انواع الیاف مخصوص بتن ( بتن الیافی )

انواع الیاف مخصوص بتن ( بتن الیافی )

انواع الیاف مخصوص بتن ( بتن الیافی )  – امروزه با پیشرفت های صورت گرفته در کشور در زمینه صنعت بتن ، استفاده از الیاف بتن هم رواج و گسترش زیادی پیدا کرده است. الیاف دارای انواع مختلفی می باشد که از جمله آنها می توان به الیاف فلزی ، الیاف شیشه ، الیاف پلی پرویپلن و … اشاره کرد.

شما می توانید جه آشنایی با میزان مصرف انواع الیاف ، دریافت مشاوره و مشخصات فنی در زمینه انواع الیاف بتن و روش مصرف و نیز اخذ قیمت و تهیه انواع الیاف بتن با بخش بازرگانی کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران ( رایحه بتن سبز ) 88584906-09120916272 ، تماس حاصل فرمایید.

انواع الیاف در بتن

اطلاعات کامل در خصوص انواع الیاف مصرفی در بتن

الیاف مصرفی در بتن

الیاف به موادی گفته می‌شود که به بتن (مخلوط سیمان، شن، ماسه و آب) اضافه می‌شوند تا خواص مکانیکی و عملکردی آن را بهبود بخشند. این الیاف به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

الیاف فلزی

الیاف مصنوعی

الیاف طبیعی

1. الیاف فلزی (Steel Fibers)

کاربرد:

بهبود مقاومت بتن در برابر ترک‌خوردگی.

افزایش مقاومت کششی و خمشی.

کاربرد در کف‌پوش‌های صنعتی، پل‌ها، باندهای فرودگاه و تونل‌ها.

مزایا الیاف فلزی بتن

مقاومت بالا در برابر ترک‌خوردگی.

بهبود مقاومت خمشی بتن.

قابلیت جذب انرژی بالا (Toughness).

معایب الیاف فلزی:

گران بودن نسبت به سایر انواع الیاف.

احتمال خوردگی در محیط‌های مرطوب یا اسیدی.

میزان مصرف:

به طور معمول بین 30 تا 70 کیلوگرم در هر متر مکعب بتن.

استانداردها و آزمایش‌ها:

ASTM A820: استاندارد برای الیاف فولادی بتن.

آزمایش تعداد ترک‌ها و انحراف بتن پس از اضافه کردن الیاف.

2. الیاف مصنوعی (Synthetic Fibers)

انواع:

الیاف پلی‌پروپیلن (Polypropylene).

الیاف نایلونی.

الیاف پلی‌استر.

کاربرد:

بهبود دوام بتن و کاهش ترک‌های ناشی از جمع‌شدگی.

استفاده در کف‌پوش‌ها، قطعات پیش‌ساخته و دیوارها.

مزایا:

مقاومت در برابر رطوبت و زنگ‌زدگی.

جلوگیری از ترک‌های ریز (Micro-cracks).

سبک بودن و افزایش کارایی بتن.

معایب:

تأثیر محدود بر مقاومت کششی و خمشی.

حساسیت به نور خورشید در طولانی‌مدت (برای برخی انواع الیاف).

میزان مصرف:

حدود 0.9 تا 1.2 کیلوگرم برای هر متر مکعب بتن.

استانداردها و آزمایش‌ها:

ASTM C1116: استاندارد برای بتن تقویت شده با الیاف.

آزمایش مقاومت شکست بتن.

3. الیاف طبیعی (Natural Fibers)

انواع:

الیاف جوت (Jute)، نارگیل (Coir)، بامبو (Bamboo)، کتان (Flax).

کاربرد:

مناسب برای پروژه‌های پایدار یا سازگار با محیط زیست.

بهبود خاصیت خمیدگی و جذب انرژی بتن.

مزایا:

زیست‌تجزیه‌پذیر.

ارزان‌تر از الیاف مصنوعی یا فلزی.

مناسب برای کاربردهای موقت یا کم‌هزینه.

معایب:

مقاومت کمتر نسبت به سایر انواع الیاف.

احتمال خراب شدن در محیط‌های مرطوب.

میزان مصرف:

مقدار توصیه شده بسته به نوع الیاف متغیر است (معمولاً 1 تا 2 کیلوگرم در هر متر مکعب بتن).

استانداردها و آزمایش‌ها:

استاندارد خاص برای هر نوع الیاف بسته به محیط و پروژه.

جدول خلاصه انواع الیاف و کاربردهای آن‌ها:

| نوع الیاف   | کاربردها                        | مزایا                               | معایب                                | میزان مصرف      |

|————-|———————————-|————————————–|—————————————|—————–|

| فلزی        | کف‌پوش صنعتی، پل‌ها، تونل‌ها   | مقاومت ترک بالا، جذب انرژی          | گران، خوردگی                         | 30-70 کیلوگرم  |

| مصنوعی      | دیوارها، قطعات پیش‌ساخته       | ضد ترک، سبک                         | تأثیر محدود بر کشش و خمشی            | 0.9-1.2 کیلوگرم|

| طبیعی       | پروژه‌های پایدار                | زیست‌تجزیه‌پذیر، ارزان              | مقاومت کمتر، آسیب‌پذیر در رطوبت      | 1-2 کیلوگرم    |

Fiber Types in Concrete (English Summary)

1. Steel Fibers:

Applications: High-performance concrete in industrial flooring, airport runways, etc.

Advantages: Crack resistance, improved toughness.

Disadvantages: High cost, corrosion issues.

Consumption: 30-70 kg per cubic meter.

Standards: ASTM A820.

2. Synthetic Fibers:

Applications: Micro-crack mitigation in walls and precast panels.

Advantages: Moisture resistance, lightweight.

Disadvantages: Limited improvement in tensile properties, sunlight sensitivity.

Consumption: 0.9-1.2 kg per cubic meter.

Standards: ASTM C1116.

3. Natural Fibers:

Applications: Sustainable and eco-friendly construction.

Advantages: Biodegradability, cost-effective.

Disadvantages: Low strength, durability issues in humidity.

Consumption: 1-2 kg per cubic meter.

الیاف ماکروسنتتیک (Macro Synthetic Fibers)

الیاف ماکروسنتتیک از پلیمرهای مصنوعی تولید می‌شوند و عملکردی مشابه الیاف فولادی در بتن دارند، اما سبک‌تر و مقاوم‌تر در برابر خوردگی هستند.

– مشخصات فیزیکی و شیمیایی:

مواد پایه: پلی پروپیلن (Polypropylene)، پلی‌اتیلن (Polyethylene) یا پلی‌وینیل الکل (PVA).

طول الیاف: معمولاً بین 20 تا 60 میلی‌متر.

قطر الیاف: حدود 0.2 تا 1 میلی‌متر.

چگالی: تقریباً 0.91 گرم/سانتی‌متر مکعب (بسیار سبک‌تر از فولاد).

مقاومت کششی: بین 400 تا 600 مگاپاسکال.

غیرقابل خورده شدن و مقاوم در برابر نفوذ مواد شیمیایی.

– کاربردها:

جایگزین الیاف فولادی در بتن‌های بتن مسلح.

مناسب برای کف‌پوش‌های صنعتی (Industrial Floors)، سدها، تونل‌ها و دال‌های روی زمین.

کاهش ترک‌های ناشی از جمع‌شدگی بتن (Plastic Shrinkage).

بهبود رفتار بتن تحت بار ضربه‌ای و خستگی.

– میزان مصرف:

به طور معمول بین 2 تا 5 کیلوگرم در هر متر مکعب بتن (بسته به شرایط طراحی و پروژه).

– استانداردها:

ASTM C1116: استاندارد الیاف تقویتی ماکروسنتتیک.

EN 14889-2: استاندارد اروپایی مشخصات الیاف پلیمر مصنوعی.

الیاف شیشه (Glass Fibers)

الیاف شیشه موادی از شیشه مقاوم در برابر قلیایی‌ها هستند که اغلب در قالب بتن GFRC (Glass Fiber Reinforced Concrete) استفاده می‌شوند.

– مشخصات فیزیکی و شیمیایی:

مواد پایه: ترکیبات شیشه‌ای از جنس سیلیکات‌های آلومینیوم، کلسیم و زیرکونیوم.

طول الیاف: 12 تا 38 میلی‌متر.

قطر الیاف: حدود 10 تا 20 میکرون.

چگالی: 2.6 گرم/سانتی‌متر مکعب.

مقاومت کششی: بین 1,000 تا 1,700 مگاپاسکال.

مقاوم در برابر آتش و غیر قابل اشتعال.

– کاربردها:

تولید قطعات پیش‌ساخته (مانند دیوارها و نماهای بتنی معماری).

کاهش ترک‌های ریز و افزایش دوام بتن.

استفاده در بتن GFRC برای سازه‌های سبک و معماری.

ساخت کانال‌ها، لوله‌ها و مخازن آب.

– میزان مصرف:

بین 2 تا 5 درصد وزن سیمان مصرفی به ازای هر متر مکعب بتن استفاده می‌شود.

مقدار معمول: 1 تا 5 کیلوگرم در هر متر مکعب بتن.

– استانداردها:

ASTM C1666: استاندارد الیاف شیشه مقاوم در برابر قلیایی‌ها.

EN 14651: استاندارد اروپایی آزمایش مقاومت خمشی بتن تقویت شده با الیاف.

الیاف پلی‌پروپیلن (Polypropylene Fibers)

الیاف پلی‌پروپیلن به عنوان افزودنی اقتصادی برای جلوگیری از ترک‌خوردگی‌های ریز (Micro-cracks) در بتن استفاده می‌شوند.

– مشخصات فیزیکی و شیمیایی:

مواد پایه: پلیمر پلی‌پروپیلن هیدروفوبیک.

طول الیاف: بین 6 تا 20 میلی‌متر.

قطر الیاف: بسیار کوچک (در حدود 20-40 میکرون).

چگالی: 0.91 گرم/سانتی‌متر مکعب.

مقاومت کششی: حدود 350 تا 600 مگاپاسکال.

سبک، بدون خوردگی، و مقاوم در برابر اشعه UV.

– کاربردها:

جلوگیری از ترک‌های پلاستیک بتن (Plastic Shrinkage Cracks).

بهبود مقاومت بتن در برابر ضربه و حرارت.

استفاده در کف‌ها، دیوارها، تونل‌ها، و سازه‌های پیش‌ساخته.

مناسب برای مخلوط‌های سبک و معماری.

– میزان مصرف:

0.9 تا 1.2 کیلوگرم در هر متر مکعب بتن (در موارد خاص می‌تواند کمتر نیز باشد).

– استانداردها:

ASTM C1116: استاندارد بتن الیافی شامل پلی‌پروپیلن.

BS EN 14889-2: استاندارد اروپایی برای مشخصات الیاف مصنوعی.

جدول خلاصه سه نوع الیاف:

| نوع الیاف           | مشخصات فیزیکی               | کاربردها                                    | میزان مصرف             | استانداردها         |

|———————|—————————–|——————————————–|————————|———————|

| ماکروسنتتیک     | سبک (0.91 گرم/سانتیمتر مکعب)، طول 20-60 میلی‌متر | کف‌ها، دال‌ها، سدها و تونل‌ها. بهبود مقاومت ترک. | 2-5 کیلوگرم/متر مکعب  | ASTM C1116, EN 14889-2 |

| الیاف شیشه      | چگال (2.6 گرم/سانتیمتر مکعب)، طول 12-38 میلی‌متر | GFRC، قطعات پیش ساخته، لوله‌ها و مخازن    | 1-5 کیلوگرم/متر مکعب  | ASTM C1666, EN 14651 |

| الیاف پلی‌پروپیلن | سبک (0.91 گرم/سانتیمتر مکعب)، طول 6-20 میلی‌متر | ترک‌های پلاستیک، کف‌ها و سازه‌های سبک     | 0.9-1.2 کیلوگرم/متر مکعب | ASTM C1116, BS EN 14889-2 |

روش مصرف انواع الیاف در بتن

مصرف الیاف در بتن نیازمند دقت و رعایت اصول فنی و مهندسی است تا به نتایج مطلوب دست یافت. در زیر مراحل کلی و نکات مهم مرتبط با استفاده از الیاف در بتن توضیح داده شده است:

1. آماده‌سازی

نکات پیش از افزودن الیاف:

الیاف بسته به نوع آن می‌تواند مستقیماً به بتن خشک یا بتن مخلوط شده اضافه شود.

باید از کیفیت، میزان مصرف و نوع الیاف متناسب با طرح اختلاط بتن اطمینان حاصل کنید.

تجهیزات اختلاط (میکسر یا دستگاه بچینگ بتن) باید قدرت کافی برای مخلوط کردن صحیح الیاف و توزیع یکنواخت آن داشته باشند.

مراحل اجرای اختلاط بتن حاوی الیاف:

الف) افزودن به بتن خشک:

روش: الیاف را به بتن خشک (سیمان + شن + ماسه) اضافه کرده و به طور کامل مخلوط کنید تا یکنواخت پخش شود.

این روش معمولاً برای الیاف های کوچک‌تر (مانند الیاف پلی‌پروپیلن) استفاده می‌شود.

ب) افزودن ضمن مخلوط کردن بتن:

ابتدا مصالح تشکیل دهنده بتن (شن، ماسه، سیمان) به میکسر اضافه می‌شود.

مقدار مشخص آب (حدود 80 درصد آب موردنیاز) اضافه می‌گردد.

الیاف به تدریج و در 2 تا 3 مرحله به میکسر اضافه می‌شود تا از کلوخه شدن الیاف جلوگیری شود.

مقدار باقیمانده آب اضافه شده و مخلوط کردن ادامه می‌یابد تا یکنواختی کامل حاصل شود.

ج) افزودن در کارگاه (ترازوتراک):

در پروژه‌های کارگاهی، می‌توان الیاف را درون تراک‌میکسر (دستگاه حمل بتن) اضافه کرد.

تراک‌میکسر باید به مدت حداقل 5 تا 10 دقیقه با سرعت بالا مخلوط شود تا الیاف به طور یکنواخت در بتن توزیع شوند.

3. نکات مهم در زمان استفاده:

کنترل تراکم الیاف: اگر الیاف به طور ناگهانی یا بیش از حد استفاده شود، ممکن است باعث گلوله شدن (Balling) الیاف در بتن شود. به همین دلیل، اضافه کردن تدریجی توصیه می‌شود.

کنترل میزان آب: افزودن الیاف ممکن است به تغییر میزان آب مخلوط نیاز داشته باشد. دقت کنید که نسبت آب به سیمان (W/C) نباید فراتر از حد طراحی برود.

انتخاب نوع الیاف: بسته به خواص مکانیکی، محیط اجرا و نوع پروژه، نوع الیاف و میزان مصرف باید مطابق استانداردها انتخاب شود.

پخش یکنواخت: مخلوط کردن باید تا زمانی ادامه یابد که الیاف به‌طور یکنواخت در بتن پخش شود.

روش مصرف متناسب با نوع الیاف

الیاف ماکروسنتتیک:

اضافه کردن تدریجی به مخلوط بتن از طریق میکسر.

مخلوط حداقل باید 5 دقیقه با سرعت بالا همزده شود.

توجه شود که ماکروسنتتیک‌ها با ایجاد پیوستگی در بتن، ترک‌ها را کنترل کرده و عملکرد خمشی بتن را تقویت می‌کنند.

الیاف شیشه

الیاف شیشه معمولاً در بتن‌های خاص مانند بتن GFRC مصرف می‌شود.

معمولاً با سیمان و مواد پودری به صورت خشک مخلوط شده و سپس با آب ترکیب می‌شود.

در روش دستگاه پاششی (Spraying Machine)، الیاف شیشه به صورت پیوسته (رشته‌های بلند) روی بتن پاشیده و در لحظه با مخلوط بتن ترکیب می‌شود.

الیاف پلی‌پروپیلن:

این الیاف غالباً به راحتی داخل بتن در ابتدا یا وسط فرایند مخلوط کردن اضافه می‌شود.

امکان پخش شدن الیاف به دلیل سبکی و ویژگی ضد کلوخه شدن آن ساده‌تر است.

برای جلوگیری از ترک‌های ناشی از انقباض‌های اولیه بتن استفاده می‌شود و مناسب برای کاربردهای معمولی و سبک است.

5. کنترل کیفیت و آزمایش‌ها:

پس از افزودن الیاف، کارایی بتن باید بررسی شود. استفاده از اسلامپ (Slump Test) برای بررسی روانی بتن توصیه می‌شود.

توزیع یکنواخت الیاف باید به طور چشمی و آزمایشگاهی بررسی شود (با نمونه برداشتن از چند نقطه مختلف بتن).

مقاومت فشاری، خمشی و کششی بتن تقویت شده با الیاف نیز بر اساس طرح اختلاط و استاندارد ASTM C1116 ارزیابی می‌شود.

6. دستورالعمل ایمنی:

در هنگام کار با الیاف شیشه، از ماسک استفاده کنید، زیرا ذرات شیشه ممکن است به سیستم تنفسی آسیب برساند.

برای کنترل گرد و غبار، افزودن تدریجی به مخلوط توصیه می‌شود.

مزایای اجرای اصولی الیاف در بتن

افزایش مقاومت بتن در برابر ترک‌خوردگی، ضربه و سایش.

بهبود دوام بتن در محیط‌های خورنده و شرایط آب و هوایی نامناسب.

افزایش خاصیت خمشی و کششی بتن.

زمان اضافه شدن الیاف به بتن و نکات اجرایی

استفاده از انواع الیاف در بتن نیازمند دقت در زمان افزودن و رعایت اصول مهندسی است. این امر، نه‌تنها کیفیت بتن را تضمین می‌کند بلکه باعث پخش یکنواخت الیاف و دستیابی به خواص مکانیکی مورد نظر می‌شود.

زمان اضافه کردن الیاف به بتن

1. در واحد بچینگ

در برخی پروژه‌ها، الیاف به مواد خشک (شن، ماسه، سیمان) در واحد بچینگ اضافه می‌شود.

مزیت: امکان مخلوط کردن الیاف با دیگر مصالح قبل از اضافه شدن آب وجود دارد که باعث پخش بهتر الیاف می‌شود.

پس از اضافه شدن آب، اختلاط به مدت 3-5 دقیقه ادامه پیدا می‌کند تا یکنواختی کامل حاصل شود.

2. در میکسر بتن خودرو (تراک‌میکسر)

الیاف می‌تواند داخل تراک‌میکسر در محل پروژه یا در کارگاه، پس از آماده‌شدن بتن، اضافه شود.

روش اجرا:

بتن آماده (که تا 80 درصد ظرفیت میکسر در مخزن موجود است) در تراک‌میکسر وجود دارد.

الیاف باید به تدریج داخل تراک‌میکسر ریخته شود. (از اضافه کردن به صورت یکجا خودداری شود.)

تراک‌میکسر پس از افزودن الیاف به مدت 5-10 دقیقه با دور سریع (Fast Mixing) مخلوط شود تا الیاف به خوبی در بتن توزیع شوند.

3. در محل تهیه مخلوط دستی (کارگاهی)

در کارگاه‌های کوچک که بتن با میکسرهای کوچک یا مخلوط‌کن دستی تهیه می‌شود:

الیاف می‌تواند پس از ترکیب سیمان، ماسه و شن و قبل از اضافه کردن آب، وارد مخلوط شود.

یا می‌تواند مستقیماً با آب به بتن در حال اختلاط اضافه شود.

نکات اجرایی و توجهات مهم در زمان استفاده از الیاف در بتن 

نکات مرتبط با اضافه کردن الیاف بتن

اضافه کردن تدریجی: الیاف باید به صورت تدریجی و دسته‌بندی‌شده (در چند نوبت) به مخلوط اضافه شود تا از ایجاد گلوله شدن (Balling Effect) جلوگیری شود.

زمان اختلاط کافی: بعد از افزودن الیاف، زمان مخلوط کردن باید افزایش یابد (معمولاً 5 دقیقه با سرعت بالا) تا از یکنواختی توزیع الیاف در تمام نقاط بتن اطمینان حاصل شود.

نکات مرتبط با نوع الیاف بتن

هر نوع الیاف رفتار خاصی در بتن دارد. به نکات زیر توجه کنید:

الیاف پلی‌پروپیلن:

سبک‌وزن و حاوی ساختار ضد کلوخه شدن (Anti-Balling) است.

به راحتی در مخلوط بتن پخش می‌شود، اما برای یکنواخت‌شدن کامل باید زمان مخلوط کردن کافی در نظر گرفته شود.

  الیاف ماکروسنتتیک:

ممکن است در صورت عدم اختلاط صحیح، گلوله‌ای شود؛ بنابراین اضافه کردن تدریجی توصیه می‌شود.

  الیاف شیشه:

در بتن‌های GFRC بیشتر به صورت خشک و پودری اضافه می‌شوند و نیازمند رعایت نسبت دقیق هستند.

3. نکات مرتبط با کیفیت بتن

حفظ نسبت آب به سیمان (W/C):

اضافه‌کردن الیاف ممکن است باعث جذب آب و تغییر روانی (Workability) بتن شود.

در صورت نیاز، از مواد افزودنی روان‌کننده (Superplasticizer) استفاده کنید تا نسبت آب به سیمان ثابت بماند.

4. تجهیزات مناسب برای اختلاط

وجود میکسر با قدرت کافی برای مخلوط کردن بتن توصیه می‌شود.

در پروژه‌های کوچک استفاده از میکسرهای معمولی، یا حتی پاشش الیاف به‌صورت دستی همراه با آب ممکن است، اما دقت و زمان اختلاط باید افزایش یابد.

نکات مربوط به پخش یکنواخت الیاف در بتن

توزیع یکنواخت الیاف در سطح بتن ضروری است تا هیچ سطحی بدون الیاف باقی نماند.

کنترل چشمی یا گرفتن نمونه‌هایی از قسمت‌های مختلف بتن می‌تواند توزیع یکنواخت الیاف را تأیید کند.

آزمایش کارایی بتن پس از افزودن الیاف به بتن

بعد از اضافه‌کردن الیاف، ممکن است کارایی بتن کمی کاهش یابد (افت اسلامپ)، که باید این نکته در طراحی مخلوط بتن پیش‌بینی شود.

آزمایش‌های زیر به‌طور معمول بعد از افزودن الیاف انجام می‌شود:

آزمایش اسلامپ: برای بررسی روانی بتن.

آزمایش مقاومت فشاری و خمشی: برای ارزیابی خواص مکانیکی بتن.

آزمایش تعداد و عمق ترک‌ها: برای بررسی مقاومت بتن در برابر ترک‌ها.

7. اقدامات اضافی در محیط‌های خاص

در محیط‌های مرطوب یا خورنده:

الیافی مانند الیاف شیشه مقاوم در برابر قلیا یا پلی‌پروپیلن مناسب‌تر هستند.

در محیط‌های با ریسک آتش‌سوزی:

نباید از الیافی که در دمای بالا ذوب می‌شوند (مثل پلی‌پروپیلن) به میزان بالا استفاده شود.

مزایا و تأثیر رعایت زمان و نکات اجرایی

بهبود خواص بتن:

توزیع صحیح الیاف باعث افزایش مقاومت بتن در برابر ترک‌خوردگی، حرارت، ضربه و دوام می‌شود.

کاهش زمان و هزینه‌های تعمیرات:

با جلوگیری از ترک‌های اولیه و افزایش عمر مفید بتن، هزینه‌های تعمیر کاهش می‌یابد.

جمع‌بندی مراحل صحیح اجرا

انتخاب درست نوع الیاف متناسب با پروژه.

افزودن تدریجی الیاف به میکسر با زمان کافی برای اختلاط.

کنترل نسبت آب به سیمان و اضافه کردن روان‌کننده در صورت لزوم.

آزمایش کیفیت بتن پس از مخلوط کردن.

تاریخچه مصرف الیاف بتن

در زمان‌های گذشته، از الیاف جهت تقویت ملات‌های ترد و شکننده استفاده می‌شد که مشهورترین و پرطرفدارترین‌ به علت ارزانی‌کاه است.‌ برای تقویت آجرهای خشتی و ملات کاهگل در اندودها در قبال ترک خوردگی که بعد از خشک شدن به وجود می‌آید، به کار رفته و در حال حاضر نیز ارزانترین نوع ملات در مناطق روستایی کشور است.

استفاده از کاه و مخصوصاً موی دم اسب ‌یا بز در بناهای قدیمی ایران به خصوص گنبدها سابقه طولانی و تاریخی دارد‌. کاربرد الیاف فولادی از اواسط قرن اخیر آغاز شده و تاریخ دقیقی در مورد استفاده از این روش در دسترس نیست ولی افراد مختلف با استفاده از روش‌های متفاوتی نظیر کاربرد تکه‌های سیم یا بریده‌های فلز در داخل بتن، امتیاز این نوع روش را به نام خود به ثبت رسانده‌اند.

بتن الیافی

بتن الیافی در حقیقت نوعی کامپوزیت است که با به کارگیری الیاف تقویت کننده داخل مخلوط بتن، مقاومت کششی و فشاری آن، فوق‌العاده افزایش می‌یابد‌. این ترکیب کامپوزیتی، یکپارچگی و پیوستگی مناسبی‌ داشته و امکان استفاده از بتن به عنوان یک ماده شکل پذیر جهت تولید سطوح مقاوم پرانحنا را فراهم می‌آورد‌.

بتن الیافی از قابلیت جذب انرژی بالایی نیز برخوردار است و تحت اثر بارهای ضربه‌ای به راحتی از هم پاشیده نمی‌شود. شاهد تاریخی این فناوری، کاربرد کاهگل در بنای ساختمان است.

در واقع بتن الیافی نوع پیشرفته این تکنولوژی است که الیاف طبیعی و مصنوعی جدید، جانشین کاه و سیمان جانشین گل به کار رفته در ترکیب کاهگل شده‌اند. ‌

به طور مثال در ساخت کف سالن‌های صنعتی، می‌توان از این نوع بتن به جای بتن آرماتوری متداول سود جست این نوع بتن از بهترین مصالح مورد استفاده در ساخت بناهای مقاوم به ضربه، همچون سازه پناهگاه‌ها و انبارهای نگهداری مواد منفجره به شمار می‌رود و بنای شکل گرفته از بتن، قابلیت فوق العاده‌ای در جذب انرژی ضربه دارد.

نقش الیاف در بتن‌

مزایا و نقش مهم الیاف در بتن الیافی باعث شده که مورد علاقه اکثر مهندسین و طراحان قرار بگیرد. امکان بکارگیری در اکثر مناطق جغرافیایی، استفاده از متریال طبیعی و ارزان‌، دارای هزینه کم در مقایسه با حجم زیاد عملیات و شکل پذیری آن با توجه به اشکال هندسی طرح و کارایی مناسب و مقاومت بسیار بالا و مقاوم در برابر نیروهای فشاری و کششی و قابلیت جذب انرژی و پایداری در برابر ترک خوردن، از ویژگی‌های بارز این نوع بتن است‌‌.

طبقه بندی کاربردی بتن الیافی

با الیاف کم جهت کاهش میزان جمع شدگی در بتن ( ۱٪> حجم ‌ الیاف)

با الیاف متوسط یا بتن الیافی معمولی جهت اصلاح خواص سازه‌ای ‌ نظیر برش، عرض ترک و رفتار خمشی (بیشتر در کف صنعتی به کار می‌روند)

‌این نوع از بتن‌ها خود به چندین دسته تقسیم می‌شوند‌.

بر پایه مصالح شیمیایی ‌

بتن‌های حریره الیافی

مواد مرکب مهندسی بر پایه مصالح سیمانی (بتن‌های الیافی ‌شکل پذیر)‌

مزایا : مزایای این نوع بتن در مقایسه با بتن معمولی را می‌توان بطور خلاصه به شرح ذیل بیان داشت.

• مقاومت زیاد در مقابل تنش‌های خستگی
• مقاومت بسیار عالی در مقابل ضربه
• قابلیت کششی خوب (ظرفیت زیاد کرنش)
• قابلیت باربری زیاد بعد از ترک خوردگی
• مقاومت کششی، خمشی و برشی زیاد طاقت خیلی زیاد
• این مصالح بر خلاف بتن معمولی قادر به تحمل تنش‌ها و کرنش‌ها کششی قابل ملاحظه در بارهای کششی است و می‌توان از آن در
• طراحی استفاده کرد. در این مواد، ترک خوردگی از حالت ترک‌های متمرکز خارج شده‌ و بصورت ترک‌های متعدد ظاهر شده است. این رفتار در افزایش شکل پذیری اعضا و مهمتر از آن در پایانی سازه‌های بتنی تأثیرات چشمگیری دارد.
• با اتکا بر ظرفیت کرنش پذیری این مصالح در فشار می‌توان از میزان آرماتورهای محصور کننده در نواحی فشاری کاست.
• مقاومت برشی در این بتن‌ها و رفتار آنها به گونه‌ای است که می‌توان آرماتورهای برشی را حذف نمود.
• از دیگر مزایای استفاده این مواد شکل پذیری در اعضای لرزه بر، افزایش میزان تغییر شکل‌های غیر الاستیک، عدم افت مقاومت و حفظ یکپارچگی در این تغییر شکل‌ها است که منجر به دست یابی به رفتار آسیب مدار می‌شود.

عامل‌های کیفیت

به طور کلی کیفیت بتن الیافی می‌تواند به عامل‌های عمده زیر بستگی داشته باشد.

• نسبت‌های مخلوط بتن
• مشخصات هندسی الیاف فولادی
• نسبت طول به قطر الیاف
• مهار مکانیکی و زبری سطح الیاف
• مشخصات فیزیکی و جنس الیاف فولادی

الیاف شیشه‌

اضافه کردن الیاف شیشه به بتن به شدت بر کاهش کارایی بتن تازه تأثیر می‌گذارد. بنابراین باید از روانسازهای مناسب استفاده کرد و شیوه مناسب اختلاط را نیز تجربه کرد.

همچنین الیاف شیشه‌ای به شدت تمایل دارند که در بتن تازه به یکدیگر چسبیده و گلوله شوند که به این پدیده گلوله شدن الیاف می‌گویند. واضح است که در صورت وقوع این پدیده، توزیع الیاف دیگر یکنداخت نبوده و بنابراین برای برطرف کردن آن باید چاره اندیشی کرد.

الیاف فولادی

الیاف فولادی به منظور بهبود بخشیدن به خواص بتن، کاربرد وسیعی را در سازه‌های بتنی و بتن مسلح پیدا کرده است.‌ یکی از مهمترین نقش‌های الیاف فولادی در بتن افزایش مقاومت کششی بتن بوسیله کاهش ایجاد ریزترک‌های حاصله از بارگذاری خارجی است.‌

Concrete Metal Fibers

الیاف فولاد آلیاژی بتن

شرح :

الیاف آلیاژی فولاد  با سیم  فولادی کربن پایین و نورد سرد با بهترین کیفیت توسط صنایع فولاد کره کریلی  از بهترین و با کیفیت ترین مواد سیمی که در ردیف و رنج بالای می باشد تولید می شود. 

شرح کلی الیاف آلیاژی :

منطبق  با استاندارد :  ASTM510M

• مقاومت کششی  :    1200~700  مگاپاسکال
• نیروی پیوندی قوی در بتن بوسیله دوخت
• شکل ظاهری  : الیاف چسبیده بصورت نواری
• بسته بندی  :  بسته بندی چیدمانی یکنواخت بدونه جای خالی رد فیبر
• سرهای خمیده نیمه قلابی در داخل بتن به عنوان تکیه گاه عمل می کند و تاثیر شگرفی در کنترل و پایداری و مقاومت را در برابر سستی دارد

مزایای الیاف آلیاژی  :

• کاهش نیروی انسانی  هنگام اختلاط این مواد در بتن
• صرفه جوی در ساعات کار  ؛ اختلاط فیبر فولادی سریع امکان پذیر است که می توان بدونه تاخیر در کار اجرای خطوط لوله تونل بتنی و شاتکریت مداوم و سریع اقدام نمود . 
• تجهزات ساده ؛ در صورت استفاده از الیاف الیاژی در زمان استفاده نیاژی به پخش کننده الیاف نیست .

کیفیت الیاف آلیاژی :

• بی نظیر با قابلیت پخش
• برخلاف ذرات دانه ای شکل طراحی شده حجم میتوان  100% برای تقویت بتن استفاده نمود . 
• با استفاده از این الیاف می توان به یک بتن سخت دست یافت .

 ویژگیهای الیاف آلیاژی :

• افزایش مقاومت در برابر سستی ، مقاومت کششی با انعطاف بالا ، مقاومت در برابر نیروی شکست ، مقاومت فشاری .
• افزایش مقاومت در برابر ترکهای ، بعد از خشک شدن .
• مقاومت در برابر انفجار  بسیار بالا (انجام اصلاح درشکست ترکها )
• ایجاد نیروی پس تنیدگی بعد از وقوع انفجار
• افزایش ماندگاری  و دوام
• افزایش پایداری در زمان
• بهبود مقاومت و جلو گیری از سستی در زمان زلزله
• افزایش ماندگاری و دوام
• جلوگیری از ترک (کنترل ترک) با انقباض پلاستیکی ترکها
• مقاومت بالا در برابر فرسایش و خوردگی .
• افزایش ویژگی های بتن که منجر به کاهش ضخامت بتن در کشش برش می گردد .
• تشدید انسجام بتن با توزیع الیاف آلیاژی.
• بهبود هزینه ها،قابلیت ساخت و ایمنی بدونه نیاز به مش و صفحات مش.
• تقویت سه بعدی موثر درون بتن .
• جلو گیری موثر در ساختار اعضاء با متوقف کردن خوردگی با یون منفی .

موارد مصرف :

الیاف فولادی را می توان در ساخت 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 برنامه های ویژه به جای استفاده از مش  استفاده نمود.

بسته بندي :

الیاف فلزی بتن ،   در کیسه های 20 کیلوگرمی عرضه می گردد.

انبار داري :

در محیط خشک و به دور از تابش مستقیم خورشید نگهداری شود.

عمر نگهداري :

در محیط سرپوشیده خنک ، به دور از رطوبت و  در بسته بندي اوليه تا 24 ماه قابل استفاده ميباشد .

ایمنی :

الیاف فلزی بتن ماده ای کم ضرر می باشد. در شرایط عادی آسیبی به پوست نمی رساند. اما به عنوان یک ترکیب شیمیایی و رعایت موارد احتیاطی برای جلوگیری از تماس با پوست و با چشم از دستکش های محافظ و عینکاستفاده شود و یا پس از تماس مستقیم با پوست و یا چشم با آب شسته شود.

خدمات فني :

بخش فني شرکت رایحه بتن سبز ( کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران ) در جهت استفاده صحيح از مواد خود ، آماده همكاري و انجام خدمات ميباشد .

الیاف پلی پروپیلن

کاربرد الیاف پلی پروپیلن از ترک خوردگی و جمع شدگی بتن بخصوص در سنین اولیه آن جلوگیری می‌کند. تولید بتنی شکل پذیر با الیاف پلی پروپیلن در بتن الیافی دارای شکل پذیری بسیار زیادی است و هرگز خرد نمی‌شود.

الیاف پلی پروپیلن آب گریز است و درصد جذب آب آن صفر است. بنابراین هرگز نباید از افزودن آب اضافی جهت افزایش روانی بتن استفاده کرد.

الیاف پلی پروپیلن PP

تقویت مقاومت خمشی و کششی بتن در برابر ترک خوردگی

شرح :

این نوع الیاف به عنوان افزودنی جهت تقویت و مسلح کردن بتن و مخلوط های سیمانی و گچی می باشد . مصرف این نوع الیاف باعث افزایش مقاومت خمشی ، کششی ، برشی و سایشی می شود .

الیاف پلی پروپیلن هنگام مخلوط شدن با بتن باعث ته نشین شدن و افزایش وزن بتن نمی شود و محیط قلیایی بتن را از بین می برد  این نوع الیاف با دو برش 12 و 18میلیمتر جهت مصارف بتن و با برش طولی  6 میلیمتر  جهت ملات های گچی و نازک تولید می شود .

• کاهش ترک خوردگی و جلوگیری از ترکهای مویی
• افزایش مقاومت در برابر ضربه
• مقاومت در برابر حریق
• مقاومت در برابر سایش
• استفاده در بلوکهای سیمانی  ، لوله های سیمانی  ، ایرانیت
• سقف های کامپوزیت ، ستون و دیوار
• قطعات بتونی پیش ساخته
• کاهش نفوذپذیری در برابر آب و مواد خوردگی

• ملات های نازک سیمانی
• کف پیاده روها و خیابانها ، کف سوله هاصنعتی و مخازن ، تونل ها و پل ها ، کانل آب و شبکه های فاضلابی
• تولید سوله های سیمانی

  مشخصات فنی :

 موارد کاربرد الیاف پلی پروپیلن :

• استفاده از الیاف پلی پروپیلن باعث تولید بتنی شکل پذیر می گردد .
• استفاده از الیاف پلی پروپیلن باعث تولید بتنی با مقاومت ضربه ای و سایشی بالا می گردد .
• تولید بتن ضدحریق با استفاده از الیاف پلی پروپیلن .
• الیاف پلی پروپیلن مناسب جهت استفاده در بتن های آماده و تولید قطعات پیش ساخته می باشد .
• الیاف پلی پروپیلن علاوه بر کاربرد در بتن و سیمان، در گچ و پنل­های پیش ساخته گچی نیز مورد کاربرد دارد.
• استفاده از الیاف پلی پروپیلن در تولید ورق­های سیمانی (ایرانیت)
• استفاده از الیاف پلی پروپیلن در ساخت پوششهای دیواری (رومالین)

مقدار مصرف  و نحوه  استفاده الیاف پلی پرو پیلن  :

الیاف پلی پروپیلن را می توان در هر زمان به بتن اضافه نمود.  معمولاً الیاف پلی پروپیلن را در ابتدا با سنگدانه ها مخلوط کرده و سپس آب به آن اضافه نمایید. می توان الیاف پلی پروپیلن را با آب طرح اختلاط مخلوط کرده و سپس این آب را به ملات خشک اضافه نمایید که در این صورت می بایست برای رسیدن به مخلوطی یکنواخت و همگن 3 تا 4 دقیقه همزدن را ادامه داد.

درصورت استفاده در بتن آماده، می توان الیاف پلی پروپیلن را به تدریج در داخل میکسر ریخته و همزدن در دور تند باید به قدری ادامه داشته باشد که از پخش کامل الیاف پلی پروپیلن در داخل بتن مطمئن شوید.

نکته: توجه داشته باشید که الیاف پلی پروپیلن آب گریز بوده و درصد جذب آب الیاف پلی پروپیلن صفر است بنابراین هرگز نباید از افزودن آب اضافی جهت افزایش روانی بتن استفاده کرد.

میزان مصرف الیاف پلی پروپیلن :

• مقدار متوسط مصرف الیاف پلی پروپیلن باتوجه به عملکرد موردنظر از 0/6 تا 3 کیلوگرم در هر مترمکعب متغیر است.
• مقدار متوسط مصرف الیاف پلی پروپیلن (مثلاً دال ها) حدود یک کیلوگرم در هر مترمکعب است.
• در قطعات پیش ساخته با استفاده از سیستم دوغاب تزریقی از مقدار بیشتری الیاف پلی پروپیلن باید استفاده شود تا به هدف موردنظر (مقاومت خمشی موردنظر) رسید.

بسته بندي :

الیاف پلی پروپیلن PP ،   در کیسه های 20 کیلوگرمی عرضه می گردد.

انبار داري :

در محیط خشک و به دور از تابش مستقیم خورشید نگهداری شود.

عمر نگهداري :

در محیط سرپوشیده خنک ، به دور از رطوبت و  در بسته بندي اوليه تا 24 ماه قابل استفاده ميباشد .

ایمنی :

الیاف پلی پروپیلین ماده ای کم ضرر می باشد. در شرایط عادی آسیبی به پوست نمی رساند. اما به عنوان یک ترکیب شیمیایی و رعایت موارد احتیاطی برای جلوگیری از تماس با پوست و با چشم از دستکش های محافظ و عینکاستفاده شود و یا پس از تماس مستقیم با پوست و یا چشم با آب شسته شود.

خدمات فني :

بخش فني شرکت رایحه بتن سبز ( کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران ) در جهت استفاده صحيح از مواد خود ، آماده همكاري و انجام خدمات ميباشد .

الیاف آرامید (کولار)

پلیمرهای آرامید دارای خصوصیاتی چون نقطه ذوب بالا و پایداری حرارتی عالی ومقاومت در برابر شعله و غیر قابل حل بودن در بسیاری از حلال‌های آلی شناخته شده‌اند. دانسیسته آن بین ۱۲ -۱۴/۶ کیلو نیوتن بر متر مکعب‌ است. دارای خواصی چون مقاوت در برابر ضربه عدم حساسیت به شکاف خواص الکتریک- خود خاموش کنی از خصوصیات آن ماست. الیاف آرامید در شکل‌های مختلف وجود دارند و همانند الیاف شیشه و کربن می‌توانند در ساخت کامپوزیت‌ها مورد استفاده قرار گیرند.

الیاف کربن

دانسیسته آن ۲۲/۷ کیلو نیوتن برمتر مکعب بوده و شکل ‌آن بلوری‌ و ضخامت آن نازکتر از موی انسان‌ و دارای قطر ۶ -۱۰ میکرو متر است. مزایایی اصلی آن، استحکام بالای خستگی، مقاومت در برابر خوردگی و ضریب انبساط حرارتی پایین است. معایبالیاف کربن قیمت بالا‌، کرنش در شکست، هادی الکتریکی است.

موارد کاربرد بتن الیافی

تسطیح اضافی، جهت افزایش مقاومت بتن مسلح به منظور کاهش ترک خوردگی و افزایش قدرت جذب انرژی تحت اثر بارهای ضربه‌ای، موج‌های انفجاری، وضعیت‌های پیچیده تنش

جانشین شدن به جای بتن آرمه معمولی به منظور‌ کاهش هزینه دستمزد قطعات پیش ساخته بتنی،  تثبیت و پایدارسازی شیب‌های سنگی و دیوارهای ریزشی، خاکبرداری‌ها در مناطق مهم، تسطیح منحصر به فرد و خاصیت یکنواخت و ایزوتوپ در نتیجه توزیع ‌همگن الیاف در جسم بتن.‌

محدودیت‌های کاربرد بتن الیافی

از آنجا که نحوه قرار گرفتن الیاف داخل بتن، کاملاً تصادفی است، ‌از این بتن معمولاً نمی‌توان به نحو مطلوبی در ساخت تیرها و ستون‌ها بهره گرفت و در این نوع سازه‌ها استفاده از روش سنتی و شبکه بندی فولادی به صرفه‌تر و مناسب‌تر است.

استفاده از بتن الیافی در همه موارد از بتن سنتی به صرفه تر منیست. ‌ اما بر اساس برآوردهایی که توسط بعضی از متخصصین کشور انجام گرفته‌، در جاهایی که سرعت اجرای بالا مدنظر است‌ یا نیاز به پاشش بتن (شاتکریت) روی سطوح ویژه‌ای است، استفاده از این نوع بتن توصیه میشود.