• info@peysazehafroz.com
  • 49176 (9821+)
  • 09109772900

الیاف بتن

الیاف بتن

الیاف مورد استفاده در بتن

 

الیاف فلزیالیاف پروپیلن

 

با رسیدن تنش­های وارده به حداکثر مقاومت ملات،  ترک­ها تشکیل می­شوند. در نهایت تجمع این ترک­ها در یک ناحیه باعث انهدام بتن می­شود. در این شرایط استفاده از الیاف باعث جلوگیری از گسترش ترک­ها و اتصال آنها به یکدیگر می­شود.

استفاده از الیاف در بتن از حدود 50 سال پیش شروع شد و روز­ به ­روز بر استفاده از این ماده در طرح­های اختلاط بتن افزوده می­شود. مزایای گوناگون کاربرد الیاف در بتن نظیر افزایش مقاومت خمشی ، افزایش مقاومت برشی ، افزایش مقاومت کششی ، افزایش مقاومت در برابر بارها و ضربه­ ها ، افزایش میزان جذب انرژی و افزایش مقاومت مقطع در مقابل ترک خوردگی، باعث شده که از الیاف در تقویت و مرمت انواع سازه­های بتنی استفاده شود .

انتخاب نوع الیاف، تعیین کننده­ ی خواص کامپوزیت­ها است. امروزه به منظور تقویت بتن از الیاف مختلفی از جمله الیاف فولادی ، الیاف پلی­ پروپیلن ، الیاف آرامید (کولار), الیاف کربن و الیاف شیشه استفاده می­شود .

الیاف مورد استفاده در بتن را می­توان از نظر جنس به 4 گروه زیر تقسیم کرد:

  • مواد مصنوعی آلی مانند پلی­پروپیلن و کربن
  • مواد مصنوعی غیر آلی مانند فولاد و شیشه
  • مواد طبیعی آلی مانند سلولز
  • مواد طبیعی غیر آلی مانند آزبس

 

الیاف طبیعی

الیاف طبیعی مانند نارگیل، سیسال، تفاله ­ی نیشکر، بامبو، کنف، کتان، چوب و الیاف گیاهی جهت تشخیص خصوصیات مهندسی و احتمال استفاده از آن­ها در ساختمان­ سازی در 40 کشور مورد آزمایش قرار گرفتند. هرچند نتایج دلگرم کننده بود ،اما به دلیل فعل و انفعال بین ملات سیمان و الیاف، ضعف­ هایی در دوام آن­ها مشاهده گردید. الیاف گیاهی استحکام بالایی ندارد و در اثر افزایش بارهای وارده با پارگی الیاف و یا با بیرون کشیده شدن آن­ها از درون ملات بتن، شکست در سازه بتنی ایجاد می­شود.

 

الیاف فولادی

امروزه الیاف فولادی به منظور بهبود بخشیدن به خواص مکانیکی بتن، کاربرد وسیعی را در سازه‌های بتنی و بتن الیافی پیدا کرده­ اند. بتن مسلح شده با الیاف فولادی می­تواند بطور موضعی و یا کلی جایگزین بتن مسلح شده با میلگرد­های فولادی گردد.

الیاف فولادی دارای اشکال متفاوتی می­باشند و به طور معمول بر اساس روش تولید ، این الیاف را به 4 دسته تقسیم می­کنند :

  • کشیدن و بریدن سیم­های فولادی (الیاف سیمی)
  • نورد و برش ورق­های فولادی (الیاف برشی یا نواری)
  • استخراج شده از حالت مذاب (الیاف ریخته­ گری)
  • تراشیدن سطح ورق­های فولادی (الیاف ماشینی)

از جمله­ ی موارد استفاده از الیاف فولادی عبارتند از: روکش جاده ها، شمع­ها، پی ماشین آلات، پوشش تونل ­ها و سازه­ های دریایی .

 

الیاف آرامید

آرامید نوعی الیاف مصنوعی از مواد پلیمری است که دارای مدول الاستیسیته­ ی بالا است. استفاده از الیاف آرامید به سال 1970 بر­می­گردد . این الیاف اولین بار توسط دوپنت در کشور آلمان با نام کولار ساخته شد .

الیاف آرامید ترکیب آلی حلقوی از کربن ، هیدروژن ، اکسیژن و نیتروژن می­ باشد. دانسیته ­ی کم و مقاومت کششی بالای این الیاف ، موجب تشکیل یک ساختار مقاوم در مقابل ضربه می­شود. مدول کششی و استحکام این الیاف با الیاف شیشه قابل مقایسه است. اما به طور معمول دانسیته­ ی الیاف آرامید در حدود نصف دانسیته­ ی الیاف شیشه می­باشد. بنابراین می ­توان از این الیاف به عنوان جایگزین مناسبی برای الیاف شیشه ­ای که وزن پایین­تری برای آن مد نظر است ، استفاده کرد .

 

الیاف کربن

الیاف کربن از جمله­ الیاف مصنوعی است که از سال 1959 به صورت صنعتی تولید شد . از آن زمان تا به امروز ، این الیاف در زمینه­­ های مختلف مورد استفاده قرار گرفته است. این الیاف به دلیل وزن مخصوص کم ، مقاومت بالا در محیط­ های قلیایی ، مقاومت حرارتی بالا و …  به عنوان یکی از اجزای مهم در تولید مواد کامپوزیت در صنعت هوا فضا مورد استفاده قرار می­گیرد .

 

الیاف شیشه

الیاف شیشه به عنوان مشهورترین تقویت کننده­ ی مورد استفاده در بتن شناخته می­شود . کاربرد این الیاف از سال 1950 در شوروی و انگلستان به‌طور همزمان آغاز شد . به دلیل مقاومت کششی بالا, وزن مخصوص کم, جذب آب پایین, مدول الاستیسیته و وزن بالا, این الیاف از پتانسیل بالایی برای استفاده در بتن برخوردار است. با توجه به کاربرد­های مختلف الیاف شیشه, این الیاف را به 4 دسته­ ی A-GLASS, E-GLASS, S-GLASS و AR-GLASS تقسیم می­کنند.

 

 A-GLASS

این الیاف که درصد مواد قلیایی موجود در آن بسیار زیاد است ، امروزه از چرخه ­ی تولید خارج  گردیده است.

E-GLASS

این الیاف بیشترین استفاده را در صنعت ساختمانی دارند. همچنین در تولید این نوع الیاف از کمترین میزان مواد قلیایی استفاده شده است.

S-GLASS

این دسته از الیاف مقاومت و مدول الاستیسیته­ی بسیار بالا دارند. از این الیاف بیشتر در تحقیقات فضایی و تکنولوژی ساخت قطعات و تجهیزات فضایی استفاده می­شود.

 AR-GLASS

این نوع از الیاف مقاومت بسیار بالایی در محیط های قلیایی دارند. اگر چه در بتن استفاده از  E-GLASS  نیز متداول است اما بدلیل احتمال خوردگی الیاف در محیط­های قلیایی ، امروزه الیاف AR-GLASS به عنوان مناسب­ترین الیاف مورد استفاده در بتن محسوب می­شود.

با توجه به تولید الکتریسیته­ ی ساکن بین الیاف شیشه ، کاربرد این الیاف در بتن به شدت بر روی کاهش کارایی بتن ﺗﺄثیر می­گذارد . برای جبران این کاهش کارایی می­ باید از سنگدانه­ های­ ریز و روان­کننده ­های­ مناسب استفاده شود.

از الیاف شیشه به منظور تولید محصولاتی همچون پانل های پیش ساخته و قطعات نما استفاده می­شود . در شکل زیر نمونه­ هایی از قطعات سازه­ای ساخته شده توسط الیاف شیشه ارائه شده است.

 

منتشرشده در افزودنی های بتن