بتن تركيب بسيار مستحكمي است كه مي تواند سازه هاي كاملاً مقاوم و ماندگاري را خلق كند. اين متريال قدرتمند از تركيب آب، سيمان و شن پديد مي آيد. اينكه اين عناصر را در چه حجمي و با چه طرح اختلاطي در هم بريزيم، بتن مرغوب با سطح قدرت مورد نظر ما را خواهد ساخت.
لكن در كنار بهره مندي از تركيب جادويي سيمان، ماسه و آب، برخي از افزودني ها نيز براي استحكام هر چه بيشتر بتن مورد استفاده قرار مي گيرد.
الياف بتن يكي از همين نمونه ها مي باشد. اين افزودني ها غالبا بدون تاثير در تركيب شيميايي بتن و تنها با هدف ايجاد يك ساختار مستحكم تر مورد استفاده قرار مي گيرند. الياف بتن قادر است تا يك فضاي شبكه اي مانند را در بطن بتن پديد آورد. چنين امكاني در فضاهايي كه براي نصب ارماتور محدوديت دارند، بسيار مفيد و تاثير گذار است.
الياف بتن با هدف تكميل تركيب شيميايي بتن مورد استفاده قرار نمي گيرد. تمام ماجرا در تركيب شيميايي بتن همراه با همان سيمان در كنار آب است. عناصري مانند شن و يا الياف بتن براي ايجاد انسجام و افزايش استحكام بتن در كنار ملات سيمان مورد استفاده قرار مي گيرند.
به طور كلي بتن هر چه در يك فضاي شبكه اي تر ريخته شود و يا با يك ساختار شبكه اي تر همراه باشد، قابليت استحكام بالاتري را توليد مي كند.
انواع الياف بتن با هدف ايجاد يك ساختار پيوسته در عمق بتن مورد استفاده قرار مي گيرند. استفاده از انواع الياف بتن باعث افزايش قدرت چسبندگي سيمان است. از طرفي اين مواد به شكلي ساده يك ساختار يكپارچه را براي بتن تدارك خواهند ديد.
براي آنكه بتوانيم قدرت استحكام بتن را افزايش دهيم، بايد كاري كنيم كه ملات سيمان و آب با سطوح هر چه بيشتري در تماس باشند. از ميلگردهاي طراحي شده در آلماتورهاي بنا با هدف ايجاد بتن مسلح تا خود شن ها در قطر‌هاي گوناگون، همگي با هدف افزايش سطوح براي چسبندگي هر چه بيشتر بتن مي باشند.
دانه هاي شن نمي توانند فضاي بزرگتر و يكپارچه تري را توليد كنند. اما الياف بتن مي تواند با حضور در عمق ملات آب و سيمان همراه با شن يك ساختار كاملاً منسجم را پديد آورد. ساختاري كه قادر است استحكام و يكپارچگي بتن را تا چندين برابر افزايش دهد. عمده هدف كليدي براي استفاده از انواع الياف بتن براي فضاهايي كه بسيار بزرگ هستند مي باشد.
در چنين فضاهايي ايجاد شبكه گسترده آرماتور بندي شده بسيار گران تمام مي شود و يا غير ممكن است. محيطي مانند باند فرودگاهي و يا احداث پاركينگ هاي بزرگ را تجسم كنيد. در اين فضاها به اين سادگي ها قادر به آرماتور بندي نيستيد. اما مي توانيد از الياف بتن به راحتي استفاده كرده و يك بتن شبه مسلح و كاملا مقاوم را بسازيد.
استفاده از الياف بتن چه دستاوردهايي دارد؟
الياف بتن با هدف ايجاد انسجام هر چه بالاتر براي بتن مورد استفاده قرار مي گيرند. البته اين طور نيست كه بخواهيم براي هر نوع بتني در هر ساخت و سازي از انواع الياف بتن استفاده كنيم. اين موضوع يك نگرش مهندسي شده است و با حضور محاسبات دقيق در شناخت بتن همراه با نيازهاي ساخت و ساز مورد استفاده قرار مي گيرد.
اصولاً براي بتن ها در ساخت و ساز هاي خاص و سطح مقاومت بسيار بالا و يا آنها كه از حجم آلماتورهاي كمتري بهره مند هستند و يا در فضاهايي كه بتن ريزي داراي طول بسيار بالايي است، مورد استفاده قرار مي گيرند.
اينكه بهترين الياف بتن كدام است، موضوعي است كه بايد در جاي خود با آن اشاره كنيم. اما يقيناً تمام نمونه ها از انواع الياف بتن باعث افزايش مقاومت بتن خواهند شد و اين نكته اولين و شايد مهمترين دليل است كه ما را ترغيب به استفاده از الياف بتن خواهد كرد. نكته كليدي در ايجاد فضاهاي بزرگ بتن ريزي شده است كه با كمك الياف بتن با دقت و استحكامي بالا تامين مي شود.
اما در روش هاي مختلف براي استفاده از الياف بتن مي توانيم اهداف متنوعي مانند كاهش ترك خوردگي در سطح و يا عمق بتن را در نظر داشته باشيم. از طرفي اين متريال در عمق بتن باعث افزايش انعطاف پذيري آن است. از اين رو در خلق سازه هاي بتني كه رفتار جابجا پذيري دارند، مناسب است. استفاده از الياف بتن براي خلق يك سازه ضد زلزله كارايي بالايي دارد.
حال كه در تشريحي كلي با ماهيت الياف بتن آشنا هستيم و مي توانيم درك كاملي از نحوه حضور آن در بطن بتن داشته باشيم. اينكه الياف بتن دقيقا چيست و چگونه مي تواند يك ساختار منسجم از بتن را پديد آورد. ادامه مطلب را با معرفي انواع الياف بتن پي مي گيريم.
بررسي الياف پلي پروپلين بتن
الياف پلي پروپلين بتن از تركيبات شيميايي بر پايه پلاستيكي ساخته مي شود. اين الياف شبيه به قطعات ريز ريز شده پارچه مي ماند. رشته هاي نازكي از تركيبات پلي اتيلن كه در قطعات كوچك كنار هم قرار گرفته اند.
الياف PP بتن را به شكل فله اي خريداري مي كنند و در نهايت نيز به شكل فله اي در حجم بتن ريخته مي شود. لكن مرحله اضافه كردن آن به بتن بايد از طريق دستگاه ميكسر بتن باشد تا اطمينان داشته باشيم كه الياف پلي پروپلين به طور يكنواخت در حجم بتن مخلوط شده است.
الياف PP بتن همراه با اختلاط نهايي بتن در آن ريخته شده و با چند دور گردش ميكسر بتن به طور كاملاً يكنواخت در تمام حجم بتن پخش خواهد شد. استفاده از الياف پلي پروپلين بتن باعث افزايش خاصيت پيوستگي در حجم بتن مي شود.
البته از آنجا كه به مانند ميلگردها اين پيوستگي را در طول و عمق بتن ادامه نمي دهند، قابليت انعطاف تقريباً بالايي را براي بتن فراهم خواهند كرد. الياف پلي پروپلين سبك است و غالبا استفاده از آن باعث افزايش وزن و يا حجم بتن نمي شود. لذا براي تقويت بتن هاي سبك وزن مناسب هستند. اين ويزگي در هنگام ساخت قطعات بتني كوچك مانند سقف هاي آماده بتني كاربرد گسترده اي دارد.
استفاده از شبكه هاي آلماتور بندي شده همراه با حضور ميلگردها در بطن بتن اگر چه باعث استحكام آن است؛ اما نمي تواند جنبه هاي انعطاف پذيري بتن را تأمين نمايد. يك ساختار بتن مسلح با استفاده از شبكه صلب و در هم تنيده ميلگردي آنچنان يكپارچه است كه اجزاي آن هر گونه رفتار خمشي را از بتن سلب مي كنند.
از اين رو طراحان سازه هاي خاصي كه انعطاف بتن در اولويت طراحي آنها است، سعي مي كنند تا ماهيت يكپارچه سازي بتن را كمتر درگير استفاده از ميلگردها كرده باشند. آنها با كمك درصد كمتر ميلگردها در كنار الياف بتن از جنس پلي پروپلين قابليت هاي كشش بالاتري را براي بتن فراهم مي كنند.
جدا از قابليت كشش، بتن طراحي شده با الياف پلي پروپلين بتن از مقاومت خمشي بالايي نيز بهره مند است. لذا مي تواند در مقابل بارهاي جانبي در فضاهايي مانند طراحي ستون هاي حمال بنا مفيد واقع شوند. عمده نگاه كاربردي در استفاده از الياف پلي پروپلين بتن در تقويت و مسلح كردن بتن ها و مخلوط هاي سيماني و گچي مي باشد. البته اين نوع از الياف بتن براي استفاده در سطوح بسيار وسيع بتن ريزي شده نيز مناسب است.
آنها بدون آنكه تاثير خاصي در حجم بتن داشته باشند، مي توانند مقاومت بتن را به مقدار قابل توجهي افزايش دهند. لذا مي توانند براي خلق سطوح بزرگ بتني كه عمق ارتفاع بتن بسيار كم است بهترين انتخاب باشند.