بتن الیافی چیست و چرا از آن استفاده می کنیم؟
با گذشت زمان و افزایش جمعیت دنیا نیاز به پیشرفت در زمینه ساخت‌وساز، نگهداری و مقاوم‌سازی سازه‌های موجود و همچنین ساخت سازه‌های مقاوم در برابر زلزله به دلیل افزایش لرزه‌خیزی کشورهای دنیا بیشتر احساس می‌شود.
از جمله تکنولوژی‌های نوین که جایگاه ویژه‌ای در ساخت‌وساز به خود اختصاص داده، افزودنی‌های بتن و الیاف تقویت‌کننده در غالب الیاف سیمانی می‌باشد. استفاده از افزودنی‌های بتن باعث بهبود خواص مطلوب بتن، همچون مقاومت آن می‌گردد و در بعضی موارد با کاهش وزن بتن، مصالح بسیار سبکی را پیش روی مهندسین قرار می‌دهد.
مهندسین باید بدانند که ساختار بتن و عملکرد آن را می‌توان بسته به نیاز و انتظارشان از سازه تغییر داد. و طوری آن را طراحی کرد که برای مقصود خاصی مناسب باشد (مثلا برای ساخت پایه‌های پل زیر آب).
برای رسیدن به کاربرد و عملکرد مورد نظر سازه بتنی، بازار جهانی با سرعت تصاعدی در حال ارائه محصول به بازار است. این محصولات به اشکال مختلفی ارائه می‌شوند که یک گروه از این محصولات، گروه الیاف مسلح کننده به سیمان هستند که به دوشکل طبیعی و مصنوعی امروزه به‌صورت عمده تولید و به بازار ارائه می‌شوند.
زمانی‌که الیاف پلی پروپیلین‌ها به مخلوط‌های سیمان و ماسه اضافه می‌شوند، افزایش وزن یا حجم ملات و ته‌نشینی آن اتفاق نمی‌افتد. الیاف بتن یک محصول همگن با درجۀ پیوستگی بالا است و این قابلیت را به بتن می‌دهد که به صورت یک ماده منعطف و شکل‌پذیر بتواند سطوح محکم و پر انحنا را ایجاد نماید. یکی دیگر از قابلیت‌های pp ها توان جذب انرژی بالا است که بر اثر وارد شدن انرژی بالای ضربه‌ای از هم جدا نمی‌شود.
جالب است بدانید در قدیم، مصالح ساختمانی رسی در آفتاب خشک می‌شدند و برای جلوگیری از ترک برداشتن بافت شکننده آن‌ها از رشته‌های گیاهی و طبیعی مانند کاه، موی اسب و … استفاده می‌شد. در واقع ترکیب pp ها با مخلوط سیمان و بتن مدل پیشرفته‌ای از کاه گل‌ها هستند. در این تکنولوژی سیمان جایگزین گل شده است و الیاف‌های طبیعی و پلاستیکی جایگزین کاه شده است.
این تکنولوژی در آغاز به این صورت بود که ملات‌های سیمانی ضعیف با پشم شیشه تقویت می‌شدند. اما از آن‌جایی که محیط قلیایی بتن باعث ناپایداری فرمول الیاف‌های شیشه‌ای می‌شد، صحبت از افزودنی دی اکسید کونیوم به میان آمد و به این صورت بافت‌هایی مقاوم در برابر محیط قلیایی سیمان تولید شدند.
ویژگی‌های استفاده از الیاف سیمان
استفاده از الیاف سیمان باعث افزایش مقاومت و انعطاف‌پذیری بتن می‌شود اما به کارگیری آن نیاز به دقت و مهارت بالا دارد. از طرف دیگر این نوع مواد در ساختمان‌سازی راه‌حل‌های مهندسی بهتری را در اختیار پیمانکاران قرار می‌دهد.
همان‌طور که می‌دانید مقاومت کششی بتن بسیار کمتر از مقامت فشاری آن است. مقاومت کششی بتن در حدود ۱۰ درصد مقاومت فشاری آن است. به همین دلیل در محاسبات سازه‌های بتنی اغلب از مقاومت کششی بتن صرف نظر می‌شود.
برای جبران این ضعف از بتن مسلح استفاده می‌شود. از جمله مصالحی که برای مسلح کردن استفاده می‌شود الیاف بتن است.
یکی از این مواد نوعی الیاف پلیمری است به نام الیاف پلی پروپیلن. این مواد که در صنعت ساختمان استفاده بسیار زیادی دارد به الیاف PP نیز معروف است. افزودن الیاف PP به بتن همان کار آرماتور در بتن مسلح را انجام می‌دهد.
الیاف بتن در واقع موجب حفظ یکپارچگی دانه‌های بتن و درنتیجه افزایش مقاومت کششی آن می‌شود.
به روش‌های مختلفی می‌توان الیاف را به بتن اضافه کرد، اما باید این نکته را مد نظر قرار داد که در نهایت بتن حاصل شده باید یکنواخت باشد تا از جدا شدن مواد جلوگیری شود. اغلب در زمان مخلوط کردن ، بتن حالت گلوله‌ای به خود می‌گیرد. محاسبه صحیح نسبت ابعاد، حجم الیاف، اندازه و میزان درشت بودن آن از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. اغلب الیاف بتن در مقایسه با بتن معمولی نیاز به مقدار بیشتری سیمان دارد. به‌طور کلی باعث افزایش مقاومت فشاری می‌شود. با به کارگیری این نوع مواد میزان انعطاف‌پذیری سازه‌های بتنی تا حد قابل توجهی افزایش می‌یابد.
دلیل استفاده از الیاف بتن
در بتن و جایگزین نمودن الیاف بتنی مناسب به عنوان مثال الیاف فولادی بتنی یا الیاف پلیمری بتنی و الیاف شیشه بتنی.
به سبب حذف آرماتور حرارتی و جایگزینی الیاف بتنی کاستن هزینه‌های جاری پروژه به سبب حذف نیروی کار جهت آرماتور بندی و کاستن هزینه‌های خرید آرماتور و الیاف فولادی بتن توزین یکپارچه الیاف بتن در سازه بتنی و تحمل فشارهای مقطعی و سراسری در کل بتن.
جلوگیری از خستگی بتن و ایجاد مقاومت‌های ویژه بسیار بالا افزایش ضریب مقاومت بتن در مباحث مقاوم‌سازی بتن در سیکل‌های متناوب برودتی و حرارتی جلوگیری از حمله سولفات‌ها و مواد مخرب بتن.
جهت کسب اطلاعات بیشتر و دریافت مشاوره رایگان می‌توانید با شماره‌های زیر در ارتباط باشید.
مزایا الیاف سیمانی (رزانیت)
- کاهش ترک خوردگی و جلوگیری از ترک‌های مویی در بتن
- عدم ته‌نشین شدن و عدم افزایش وزن بتن
- از بین بردن محیط قلیایی بتن
- بهبود مقاومت خمشی، کششی، برشی و سایشی در بتن
- کاهش نفوذ مواد
کاربردهای الیاف سیمانی (رزانیت)
- استفاده در بتن
- استفاده در مخلوط‌های سیمانی و گچی
الیاف رزانیت (سیمانی) با طول‌های بریده شده 6، 12 و 18 میلیمتر جهت مصارف بتنی تولید می‌شوند. در جدول زیر خصوصیات فنی مربوط به این الیاف آورده شده است.
|
خواص
|
مقدار
|
واحد
|
|---|---|---|
|
مادۀ خام اولیه
|
100 درصد پلی پروپیلن
|
-
|
|
خواص مخصوص
|
لیف سیمانی
|
-
|
|
نوع تکمیل
|
آب‌دوست
|
-
|
|
نقطۀ ذوب
|
170 - 160
|
درجۀ سلسیوس (C°)
|
|
نقطۀ نرم‌شدگی
|
150 - 140
|
درجۀ سلسیوس (C°)
|
|
وزن مخصوص
|
0/91
|
گرم بر سانتی‌متر مکعب (g/cm³)
|
|
نمره
|
2/2
|
دی‌تکس (dTex)
|
|
قطر
|
19 - 17
|
میکرون (µ)
|
|
استحکام
|
3/5 - 2/5
|
گرم بر دنیر (g/den)
|
|
ازدیاد طول
|
100 - 80
|
درصد (%)
|
|
تکمیل با روغن ریسندگی
|
1 - 0/6
|
درصد (%)
|
|
زمان غوطه‌وری
|
5 - 3
|
ثانیه
|
|
تعداد فر و موج
|
0
|
فر و موج بر سانتی‌متر (crimp/cm)
|
|
طول برش
|
18 - 12 - 6
|
میلیمتر (mm)
|
|
بار الکتریکی ساکن
|
1/5 - 1/2
|
کیلوولت بر متر (KV/m)
|
نقد و بررسی‌ها
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.