الیاف فولادی آلیاژی بتن چیست؟

معرفی الیاف افزودنی به بتن

از یک طرف ، خصوصیات فیزیکی و مکانیکی بتن و پایداری مطلوب ، از سوی دیگر سهولت ساخت و در دسترس بودن اجزای آن از جمله مواردی است که بتن را به یکی از پرمصرف ترین مواد در صنعت ساخت و ساز جهانی تبدیل می کند. اگرچه بتن دارای خواص مطلوب بسیاری است ، علاوه بر داشتن این خصوصیات ، این ماده به تنش های کششی نیز بسیار حساس است و تنها در صورت غیرمسلح بودن استفاده در شرایط محدود مانند سازه های وزنی قابل استفاده است. یکی از نقاط ضعف در بتن تازه به دلیل تجمع ترک ها است که باعث افزایش نفوذ پذیری ، از بین رفتن سطح بتن ، خوردگی آرماتورها و کاهش خصوصیات مکانیکی می شود.

امروزه یكی از روشهای مورد استفاده در كشورهای پیشرفته برای جبران این ضعف ، استفاده از الیاف بتن چیست؟ ریز جهت كنترل رشد ترك در حجم كل بتن و افزایش مقاومت كششی بتن است. با ظهور كوچكترين تركها در بتن ، الياف موجود در ترك كه بطور تصادفي در داخل ترك قرار مي گيرند وارد عمل شده و نيروي موجود در ترك را به مناطق اطراف منتقل مي كنند. در نتیجه ، رشته های الیاف به طور فعال برای کاهش عرض ترک ها کار می کنند و با تشکیل بسیاری از میکرو ترک ها ، افزایش انعطاف پذیری بتن ، افزایش قابلیت استفاده از آن و جلوگیری از ترک ناگهانی بتن همکاری می کنند.

انواع الیاف مصرفی در بتن

الیاف مختلف ، اعم از طبیعی و ساخته شده توسط بشر ، در بتن ترکیب می شوند. تاریخچه استفاده از الیاف طبیعی در بتن قبل از ظهور بتن مسلح معمولی است ، اما جنبه های عملی و فنی سیستم های تقویت شده با الیاف گسترش نیافته است. الیاف آزبست در 100 سال گذشته برای تقویت محصولات بتونی استفاده شده است ، در حالی که الیاف سلولز و الیاف شیشه در 50 سال گذشته و الیاف پلی پروپیلن و فولاد در 30 سال گذشته استفاده شده است. با افزودن خصوصیات بتن ، مهمترین اهداف مهندسی مدرن عبارتند از:

•    بهبود خصوصیات تغییر شکل و ترک های پلاستیک در مرحله بتن تازه و یا تا 6 ساعت پس از قرارگیری در قالب
•    افزایش مقاومت های کششی و خمشی
•    افزایش مقاومت در برابر ضربه و افزایش طاقت
•    کنترل ترک خوردگی
•    بهبود دوام بتن
•    بهبود مقاومت در برابر خستگی
•    حذف ترک های حرارتی و ترک های ناشی از افت بتن

بتن مسلح به الیاف فولادی

استفاده از تفاوت بتن مسلح و معمولی در چیست؟با الیاف فولاد یکی از متداول ترین روش ها 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 برای کف سازی استفاده می کنید ، می توانید این کار را بدون اتصال انجام دهید. کف های بدون درز سطوحی با کمترین میزان اتصالات هستند. مقدار الیاف استفاده شده در مخلوط بسته به نوع پروژه متفاوت خواهد بود ، اما به طور کلی حدود 20 تا 30 کیلوگرم در هر متر مکعب بتن برای این اجزای فولادی استفاده می شود. این مقدار در کفهای غیر سازه بین 40 تا 50 کیلوگرم است.

به منظور جاسازی بهتر الیاف فولاد در ترکیب ، می توانید از روش بتن ریزی 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 باعث افزایش مقاومت بتن در برابر ترک خوردگی می شود و می تواند به عنوان جایگزینی برای سازه های مختلف مورد استفاده قرار گیرد.

چه موقع و چگونه الیاف را اضافه کنید

این الیاف در کارخانه های بتونی ساخته می شوند و پس از ترکیب سنگدانه ها به مخلوط اضافه می شوند. برخی از تولیدکنندگان تمایل دارند این اجزای فولادی را به مخلوط های کاری خود اضافه کنند. در این حالت ، یک کنترل کننده کیفیت یا افسر تضمین کیفیت باید در محل حضور داشته باشد تا نحوه مونتاژ آنها را بررسی کند.

همچنین به خاطر داشته باشید که اگر از فیبر بیش از حد در مخلوط استفاده کنید ، در نهایت از سطح بتن بیرون زده و مشکلات زیادی را ایجاد می کند ، بنابراین هنگام اختلاط این مواد باید بسیار مراقب باشید.

کارایی

توجه داشته باشید که مدیریت بتن مسلح با الیاف فولادی و فلزی چیست با سایر محصولات مشابه متفاوت خواهد بود. اولین چیزی که باید به یاد داشته باشید این است که اگر از ترکیب فوق استفاده کنید ، کسر بتن تحت تأثیر قرار می گیرد و به طور قابل توجهی کاهش می یابد. برای مقابله با این مشکل ، می توانید از یک ماده روان کننده در مخلوط استفاده کنید تا زمانی که رکود افزایش یابد. هرچه ثبات آن کمتر باشد ، ترکیب آن دشوارتر است.

بخاطر داشته باشید که نمی توانید از هر نوع الیاف فولاد برای جایگزینی آرماتوربندی 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.

کاربرد ها

•    تونل سازی، جاده سازی ، پارکینگ ها، تونل ها ، سدها ، نیروگاها ، جاده های اسفالت بتنی ، عرشه پل ها و سدها ، تراورس های راه آهن ، کف سازی های تجاری و صنعتی ، باند فرودگاه ،عرشه ها ، پوشش ها ، تثبیت شیب و دیگر مکانهای ویژه به جای استفاده از آرماتور استفاده نمود. 
•    برای پایدار سازی صخره های شیب دار و نگهداری در کاوش های باستان شناسی اغلب در نقطه تقاطع بین خاک و صخره به کار می رود. 
•    مکان های در معرض تنش های دینامیکی و استاتیکی بالا 
•    ساخت بتن های با مقاومت بالا و نیاز به شکل پذیری زیاد 
•    قطعات کوچک بتنی با عملکرد سازه ای

مزایا

از مهم ترین مزایای استفاده از محصول فوق می توان به موارد زیر اشاره کرد:
•    افزایش ظرفیت تحمل بار
•    کاهش ضخامت دال بتنی
•    افزایش پایداری
•    هزینه تعمیر و نگهداری پایین
•    شکل پذیر بودن
•    کاهش جذب آب، مواد شیمیایی و…
•    قابل استفاده در پروژه هایی که سرعت ساخت و ساز در آن ها فاکتور مهمی باشد
•    کاهش هزینه های کلی ساخت و ساز
•    کاهش نیروی کار در محل ساخت و ساز
•    افزایش مقاومت در برابر ضربه و سایش
•    مقاومت بالا در برابر نفوذ آب
•    بالا رفتن مقاومت در برابر ترک خوردگی

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 منگنه ای تولید می شود. استفاده از این اجزای فولادی در سازه های بتونی مقاومت مکانیکی و کششی را افزایش می دهد ، اگرچه پیوند شیمیایی محدود است.

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

آزمایشات روی بتن تقویت شده با الیاف فولاد

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

زنگ زدگی و پوسیدگی

الیاف فولادی به طور کلی در برابر خوردگی نمک بسیار مقاوم هستند. در یک آزمایش ، این محصول به مدت 90 روز در نمک غوطه ور شد ، اما هیچ تغییری در مقاومت خمشی مشاهده نشد. در آزمایش های طولانی مدت ، مقاومت خمشی این ماده در برابر عوامل محیطی آزمایش شده است. در این آزمایشات نشان داده شده است که این قطعات فولادی در برابر موادی مانند ضد یخ بسیار مقاوم هستند ، اما توسط محلول هایی با مقدار کلرید بالا کمی خورده می شوند.

طاقت بتن الیافی

مهم ترین پارامتری که این محصول را از سایر محصولات مشابه تفکیک می کند، مقاومت بالای آن در برابر خمش و پیچش است. به این مقاومت طاقت بتن الیافی نیز می گویند و مقاومت پیچشی آن حدود دو برابر بتن معمولی است.

ایمنی الیاف فلزی بتن

در هنگام میزان مصرف الیاف در بتن بتن از نظر ایمنی چه نکاتی باید رعایت شود؟
•    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 ضدبرش استفاده شود.
•    در صورت بلعیده شدن فورا به پزشک مراجعه شود.

نگهداری الیاف فلزی بتن

روش نگهداری از الیاف فلزی بتن به چه صورت است؟

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

نتیجه گیری بتن مسلح شده با الیاف فولادی

1-    بتن مسلح به الیاف فولادی مقاومت کششی را 30 تا 40 درصد و مقاومت خمشی را 50 تا 70 درصد و مقاومت فشاری را 0 تا 15 درصد افزایش می دهد.
2-    حضور الیاف در بتن مقاومت آن را در برابر پدیده کاویتاسیون، سایش ناشی از جریان آب با سرعت بالا و ضربه ناشی از نخاله ها به نحو قابل توجهی افزایش می دهد.
3-    مقاومت در برابر خستگی با وجود الیاف در بتن افزایش یافته و عرض ترک و تغییر مکان ناشی از آن کاهش می یابد. الیاف فولادی مقاومت و مدول برشی بتن را به نحو قابل توجهی افزایش می دهد.