سازه ‌های بتنی است. بتن پس ‌از گیرش نهایی، سعی در انبساطی شدید دارد که ممکن است به ترک ‌هایی عمیق و یا سطحی بیانجامد. ترک باعث کاهش مقاومت ساختاری بتن می ‌شود و در آینده ماندگار سازه ‌ها تأثیری منفی می ‌گذارد. روش ‌های متعددی برای جلوگیری از انتشار ترک در بتن مطرح است. استفاده از الیاف بتن یکی از همین روش‌ های اثبات ‌شده علمی است. البته برای این منظور باید از الیاف ‌های مناسبی استفاده کنید.

الیاف فلزی از بهترین الیاف ها برای جلوگیری از ایجاد ترک در بتن است. الیاف فلزی به ‌سادگی به مانند آرماتورها در حجم بتن استفاده می ‌شود. البته الیاف فلزی در جلوگیری از ترک‌ های سطحی بهترین هستند. لذا برای پرهیز از ترک ‌های عمیق باید به سمت استفاده از دیگر الیاف ها مانند الیاف میکرو سنتتیک هدایت شویم. الیاف میکرو سنتتیک از گونه الیاف‌ های پلیمری است که در دانه‌ های بسیار ریز تهیه می ‌شوند. الیاف میکرو سنتتیک به شکلی همگن در حجم بتن مخلوط خواهد شد و باعث قوام یکنواخت آن می ‌شود. این شکل ‌گیری همگن بتن تأثیری چشمگیر در کاهش ترک ‌های سطحی و عمیق بتن دارد.

الیاف پلی پروپیلن از دیگر الیاف ‌های پلیمری است که تأثیری چشمگیر در میزان کاهش ترک ‌خوردگی بتن دارد. الیاف پلی پروپیلن به نسبت از الیاف بتن ماکرو سنتتیک ارزانتر است و در کاهش ترک ‌خوردگی بتن مؤثرتر می ‌باشد.

اما الیاف بتن ماکرو سنتتیک در دسته الیاف ‌های مؤثر برای کاهش ترک‌ خوردگی قرار نمی‌ گیرد. هر چند می‌ تواند حجم بتن را هر چه یکدست تر سازد. اما در نهایت چندان تأثیری در قوام نهایی بتن ندارد. لذا اصولاً الیاف بتن ماکرو سنتتیک را به‌ همراه الیاف فلزی به کار می ‌برند تا از قابلیت ضد ترک‌ خوردگی الیاف فلزی در کنار دیگر ویژگی‌ های برجسته الیاف بتن ماکرو سنتتیک استفاده کنند.

بهترین الیاف ها برای تقویت ضربه‌ پذیری بتن

بتن ضد ضربه یک چالش جدی در ساخت سازه ‌های ضد انفجاری است. در عین ‌حال از این بتن ‌ها در اجرای سازه ‌هایی مانند تونل ‌ها، ساختمان‌ های معادن، نیروگاه ‌ها و... استفاده می ‌شود. اصولاً سازه ‌ای که ضد ضربه باشد، می‌ تواند یک سازه ضدانفجاری نیز بشود.

برای اولین ‌بار از الیاف پلی پروپیلن در ساخت سازه‌ های ضد ضربه استفاده ‌شده است. الیاف پلی پروپیلن در دسته الیاف متداول پلیمری است که هنوز هم از بهترین الیاف ‌های مؤثر در قابلیت ضربه ‌پذیری بتن می ‌باشد. اما امروزه در مرتبه ‌ای بالاتر از الیاف ‌های کربنی برای ساخت سازه‌ های ضد ضربه استفاده می ‌شود. الیاف ‌های کربنی اگر چه گران‌ قیمت هستند؛ اما می ‌توانند سازه ‌هایی بی‌ نهایت مقاوم در برابر هر نوع انفجار را تهیه نمایند.

الیاف بتن ماکرو سنتتیک نیز در دسته الیاف ‌های مناسب ساخت سازه ‌های ضد ضربه قرار می ‌گیرد. این الیاف گونه ای متفاوت از الیاف‌ های پلیمری است که به مانند الیاف هم ‌خانواده یعنی الیاف پلی پروپیلن می ‌تواند در تقویت ضد ضربه شدن بتن نقشی مؤثر داشته باشد.

بهترین الیاف ها برای تقویت مقاومت فشاری بتن

تقویت مقاومت فشاری بتن به طراحی و ساخت سازه ‌های سنگین و بلندمرتبه کمک می‌ کند. سازه ‌های مدرن، وزن سنگینی دارند و قطعا بخش‌ های زیرین سازه باید تحمل بارهای وارد شده از کل بنا و متعلقات حاکم بر آن را داشته باشند. الیاف بتن آرامید بهترین گزینه در تقویت مقاومت فشاری بتن است. اما این الیاف، گران ‌قیمت است و شاید لازم است تا در تقویت مقاومت فشاری بتن به سمت استفاده از الیاف ‌های دیگری گرایش داشته باشیم. الیاف ‌های کربنی نیز در تقویت مقاومت فشاری بتن تاثیرگذار هستند. لکن در نهایت هیچ الیافی نمی ‌تواند به مانند الیاف بتن ماکرو سنتتیک باعث تقویت مقاومت فشاری بتن بشود. الیاف بتن ماکرو سنتتیک با وزنی سبک به ‌راحتی در حجم بتن تزریق خواهد شد و در کنار انبوه مزیت ‌هایی که دارد، می ‌تواند در تحمل وزن بتن نیز تاثیرگذار باشد. بتن هایی که در آنها از الیاف پلاستیکی بتن استفاده می ‌شود، مناسب حضور در فونداسیون هستند تا وزن سنگین سازه ‌های بلند مرتبه را تحمل کنند.

بهترین الیاف ها برای تقویت خاصیت برشی بتن

برای تقویت خاصیت برشی بتن می‌ توانید از الیاف میکرو سنتتیک استفاده کنید. البته الیاف میکرو سنتتیک قیمت تقریباً بالایی دارد. با این ‌وجود اگر نیازمند تقویت بسیار بالای قابلیت برشی بتن هستید، استفاده از الیاف آرامید را توصیه می ‌کنیم. الیاف آرامید دراین ویژگی از بهترین ‌ها است.

اما الیاف بتن ماکرو سنتتیک چندان تلاش مؤثری در تقویت برشی بتن ندارند و اصولاً در بتن هایی که این ویژگی را نیاز دارند، مورد توجه قرار نمی ‌گیرند.

بهترین الیاف ها برای تقویت مقاومت سایشی بتن

بتن ‌های ضد سایش عموماً برای ساخت محوطه ‌های عمرانی کاربرد دارند. این بتن ‌ها برای کف ‌سازی استفاده می‌ شوند و باید بتوانند در مقابل رفت ‌و آمد زیاد وسایل نقلیه و یا نصب تجهیزات سنگین و... مقاومت کنند. اصولاً بتن ضد سایش بتنی است که در اثر برخورد دائمی با عوامل خارجی دچار فرسایش نمی ‌شود.

الیاف بتن پلی پروپیلن از بهترین الیاف ها در تقویت ضد سایشی بتن است. از الیاف شیشه ‌ای نیز می ‌توان در طراحی بتن ‌های ضد سایش استفاده کرد. البته الیاف شیشه ای اصولا مانع از خط افتادن بر روی سطح بتن می‌ شوند. الیاف شیشه‌ ای ارزان‌ قیمت هستند و می ‌توانند نقشی پررنگ در اجرای عملیات ‌های کف‌ سازی داشته باشند.

از الیاف گران‌ قیمت کربنی هم می ‌توانیم برای تولید بتن ‌های ضد سایشی استفاده کنیم. اما اصولاً این الیاف ‌های خاص برای طراحی یک محوطه ساده ساختمانی استفاده نمی ‌شوند. الیاف بتن ماکرو سنتتیک قابلیت ضد سایشی دارد. لکن این قابلیت آنچنان نیست که بتواند در ردیف نمونه ‌ها مانند الیاف پلی پروپیلن قرار بگیرد.

در این مقایسه باید به قابلیت کاهش انقباض بتن نیز اشاره کنیم. الیاف بتن ماکرو سنتتیک از بهترین الیاف ها است که مانع از منقبض شدن بتن می‌ شود و در کل از این منظر در جایگاه فنی مؤثری قرار دارد. در عین ‌حال برای بررسی قابلیت خستگی بتن بهتر است به سمت الیاف ‌های آرامید و یا کربنی سوق داده شویم. اما در صورت توجه به یک الیاف ارزانتر، همچنان می‌ توانیم بر قابلیت ‌های ضد خستگی الیاف پلی پروپیلن و یا الیاف بتن ماکرو سنتتیک اشاره کنیم.

قیمت الیاف پلاستیکی در مقایسه با دیگر الیاف‌ های بتنی

جدا از بحث ویژگی ‌های فنی در استفاده از هر الیاف باید به فاکتور تأثیرگذار قیمت نیز توجه داشته باشید. قیمت به ‌هر حال همیشه یک بحث چالش ‌برانگیز است. خصوصا در اجرای سازه ‌های سنگین بتنی که در آنها نیاز به حجم بالایی از الیاف بتن می ‌باشد، الیاف ‌های شیشه ‌ای، فلزی و یا پلی پروپیلن از الیاف ‌های ارزان‌ قیمت بازار هستند. در مقابل الیاف‌ های آرامید و مدل الیاف ‌های کربنی هستند که گران ‌قیمت می باشند. الیاف بتن ماکرو سنتتیک الیاف‌ های عادی با مصرف زیاد اما اندکی گران‌ قیمت هستند که قیمت آنها از مدل ‌های ساده شیشه ‌ای یا فلزی بالاتر است. اما قطعا استفاده از آنها هزینه بالای الیاف ‌های کربنی را ندارد. قیمت الیاف ماکرو سنتتیک آنچنان نیست که شرایط استفاده از آن را چالشی کرده باشد. اصولا ویژگی های فنی بر قیمت الیاف ماکرو سنتتیک ارجحیت دارد و اهل فن میدانند که مزایای این الیاف خیلی مهمتر از قیمت الیاف پلاستیکی است.

الیاف بتن ماکرو سنتتیک از گونه الیاف های کاملا کاربردی است. این الیاف در عموم ویزگی های سایشی، فشاری، خمشی و ... بتن تاثیری بهینه دارد. این ویژگی ها باعث شده تا شرایط استفاده از الیاف بتن ماکرو سنتتیک متداول باشد.