الیاف فولادی بتن چیست؟ ویژگی های الیاف فولادی

چگونه الیاف فولادی بتن باعث افزایش مقاومت و دوام بتن می شود؟

الیاف فلزی بتن نقش مهمی در افزایش مقاومت و دوام بتن دارند و از این رو به صورت گسترده در اجرای بتن مورد استفاده قرار می گیرند. این الیاف با مسلح کردن بتن زمینه را برای افزایش مقاومت آن در برابر نیروها و فشارهای وارده فراهم می کنند و باعث کاهش ترک های ریز ناشی از نشست و جمع شدگی در بتن می شوند. همچنین بتن هایی که در اجرای آنها از الیاف فولادی استفاده می شود از مقاومت بالایی در برابر ضربه و سایش برخوردار هستند.
الیاف فولادی بتن در واقع با ارتقای خواص مکانیکی بتن، کنترل ترک ها باعث افزایش مقاومت و دوام بتن می شوند و می توانند جایگزین مناسبی برای میلگردها در سازه های بتنی باشند. همچنین اختلاط الیاف فولادی در بتن می توان به طور قابل توجهی باعث بهبود مقاومت کششی و خمشی آن شوند. از طرفی با استفاده از این الیاف می توان خاصیت شکل پذیری در بتن را افزایش داد. در آخر سازه های بتنی که در اجرای آنها از الیاف فولادی بتن یا الیاف فلزی بتن استفاده شده است از مقاومت بالایی در برابر فرسایش برخوردار هستند.

مزایایی استفاه از الیاف فلزی بتن

ساختار بتن به شکلی است که مقاومت فشاری بالایی دارد اما در برابر کشش بسیار ضعیف عمل میکند به همین دلیل به آن میلگرد و مصلح کننده هایی اضافه میکنند.وجود الیاف فلزی در بتن باعث افزایش مقاومت کششی و انطاف پذیری بیشتر هنگام بروز نیرو های کششی میشود .بتن تقویت شده با الیاف دیر تر دچار ترک خوردگی میشود زیرا ساختاری منسجم تر در برابر نیرو های وارده دارد . هچنین این نوع از بتن در برابر بارهای دیامیکی هم از خود دوام بالایی نشان میدهد به همین دلیل از آن در باند های فوردگاه استفاده میشود . وجود این الیاف باعث افزایش مقاومت در برابر سیکلهای انقباض و انبساط نیز میشود.

کاربرد الیاف فولادی بتن چیست؟

ویژگی ها و مزایای بسیار الیاف فلزی بتن باعث شده از این الیاف به صورت گسترده در بسیاری از زمینه های کاری استفاده شود. در ابتدا لازم به ذکر است که این الیاف به دلیل تأثیر قابل توجهی که در افزایش مقاومت بتن در برابر ترک دارند می توان از آن به عنوان یک جایگزین یا مکمل مناسب برای آرماتور سازه استفاده کرد. از کاربرد گسترده الیاف فولادی بتن می توان به استفاده از این الیاف در ساختار دال برای پله ها، پل ها، بزرگراه ها، پناهگاه ها و غیره اشاره کرد. همچنین این الیاف از کاربرد گسترده ای در تونل سازی برخوردار هستند و معمولاً از آنها در ساختار بتن در این حوزه کاری استفاده می شود.
از دیگر کاربردهای الیاف فلزی بتن می توان به استفاده از این متریال در ساخت کارگاه ها، و باند فرودگاه ها اشاره کرد. البته کاربرد الیاف فولادی بتن فقط به این موارد محدود نبوده و از این متریال به صورت گسترده در ساخت پارکینگ ها، جاده ها، تاکسی رو ها و آشیانه های تعمیر و نگهداری نیز استفاده می شود. انبارهای نظامی، انبارهای ذخیره فله مواد، روسازی های بندری و محل جابجایی کارتینر از دیگر حوزه های کاری است که الیاف فلزی بتن کاربرد گسترده ای در آنها دارند.

تفاوت بتن تقویت شده با الیاف فلزی و بتن معمولی

در مسلح سازی و تقویت بتن از متریال مختلفی استفاده می شود که در این بین الیاف فولادی بتن در مقایسه با دیگر متریال کاربردی در این زمینه از تأثیرگذاری بیشتری برخوردار هستند. در ابتدا لازم به ذکر است که استفاده از الیاف فلزی بتن در سازه های بتنی باعث افزایش عمر مفید بتن میشود اما زمان آن به عوامل مختلفی مانند محیط قرار گیری بتن ،میزان و نوع و کیفیت اختلاط بستگی دارد . از طرفی بتن هایی که در ساختار آنها از الیاف فلزی استفاده شده از شکل پذیری بهتری در مقایسه با بتن های معمولی برخوردار هستند. همچنین بتن های دارای الیاف فولادی در مقایسه با بتن های معمولی از مقاومت بیشتری در برابر پوسته شدن برخوردار هستند.
علاوه بر این موارد مقاومت در برابر سایش در بتن تقویت شده با الیاف فلزی نسبت به بتن معمولی بیشتر است و از این نظر این الیاف از کاربرد گسترده ای در این زمینه برخوردار هستند. همچنین بتن هایی که در تسلیح آنها از الیاف فولادی بتن استفاده شده است از استحکام خمشی و مقاومت برشی بیشتری در مقایسه با بتن های معمولی برخوردارند. همچنین استفاده از الیاف فلزی در بتن های تسلیح شده باعث می شود مقاومت این بتن ها در برابر ورقه ورقه شدن و خرد شدن بیشتر از بتن های معمولی باشد.

انواع الیاف فلزی بتن کدام است؟

الیاف فولادی بتن در مدل های مختلفی طراحی و عرضه می شوند که بسته به شرایط کاری می توان از آنها در سازه های بتنی استفاده کرد. این الیاف از نظر شکل مقطع در انواع مختلفی چون الیاف فلزی با مقطع مستطیلی شکل، الیاف فلزی با مقطع دایره ای شکل، الیاف فلزی با مقطع نیم دایره ای و الیاف فلزی با مقطع نامنظم در دو رنگ مسی و خاکستری ساخته می شوند. همچنین طراحی الیاف فلزی بتن می تواند به صورت صاف یا خمیده باشد و در ابعاد و سایزهای مختلف انجام شود.
از دیگر انواع الیاف فولادی بتن که از نظر شکل و نوع طراحی تفاوت هایی با هم دارند می توان به الیاف فولادی سینوسی و الیاف فولادی قلاب دار اشاره کرد که از کارایی بهتری در مقایسه با الیاف فولادی معمولی برخوردار هستند. البته دلیل این موضوع می تواند درگیری بیشتر این الیاف با ساختار بتن به دلیل طراحی خاص آنها باشد که این خاصیت در الیاف فولادی معمولی دیده نمی شود. از الیاف فولادی قلاب دار جهت تسلیح مقاطع سازه، کف سازی، فونداسیون و تولید قطعات استفاده می شود.
همچنین این الیاف از نظر جنس از عناصر مختلفی چون آلومنیوم ، مسی ، تیتانیوم و فولاد در دسترس هستند .

نکات اجرایی الیاف فولادی بتن که باید بدانید

الیاف فلزی بتن را می توان به صورت دستی یا با کمک توزیع کننده به دستگاه میکسر اضافه کرد که بسته به نوع بتن مورد طراحی می توان این کار را در کارخانه تولید بتن آماده و یا در محل اجرای پروژه انجام داد. از آن جایی که این الیاف می بایست به صورت یکنواخت در ساختار بتن قرار گیرند از طریق کاهش سایز پیمانه مخلوط و یا بالا بردن زمان اختلاط می توان به توزیع یکنواخت آنها کمک زیادی کرد.
البته بهتر است از اضافه کردن یکباره الیاف فولادی بتن به ملات به دلیل توپی شدن ساختار آن خودداری شود و پس از اضافه کردن تمام الیاف به بتن، ۴ الی ۵ دقیقه زمان برای اختلاط کامل ملات اختصاص داده شود. با استفاده از میکسر و پخش کننده مناسب می توان اختلاط الیاف و ملات را به صورت کامل و یکدست انجام داد و از ایجاد گلوله های توپی در ساختار ملات جلوگیری کرد. به طور میانگین و متوسط در هر متر مکعب بتن به ۱۰ الی 2۵ کیلوگرم الیاف فلزی بتن نیاز است که مقدار آن بسته به عملکرد مورد نظر از بتن می تواند در بازه مذکور متغیر باشد.
الیاف فولادی بتن باید با نسبت مشخصی به ملات اضافه شوند و در این زمینه زیاده روی نگردد. البته برای سیال شدن ملات بتن و اجرای هر چه بهتر آن می توان از یک فوق روان کننده استفاده کرد که لازم است این کار زیر نظر مهندس سازه و بر اساس ملاحظات وی صورت گیرد. از آن جایی که امکان ایجاد زنگ در الیاف فلزی بتن وجود دارد و این الیاف در صورتی که در بخش خارجی بتن جای بگیرند می توانند ظاهر ناخوشایندی به آن ببخشند، اجرای صحیح و اصولی آن در سازه و استفاده از تجهیزاتی چون شمشه ویبره می تواند از بروز چنین مشکلاتی جلوگیری کند.

قیمت الیاف فولادی بتن چقدر است؟

قیمت الیاف فلزی بتن متفاوت بوده و به فاکتورهای مختلفی بستگی دارد که قبل از تهیه این الیاف لازم است مورد توجه قرار گیرند. اولین فاکتور مؤثر بر قیمت این الیاف جنس و ساختار آنها بوده که تأثیر زیادی بر عملکرد و کارایی آنها در ساختار بتن دارد. در بین انواع الیاف فلزی الیافی که با روکش ضد زنگ عرضه می شوند به دلیل کیفیت و کارایی بهتری که دارند از قیمت بالاتری نیز برخوردار هستند. فاکتور مؤثر دیگر بر قیمت الیاف فولادی بتن سایز و ابعاد آنها بوده که باعث تفاوت در قیمت عرضه آنها می شود.
هر چه ضخامت و طول این الیاف بیشتر باشد در طراحی آنها از فولاد بیشتری استفاده می شود و همین موضوع نیز باعث بالا رفتن قیمت آنها می شود. شکل و نوع طراحی الیاف فلزی بتن از دیگر فاکتورهایی که باعث تفاوت در قیمت این الیاف می شود. همان طور که اشاره کردیم این الیاف در انواع مختلفی چون الیاف فلزی سینوسی و الیاف فولادی قلاب دار و غیره در دسترس هستند که ساختار آنها بسته به زمینه کاری که مورد استفاده قرار می گیرند متفاوت از هم است. هر چه طراحی الیاف فولادی پیچیده تر باشد قیمت عرضه آنها نیز بالاتر است و الیافی که ساختار ساده ای دارند معمولاً از قیمت پایینی برخوردار هستند.
کیفیت متریال مورد استفاده در طراحی الیاف فولادی بتن و کیفیت ساخت آنها از دیگر فاکتورهایی است که می تواند بر کارایی، دوام و قیمت آنها تأثیرگذار باشد. همچنین هر چه وسعت پروژه بیشتر باشد به بتن بیشتری جهت اجرای آن نیاز بوده و با افزایش مصرف بتن نیاز به الیاف فلزی بتن نیز بیشتر می شود. بر همین اساس در پروژه های بزرگ نیاز به حجم بالایی از الیاف فولادی بوده که همین موضوع نیز باعث بالا رفتن هزینه تهیه این الیاف می شود.

استفاده از الیاف فلزی در بتن پیش ساخته

از دیگر کاربردهای الیاف فولادی بتن می توان به استفاده از آنها در طراحی بتن پیش ساخته اشاره کرد که به منظور تسلیح و تقویت این بتن ها مورد استفاده قرار می گیرند. این الیاف در کنار الیاف شیشه ای (فایبرگلاس) و الیاف پلی پروپلین (پلیمری) نقش مهمی در استحکام و مقاومت بتن در شرایط کاری مختلف دارند و به افزایش کارایی و دوام آن کمک زیادی می کنند. الیاف فلزی بتن معمولاً به صورت ضد زنگ طراحی شده و در ساختار بتن های پیش ساخته مورد استفاده قرار می گیرند و به همین دلیل از مقاومت بالایی در برابر خوردگی و ضد زدگی برخوردارند.
این الیاف باعث افزایش مقاومت بتن پیش ساخته در برابر فشار و نیروهای وارده شده و از ایجاد ترک در ساختار این بتن ها جلوگیری می کند. از الیاف فولادی بتن می توان در ساخت مخازن بتنی نیز استفاده کرد که در طراحی آنها از بتن های پیش ساخته استفاده می گردد. الیاف فلزی بتن مدت ‌هاست که برای بهبود دوام بتن پیش ‌ساخته استفاده می‌ شوند و تأثیر زیادی بر کارایی و دوام این بتن ها در شرایط کاری و محیطی مختلف دارند.

نتیجه گیری

بتن دارای مقاومت فشاری زیادی است اما در برابر کشش ضعیف عمل میکند به گونه ای که مقاومت کششی آن حدود ده درصد مقاومت فشاری آن است به منظور افزایش مقاومت کششی از مصلح کننده هایی همچون الیاف فلزی استفاده میکند که نه تنها باعث افزایش مقاومت کششی بلکه دیگر مقاومت های مکانیکی نظیر مقاومت فشاری و برشی را نیز افزایش میدهد.این مصلح کننده میتواند جایگزین آرماتور بندی های پیچیده باشد پس باعث سرعت بخشیدن به اجرای پروژه نیز میشود .