الیاف فولادی و میکرو الیاف روی رفتار بتن چه اثراتی دارند؟
یکی از روش‌های مهم و کاربردی برای افزایش مقاومت و بهبود خواص مکانیکی بتن، اضافه کردن الیاف فولادی و میکرو الیاف به آن است. در واقع الیاف فولادی و میکرو الیاف تقویت‌کننده‌هایی هستند که با توجه به نیاز با نسبت معینی با بتن ترکیب شده و باعث تقویت آن می‌شوند. ابعاد این دسته از الیاف به قدری کوچک است که می‌توان آن‌ها را با روش‌های معمولی اختلاط در مخلوط بتن به صورت تصادفی پراکنده کرد. اما یکی از سوالات مهمی که برای مهندسان عمران و افراد فعال در حوزه ساخت‌وساز به وجود می‌آید، این است که مهم‌ترین اثرات الیاف فولادی و میکرو الیاف روی رفتار بتن چیست؟ در این مطلب، قصد داریم تا شما را با اثرات استفاده از الیاف فولادی و میکرو الیاف برای تولید بتن آشنا کنیم.
اثرات الیاف فولادی و میکرو الیاف روی خواص مکانیکی بتن
همان‌طور که می‌دانید، بسیاری از مهندسان در طول دهه‌های گذشته تلاش کرده‌اند تا با افزودن مواد و متریال مختلف میزان مقاومت و خواص مکانیکی بتن را بهبود ببخشند. بسیاری از انواع بتن‌های مسلح نیز در نتیجه همین تلاش‌ها و تحقیقات تولید شده‌اند. یکی از روش‌های مرسوم برای مسلح کردن بتن معمولی استفاده از الیاف مختلف و مخلوط کردن آن با نسبت معین به همراه بتن است.
اثرات الیاف فولادی و میکرو الیاف روی رفتار بتن و خواص مکانیکی را از چند منظر مورد بررسی قرار می‌دهیم:
- مقاومت فشاری
- مقاومت برشی
- مقاومت کششی
- مقاومت در برابر ضربه
- شکل‌پذیری
- خستگی
- ایجاد ترک
اثرات الیاف فولادی و میکرو الیاف روی مقاومت فشاری
نتایج تحقیقات و آزمایشات انجام‌شده بر روی نمونه‌های بتنی که به وسیله الیاف فولادی و میکرو الیاف مسلح شده‌اند، نشان می‌دهند که اضافه کردن این الیاف می‌توانند باعث بهبود مقاومت فشاری بتن شوند. با بررسی نمودار تنش-کرنش این نمونه‌های بتنی می‌توان به این نتیجه رسید که یکی از اثرات الیاف فولادی و میکرو الیاف روی رفتار بتن، افزایش مقاومت در برابر سایش، شکل‌پذیری، نیروها و تنش‌های فشاری است. در واقع با اضافه شدن این الیاف به ساختار بتن، شاهد ایجاد تغییراتی در شیب نمودار تنش-کرنش خواهیم بود.
نقش الیاف فولادی و میکرو الیاف در مقاومت برشی
یکی دیگر از موارد مهمی که در هنگام بررسی اثرات الیاف فولادی و میکرو الیاف روی رفتار بتن مورد توجه قرار می‌گیرد، تغییرات ایجادشده در مقاومت برشی بتن مسلح‌شده است. آزمایش‌هایی که در این زمینه انجام شده‌اند نشان می‌دهند که افزودن مقادیر ناچیزی از الیاف فولادی یا میکرو الیاف می‌تواند مقاومت برشی بتن را به طرز چشمگیری افزایش دهد. به عنوان مثال، مقاومت برشی نمونه‌های بتنی که حاوی 1 درصد از الیاف فولادی هستند می‌تواند تا 170 درصد افزایش پیدا کند. همچنین می‌توان با ترکیب این الیاف با نسبت‌های مختلف میزان اثرگذاری را افزایش داد.
خستگی و مقاومت در برابر ضربه
یکی از پارامترهای کلیدی دیگری که در هنگام بررسی اثرات الیاف فولادی و میکرو الیاف روی رفتار بتن باید مورد توجه قرار بگیرد، میزان خستگی بتن تحت بار و مقاومت آن در برابر ضربه است. همان‌طور که اشاره کردیم، یکی از اهداف اصلی اضافه کردن الیاف فولادی و میکرو الیاف به بتن کمک به بهبود خواص مکانیکی است. نتایج آزمایش‌های انجام‌شده بر روی بتن حاوی الیاف فولادی و میکرو الیاف نشان می‌دهد که مقاومت این بتن در برابر ضربه در مقایسه با بتن معمولی در حدود 8 تا 10 برابر افزایش پیدا می‌کند.
از طرف دیگر، افزایش درصد الیاف فولادی یا میکرو الیاف در ساختار بتن می‌تواند باعث بهبود قدرت خستگی بتن شود. بنابراین برای افزایش قدرت خستگی می‌توان الیاف فولادی یا میکرو الیاف‌ها را با درصد بیشتری با بتن مخلوط کرد.
اثرات الیاف فولادی و میکرو الیاف روی مقاومت کششی بتن
در مورد مقاومت کششی بتن نیز مشاهده می‌کنیم که اضافه کردن الیاف فولادی و میکرو الیاف به ساختار بتن می‌تواند مقاومت کششی این ماده را به طرز چشمگیری افزایش دهد. به عنوان مثال، اضافه کردن حدود 6 درصد الیاف فولادی به بتن می‌تواند مقاومت کششی این ماده تا حدود 133 درصد بیشتر کند. با این وجود، بسیاری از کارشناسان باور دارند که افزودن الیاف فولادی و میکرو الیاف به بتن، صرفا به منظور افزایش مقاومت کششی توجیه‌پذیر نیست و ارزشی ندارد. در واقع سایر اثرات الیاف فولادی و میکرو الیاف روی رفتار بتن است که باعث می‌شود مهندسان به سراغ مخلوط کردن این الیاف با بتن بروند.
جلوگیری از ایجاد ترک و افزایش شکل‌پذیری
یکی از مهم‌ترین اثرات الیاف فولادی و میکرو الیاف روی رفتار بتن، کمک به جلوگیری از ایجاد و رشد ترک‌ها است. جلوگیری از ایجاد و رشد ترک‌ها در بتن به مهندسان این اجازه را می‌دهد که بتوانند از میلگردهای فولادی مقاوم استفاده کنند و دیگر نگران ایجاد ترک یا تغییر شکل نباشند.
از طرف دیگر اضافه کردن الیاف فولادی و میکرو الیاف به بتن می‌تواند باعث افزایش شکل‌پذیری شود. در نتیجه بتن می‌تواند در صورت قرارگیری تحت بارهای شدیدی مانند انفجار یا زلزله یکپارچگی ساختار و پایداری خود را حفظ کند. به همین علت استفاده از الیاف فولادی و میکرو الیاف برای تولید بتن مسلح از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.
خرید بتن آماده از ستوده بتن
افزودن الیاف به بتن به عنوان یکی از روش‌های متداول برای تقویت خواص مکانیکی و بهبود مقاومت بتن شناخته می‌شود. از مهم‌ترین اثرات الیاف فولادی و میکرو الیاف روی رفتار بتن می‌توان به افزایش مقاومت فشاری، بهبود شکل‌پذیری، افزایش مقاومت برشی، جلوگیری از ایجاد و گسترش ترک و افزایش قدرت خستگی اشاره کرد.
مجموعه ستوده بتن به عنوان یکی از برترین تولیدکنندگان بتن آماده در شرق استان تهران شناخته می‌شود که برای تولید بتن از پیشرفته‌ترین تجهیزات و متدها بهره می‌برد. در صورت تمایل به کسب مشاوره و خرید بتن آماده از مجموعه ستوده بتن، می‌توانید با کارشناسان ما تماس بگیرید.
سوالات متداول
بتن مسلح‌شده با الیاف فولادی یا میکرو الیاف چه کاربردی دارد؟
از بتن مسلح‌شده با الیاف فولادی یا میکرو الیاف برای ساخت بزرگراه، باند فرودگاه، سازه‌های هیدرولیکی، ساختمان‌سازی و … استفاده می‌شود.
آیا استفاده از الیاف فولادی یا میکرو الیاف باعث کاهش خوردگی می‌شود؟
به دلیل استفاده از الیاف فولادی یا میکرو الیاف در بتن، شاهد کاهش خوردگی خواهیم بود.
چرا در سازه‌های هیدرولیکی از بتن مخلوط‌شده با الیاف فولادی و میکرو الیاف استفاده می‌شود؟
زیرا این نوع بتن در برابر رطوبت و سایش مقاومت قابل قبولی را از خود نشان می‌دهد.