بتن خود متراکم تقویت شده با الیاف فولادی؛ یک متریال کاملا مدرن
دوام، به علت وقوع بنیادی بر شرایط کاری قابلیت استفاده سازه‌های بتنی، یکی از مهم‌ترین جنبه‌های بتن است. تحقیقات در زمینه دوام بتن خود متراکم تقویت شده با الیاف فولادی (SFRSCC) هنوز کمیاب است. به ویژه در جنبه‌های مقاومت در برابر خوردگی که هنوز به طور آشکار مشخص نشده است که خوردگی الیاف‌های فولادی ممکن است منجر به ایجاد ترک یا پوسته شدن در اطراف بتن شود یا خیر. برای بتن معمولی بدون الیاف فولادی، شاخص‌های دوام مورد استفاده گسترده‌ای وجود دارند که کاربرد آن برای SFRSCC و مقادیر معمول آن عملا ناشناخته هستند.
باید گفت که نتایج نشان می‌دهند که افزودن الیاف فولادی به SCC به لحاظ افزایش مقاومت خمشی پس از ایجاد ترک و جذب انرژی بسیار تاثیرگذار است. همچنین الزامات خودتراکمی و شاخص‌های دوام SCC را به طور قابل توجهی تحت تاثیر قرار نمی‌دهد. در این مطلب با مهم‌ترین خصوصیات بتن خود متراکم تقویت شده با الیاف فولادی آشنا می‌شویم.
چرا بتن خود متراکم با الیاف فولادی تقویت می‌شود؟
الیاف فولادی به طور موفقی در بتن استفاده شده است تا مشخصات مکانیکی آن همچون ظرفیت تحمل بار پس از ایجاد ترک و عملکرد جذب انرژی را بهبود بخشد. الیاف‌ها همچنین برای محدودسازی عرض ترک، به همراه پیامدهای مثبت از لحاظ دوام بتن، استفاده می‌شوند. افزایش عرض ترک موجب بیشتر شدن نفوذ بتن می‌گردد که مورد علاقه وقوع خوردگی میلگردهای فولادی است. در این زمینه، الیاف‌های فولادی به عنوان یک راه حل برای این مساله مطرح می‌شوند. چرا که مکانیزم تقویت الیاف، حداکثر عرض ترک می‌تواند محدود شده و شکل‌پذیری بتن و مقاومت پس از وقوع ترک می‌توانند به طرز قابل توجهی بهبود پیدا کنند.
الیاف‌های فولادی در عرض ترک‌های بزرگ‌تر (بیش از μm 100)، می‌توانند ترک را بدوزد، عمق ترک را کاهش و مساحت ناحیه ترک خورده را نیز برای نفوذپذیری کاهش دهد. این امر احتمالا به علت دوخت ترک و اثرات ترک‌زدگی متعدد است. درواقع این عامل توسط تقویت الیاف فولادی فراهم شده و مقاومت در مقابل نفوذ آب را بهبود می‌بخشد. توانایی بتن تقویت شده با الیاف فولادی (SFRC) در انتقال نیروهای کششی در طول مقاطع ترک خورده، فاصله ترک را کاهش و سختی تنشی را افزایش می‌دهد که هر دو موجب کنترل ترک بهبود یافته می‌شود.
امروزه دوام یک موضوع اصلی در سازه‌های بتنی است و استفاده از بتن خود متراکم تقویت شده با الیاف فولادی (SFRSCC) به طور فزاینده‌ای در زمینه عناصر سازه‌ای در حال رشد است. در نتیجه نیاز زیادی بر درک بهتر رفتار SFRSCC در واکنش به فعل و انفعالات محیط وجود دارد. بنابراین، نیاز برای به دست آوردن شاخص‌های دوام دارای اهمیت ویژه‌ای برای پذیرش بیشتر این مواد کامپوزیت است.
مقاومت در برابر خوردگی بتن SFRSCC چقدر است؟
خوردگی دارای یک تاثیر زیان‌بار بر دوام سازه‌های بتنی تقویت شده است. علت اصلی خوردگی، نفوذ کلر و کاهش pH مخلوط بتن در اثر کربناسیون می‌باشد. خوردگی، به همراه اثرات زیان‌آور از لحاظ عملکرد سازه‌های SFRC، بر الیاف‌هایی که موجب دوخته شدن ترک‌ها می‌شوند، اثر می‌گذارد. در نتیجه این امر نقاط خورده شده بر روی سطح بتن در معرض محیط‌های نامطلوب ظاهر می‌شوند.
دانش ناکافی درباره مکانیزم‌های تخریب که توسط خوردگی الیاف ایجاد می‌شود، منجر به یک فلسفه طراحی حفاظتی می‌گردد که تحرک پتانسیل کامل SFRC را محدود می‌سازد. در حقیقت، برخی از دستورالعمل‌ها توصیه می‌کنند که مشارکت تقویت الیاف‌های مربوط به یک ضخامت لایه خاص را در ارزیابی مقاومت خمشی اعضای SFRC در نظر نگیرند. عوامل خورنده در حالت‌های مایع و گاز، ممکن است از طریق یکی از سه مکانیزم انتقالی به بتن نفوذ کنند: انتشار، جذب مویینگی و نفوذ. مکانیزم غالب به‌صورت نفوذ می‌باشد و به‌شدت بر فرایند ترک بتن وابسته است. افزایش در عرض ترک نه‌تنها موجب به وجود آمدن بتنی به‌شدت نفوذپذیر می‌شود، بلکه احتمال خوردگی الیاف را نیز افزایش می‌دهد.
افزودن الیاف به بتن تازه SCC منجر به افت اندک کارایی می‌شود، به‌خصوص زمانی که ملزومات بتن خودتراکم بر اساس شاخص زمان است. همچنین باید اشاره کرد که هر دو ترکیب از نظر همگنی و انسجام شرایط بسیار خوبی دارند. در ضمن افزودن الیاف فولادی به SCC تازه بر چگالی و مقدار هوای SCC تاثیر چندانی ندارد.
مقایسه بتن خود متراکم تقویت شده با الیاف فولادی با بتن خود متراکم
در ابتدا باید گفت که افزودن الیاف‌های فولادی به SCC تازه به مقدار 60 kg/m3 ، الزامات خودتراکمی را به طور قابل توجهی تحت تاثیر قرار نمی‌دهد. همچنین از لحاظ رفتار فشاری، افزودن الیاف فولادی به SCC اساسا به افزایش مقاومت پس از ایجاد ترک و به خصوص توانایی جذب انرژی این مواد منجر می‌شود. افزودن الیاف فولادی به بتن خود متراکم تقویت شده با الیاف فولادی، جذب آب به وسیله مویینگی را به طور قابل توجهی در SCC تغییر نمی‌دهد. این امر نشان‌دهنده آن است که اندازه حفرات مویینه اساسا تغییر نمی‌کند.
در شرایط تهاجمی شدید، خوردگی الیاف‌های فولادی می‌تواند موجب ایجاد ترک در بتن شود. به دنبال آن، مقاومت کششی برای بتن خود متراکم تقویت شده با الیاف فولادی کاهش پیدا کند. به هر حال، باید اشاره شود که این آسیب‌دیدگی در شرایط تهاجمی شدید به دست می‌آید. درصورتی‌که وقوع آن در شرایط محیطی واقعی دور از انتظار است. در نهایت نیز باید اشاره کرد که مخلوط‌های SCC دارای الیاف‌های فولادی، مقاومت بسیار خوبی در برابر کربناسیون دارند.
خرید بتن آماده باکیفیت از ستوده بتن
در این مطلب به‌صورت خلاصه با برخی خواص و شرایط بتن خود متراکم تقویت شده با الیاف فولادی آشنا شدیم. باید گفت که به علت جدید بودن این نوع بتن، اطلاعات بسیار کمی از آن در دسترس است. در نتیجه نمی‌توان به‌صورت دقیق نسبت به مشخصات و دوام آن اظهار نظر کرد. اگر به دنبال خرید انواع بتن آماده از جمله بتن خودمتراکم هستید، می‌توانید از خدمات مجموعه ستوده بتن استفاده کنید. ما به‌عنوان برترین تولیدکننده بتن آماده در شرق استان تهران، سابقه بتن‌ریزی پروژه‌های مختلفی را داشته‌ایم. در نتیجه می‌توانیم بهترین بتن آماده را برای پروژه‌های ساختمانی شما تولید کنیم.