انواع الیاف فولادی در بتن

آیین نامه ASTM A820 الیاف فولادی را بر حسب شیوه تولید به چهار گروه سیم کشیده شده سرد، برش ورق، استخراج شده از حالت مذاب و سایر حالات تقسیم می کند.

الیاف فولادی باعث افزایش شکل پذیری تحت تمام حالت های بارگذاری می شود و تأثیر آن در مقاومت، از جمله مقاومت های فشاری، کششی، برشی و پیچشی متفاوت است.

مقاومت فشاری با حضور الیاف، تنها میزان کمی افزایش می یابد به طوری که این افزایش مقاومت به ندرت از 25 درصد بیشتر می گردد.

افزایش مقاومت در کشش مستقیم، کاملا مشهود است به طوری که با افزایش 5/1 درصد حجمی الیاف فولاد، مقاومت کششی، 30 تا 40 درصد افزایش می یابد.

افزایش مقاومت خمشی بیشتر از افزایش مقاومت فشاری یا کششی است. ثابت شده است که با افزودن الیاف فولادی به تیرهای مسلح، در عین افزایش مقاومت خستگی، عرض ترک ها نیز کاهش می یابد.

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.

4- دوام بتن مسلح به الیاف فولادی بیشتر از بتن ساده است.

5- سختی و طاقت بتن با الیاف فولادی 5/2 برابر بتن معمولی و 5/1 برابر بتن با مقاومت بالاست. (سختی قابلیت جذب انرژی در برابر بارهای دینامیکی و ضربه است)

6- الیاف فولادی می توانند جایگزین شبکه های فولادی در دال های بتنی کف ها شوند. (همانند روسازی بتنی سالن های صنعتی، روسازی بتنی جاده ها و …)

7- استفاده از الیاف در بتن، هزینه های مربوط به تعمیر و بهسازی کف های بتنی را به نحو قابل توجهی کاهش می دهد.

8- مدول الاستیسیته و ضریب پواسون برای بتن الیافی با مقدار کمتر از 2 درصد همانند بتن بدون الیاف است.

9- الیاف عمر مفید بتن را افزایش می دهد.

کاربرد بتن الیافی فولادی:
امروزه بتن با مقاومت بالای مسلح به الیاف فولادی با توجه به خواص منحصر به فرد در جهان شناخته شده و در چند سال اخیر در ساخت بسیاری از سازه ها مورد استفاده قرار گرفته و هم اکنون نیز به طور چشمگیری در ساخت سازه های بتنی از این ماده استفاده می شود.

از جمله سازه هایی که از این بتن در آن استفاده شده عبارتند از:

• روسازی باند فرودگاه ها و بزرگراه ها.
• بتن نسوز با استفاده از سیمان پرآلومین.
• شمع ها.
• کف های صنعتی به خاطر مقاومت در برابر ضربه و تغییرات حرارتی.
• عرشه پل ها به عنوان پوشش و روکش رویی در محل هایی که زیراساس اجرا شده و یک عرشه بتن مسلح روی آن اجرا می شود.
• سازه های واقع در نواحی زلزله خیر.
• بتن پاشی لایه داخلی تونل ها و معادن.
• بتن پوششی - پایدار کردن شیب های سنگی و خاکی واقع در برش های بزرگراه ها و راه آهن و خاکریزها.
• سازه های پوسته ای نازک و گنبدها.
• سازه های هیدرولیکی - سدها، سرریزها و حوضچه آرامش به خاطر مقاوم بودن در برابر پدیده کاویتاسیون.
• تعمیرات از بتن مسلح به الیاف در تعمیرات اعضای مختلف سازه ای و سازه ها استفاده می شود.

صنایع نظامی نتایج آزمایش نشان داده است که نمونه های حاوی الیاف در مقابل انفجار، پخش شدگی و پراکندگی بسیار کمتری در مقایسه با دال های غیر مسلح و حتی دال های مسلح به آرماتورهای معمولی ایجاد می کنند.