الیاف بتن

نقش الیاف بتن در مقاوم‌سازی بتن

نقش الیاف بتن در مقاوم‌سازی بتن از مؤثرترین روش‌های افزایش دوام، مقاومت و عملکرد سازه‌های بتنی به شمار می‌رود، به‌ویژه در پروژه‌هایی که بتن در معرض تنش، ترک‌خوردگی یا شرایط محیطی شدید قرار داشته باشد. اضافه نمودن الیاف به مخلوط بتن سبب بهبود مقاومت کششی، افزایش جذب انرژی، کاهش ترک‌های ناشی از جمع‌شدگی و ارتعاش و همچنین بالا رفتن عمر مفید سازه می‌شود. استفاده درست از الیاف نه‌تنها نیاز به آرماتورهای سنتی را کاهش می‌دهد، بلکه زمان و هزینه‌های اجرای پروژه را نیز بهینه می‌سازد. همچنین موجب می‌شود تا ظرفیت کششی و هم شکل‌پذیری FRC(بتن تقویت شده با الیاف) افزایش پیدا کند.

الیاف بتن

الیاف بتن رشته یا تارهای شبکه‌ای است که برای افزایش دوام و مقاومت بتن استفاده می‌شود. وجود الیاف در ساختار بتن باعث کنترل بهتر تنش‌های داخلی و کاهش تمرکز تنش در نقاط بحرانی سازه می‌شود. بسیاری از پروژه‌های عمرانی در بخش‌های مختلف، از زیر ساخت‌های حمل ‌و نقل گرفته تا ساختمان‌های بلند، از این الیاف‌ها استفاده می‌کنند تا بتوانند عمر مفید سازه‌ها را افزایش دهند. در مقایسه با بتن معمولی که در برابر بارهای دینامیکی، ضربه‌ و تغییرات دمایی دچار ضعف‌هایی از جمله ایجاد ترک‌های اولیه و رشد تدریجی ترک‌ها می‌شود، بتن الیاف‌دار با ایجاد پیوستگی در ساختار داخلی، از گسترش ترک‌ها جلوگیری کرده و در نتیجه، دوام و ظرفیت باربری سازه را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد. به همین دلیل از الیاف در سازه‌های مختلفی از جمله روسازی‌های بتنی، کف‌سازی‌های صنعتی، تونل‌ها، سدها و قطعات پیش ‌ساخته استفاده می‌شود.

از زمان گذشته استفاده از الیاف برای استحکام بیشتر بتن در سازه‌های مهم امری ضروری بوده است. در معماری ایران از ساروج که از ملات، سفیده تخم مرغ، پشم بز و... تشکیل شده است، استفاده می‌کردند. امروزه با پیشرفت فناوری، علاوه بر استفاده از بتن و افزودنی‌های آن، انواع الیاف نیز در ملات به کار برده می‌شود. استفاده از بتن الیاف دار، از روش‌های مؤثر جهت کاهش ترک خوردگی، افزایش شکل پذیری، جذب بهتر انرژی و افزایش مقاومت کششی بتن می‌باشد. همچنین استفاده از الیاف با توجه به کاهش استفاده از آرماتورحرارتی، موجب افزایش سرعت اجرای کار شده و هزینه‌های جاری را نیز کاهش می‌دهد. الیاف بتن برای کفسازی‌های صنعتی، مقاوم سازی صخره‌های شیب‌دار و دیواره پل‌ها، کفسازی انبارهای نظامی و نیروگاه‌ها و... مناسب است.

انواع الیاف بتن

الیاف یکی از افزودنی‌های پرکاربرد در بتن است که دارای انواع مختلفی با کاربرد و خواص متفاوت می‌باشد که پرکاربردترین انواع الیاف بتن را معرفی خواهیم نمود:

• الیاف پلی پروپیلن

الیاف پلی پروپیلن برای تقویت و مسلح سازی بتن و مخلوط سیمانی و گچ کاربرد زیادی دارد. استفاده از این نوع باعث افزایش میزان مقاومت برشی، خمشی، کششی و سایشی بتن می‌شود. با افزودن الیاف پ پ، خاصیت پیوستگی بتن افزایش می‌یابد. این محصول هنگام مخلوط شدن با بتـن تنها باعث ته نشین شدن و افزایش وزن بتـن نمی‌شود، بلکه محیط قلیایی بتـن را از بین می‌برد. الیاف pp با سه برش 6، 12 و 18 میلی‌متـری برای استفاده در بتـن و با برش طولی 6 میلی‌متـر برای ملات‌های گچی و نازک تولید می‌شود. این محصول برای تولید جداره‌های بتنی با ضخامت کم کاربرد زیادی دارد، زیرا در این قطعات امکان استفاده از میلگردهای تقویتی مرسوم وجود ندارد و الیافpp نقش مسلح‌سازی این مقاطع را بر عهده دارد. این الیاف در برابر اکسیژن، آتش و نور خورشید مقاومت پایینی دارد اما هنگامی که در ملات و یا بتن قرار می‌گیرد، نوعی پوشش محافظ برایش ایجاد می‌گردد که به حداقل رسیدن حساسیت در مقابل آتش و دیگر اثرات محیطی کمک می‌کند.

• الیاف فلزی بتن

الیاف فلزی بتن، مفتول‌های کم کربن با کارایی بالا است که به دلیل مقاومت کششی بالایی که دارد هنگام مخلوط شدن با بتن، به خوبی پخش شده و خواص مکانیکی آن‌ را بهبود می‌بخشند. یکی از خواص مهم الیاف مقاومت دادن به بتن در مقابل شکستن و ریزش می‌باشد. تأثیر قابل ملاحظه‌ای که این محصول بر روی بتن دارد این است که استحکام شکست را به تأخیر انداخته و آن را کنترل می‌کند. با افزودن الیاف به بتن خاصیت شکنندگی بتن کاهش پیدا کرده، در نتیجه قابلیت تحمل آن را در برابر استفاده‌های مکرر، شوک، ضربه و سایش افزایش می‌دهد. مهم‌ترین تأثیر بکارگیری این محصول در بتن، تأخیر و کنترل شکست در آن می‌باشد. امروزه مسلح سازی بتن با کمک الیاف‌های فولادی، مورد استقبال فراوانی قرار گرفته است و در بسیاری موارد جایگزین میلگرد شده و بافتن شبکه‌های میلگردی برای تولید بتن مسلح را منتفی می‌کند. در کشورهای صنعتی و پیشرفته، استفاده از الیاف فولادی مورد استفاده گسترده‌ای قرار گرفته است و در ایران نیز مدتی است که استفاده از این محصول جهت ساخت بتن مسلح بدون آرماتور شروع شده است. 

• الیاف پلاستیکی بتن

الیاف پلاستیکی بتن کاربرد ویژه‌ای در کفسازی بتنی دارد و جایگزین مناسبی برای میلگرد در کفسازی به شمار می‌رود. این محصول باعث کاهش میزان جمع شدن بتن تازه و سخت شده و همچنین باعث افزایش مقاومت در برابر ضربه و خستگی بتن خواهد شد. الیاف پلاستیکی موجب دوام و پایداری طولانی مدت و افزایش خواص و بهبود پارامترهای سازه‌ای و همچنین کنترل ترک‌های ثانویه یا حرارتی بتن می‌گردد. این محصول، از تولیدات مدرن در حوزه الیاف‌های مورد استفاده در بتن‌ریزی است و از لحاظ اقتصادی بسیار مقرون به صرفه می‌باشد. نوع پلاستیکی این محصول، از یک ساختار پلیمری طبیعی با پیوندهای یکسان پروپیلن تولید شده است و با داشتن ظاهری مانند نمودار سینوسی، برای مهار بهتر در ماتریس سیمانی و طول گیرایی بالا در بتن، تولید شده است. 

• الیاف سنتتیک بتن

الیاف سنتتیک یکی از بهترین و قوی‌ترین الیاف‌های موجود برای بتن می‌باشد که بعد از ترکیب با بتن، موجب افزایش سختی و مقاومت‌های مکانیکی بتن می‌شود. الیاف سنتتیک نسبت به الیاف‌های مشابه، مقاومت کششی بالاتری دارد. این الیاف با ایجاد پیوند میان پلیمر و مونومرها، طی فرایندی با نام پلیمریزاسیون تولید می‌گردد. مقاومت کششی این الیاف بتن 650 مگاپاسکال، یعنی 2برابر میلگرد است. استفاده از الیاف بتن‌های مختلف به عنوان جایگزین میلگرد در ساخت بتن مسلح، سال‌هاست که در کشورهای اروپایی و پیشرفته دنیا در حال استفاده می‌باشد. در کشور عزیزمان ایران نیز مدتی است که در سازه‌های بتنی جایگاه خود را پیدا کرده و مورد استفاده قرار می‌گیرد. الیاف‌های مورد استفاده در بتن با جنس و شکل‌های مختلف طراحی و تولید می‌شوند. در حال حاضر یکی از باکیفیت‌ترین این محصولات مورد استفاده در بتن، الیاف سنتتیک است که از مواد مصنوعی تولید شده و دارای خواص پلیمری است. 

• مش فایبر گلاس

استفاده از پوشش‌های سطحی جهت ایزولاسیون نمودن، عایق‌کاری و تعمیرات سطحی با مواد اولیه مختلف به طور وسیعی در سازه‌های مختلف رواج دارد. این مواد معمولا در دو یا چند لایه روی سطح اعمال شده و عمر مشخصی دارد. همچنین عوامل محیطی می‌تواند به مرور زمان باعث از بین رفتن و تضعیف این پوشش‌ها شود. با کمک تکنولوژی‌های مدرن می‌توان عایق‌های سطحی را مانند بتن مسلح‌سازی نمود تا کیفیت و دوام بالاتری داشته باشد. یکی از این محصولات نوین برای مسلح‌سازی عایق‌های سطحی مش فایبرگلاس است. مش فایبرگلاس محصولی پرکاربرد و توری شکل است که از الیاف شیشه همراه با مواد پایه پلیمری، که به عنوان تقویت کننده مواد پلیمری می‌باشد و به صورت کامپوزیتی تولید می‌شود. خاصیت مش فایبرگلاس مسلح نمودن انواع مواد عایق‌کاری و پوشش‌های ایزولاسیون روی سطوح مختلف مانند استخرها، مخـازن، سطوح بتنی و بام است. به دلیل طـراحی خاص مش فایبرگلاس، این محصول تحمل فشارهای هیدرولیکی بسیـار بالایی را دارد و برای تقویت و مقاوم سازی سازه، بسیار مناسب و کاربردی است.

عمر مش فایبرگلاس با عمر مصالح مورد استفاده با مش یکسان می‌باشد و از آن می‌توان در کلیه مراحل ساخت استفاده نمود. استفاده از مش‌فایبرگلاس سبب افزایش استحکام مقاومت فشاری، کششی و خمشی می‌شود و می‌توانـد به آسانی گوشه‌ها و کنج‌های دور از دسترس را پوشش دهد. با توجه به این خاصیت ویژه، نقش به سزایی در اجرا با انواع مـواد آب بنـدی استخر در نواحی ماهیچه و محل تلاقی دیواره و کف استخر دارد.

جدول مقایسه فنی و کاربردی محصولات الیاف و مش

مزایای استفاده از الیاف بتن

استفاده از الیاف بتن، به دلیل تأثیر قابل ‌توجه آن بر خواص مکانیکی، دوام و عملکرد کلی بتن، در سال‌های اخیر به‌عنوان یک راهکار مؤثر در بهبود کیفیت سازه‌های بتنی مورد توجه قرار گرفته است. این مزایا را می‌توان در چند بخش اصلی مورد بررسی قرار داد:

1.  افزایش مقاومت بتن و کاهش ترک ‌خوردگی

یکی از مهم‌ترین مشکلات بتن معمولی، مقاومت کششی پایین آن است که موجب ایجاد ترک‌های ریز در مراحل اولیه گیرش و سخت شدن بتن می‌شود. با افزودن این محصولات، به‌ ویژه الیاف فولادی و پلیمری، نیروهای کششی به‌ طور مؤثرتری درون بتن توزیع شده و از تمرکز تنش در نقاط ضعیف جلوگیری می‌شود. این فرآیند باعث کاهش ترک‌های انقباضی و افزایش دوام سازه خواهد شد.

2.  افزایش مقاومت در برابر سایش و فرسایش

سازه‌های بتنی که در معرض سایش ناشی از تردد وسایل نقلیه، مواد ساینده و جریان‌های آب قرار دارند، به‌ مرور دچار کاهش ضخامت و کاهش مقاومت سطحی می‌شوند. استفاده از الیاف، باعث بهبود مقاومت بتن در برابر سایش و کاهش نرخ فرسایش سطحی می‌شود که این موضوع برای کاربردهایی مانند باند فرودگاه، کف‌های صنعتی و کانال‌های آب‌رسانی بسیار مفید است.

3.  کاهش نفوذپذیری و افزایش دوام بتن

الیاف بتن به ‌دلیل ایجاد یک شبکه مقاوم در داخل بتن، مانع از گسترش ترک‌های مویین و درنتیجه کاهش نفوذپذیری بتن در برابر آب و مواد شیمیایی خورنده می‌شوند. این خاصیت در سازه‌هایی مانند مخازن آب، تصفیه ‌خانه‌ها، پل‌ها و سازه‌های دریایی که در معرض یون‌های کلرید، سولفات‌ها و سایر عوامل مهاجم قرار دارند، اهمیت زیادی دارد.

4.  کاهش نیاز به آرماتورگذاری

در برخی موارد خاص، استفاده از این محصول می‌تواند جایگزین میلگردهای حرارتی شده و نیاز به شبکه‌ بندی فولادی را کاهش دهد. این امر باعث کاهش هزینه‌های اجرایی، سرعت بیشتر در ساخت و کاهش وزن کلی سازه خواهد شد.

قیمت الیاف بتن

قیمت الیاف بتن به عوامل متعددی بستگی دارد که شامل نوع مواد سازنده، برند تولید کننده، نوسانات ارزی، مشخصات فنی و میزان سفارش است. همچنین الیاف‌های مورد استفاده در بتن هر کدام بسته به ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خود، قیمت متفاوتی دارند.

استانداردهای بین‌المللی در تعیین کیفیت الیاف بتن مؤثر هستند و می‌توانند بر قیمت نهایی این محصول تأثیر بگذارند. بنابراین انتخاب نوع الیاف بتن باید براساس نیاز پروژه، نوع بتن، شرایط محیطی و هزینه‌های اقتصادی انجام شود تا علاوه بر قیمت مناسب، عملکرد مطلوبی در بهبود خواص مکانیکی و دوام بتن فراهم گردد.

برند پروفاب علاوه بر رعایت استانداردهای جهانی در تولید الیاف بتن و ارائه تنوع گسترده در این محصولات، قیمت مقرون ‌به ‌صرفه‌تری نسبت به سایر برندها دارد.همچنین تولید این محصول در انواع مختلف (ازجمله پلی ‌پروپیلن، فولادی، سنتتیک و پلاستیکی) متناسب با نیازهای گوناگون پروژه‌های ساختمانی و صنعتی باعث شده است که مشتریان بتوانند با درنظرگرفتن شرایط اقتصادی، گزینه‌ای باکیفیت و مقرون‌ به ‌صرفه را انتخاب کنند.

خرید الیاف بتن

خرید الیاف بتن برای بهبود خواص مکانیکی و دوام سازه‌های بتنی نیازمند بررسی نمودن دقیق ویژگی‌هایی همچون مشخصات فنی، نوع، میزان مصرف و تأثیر آن بر عملکرد نهایی بتن می‌باشد. چنانچه این الیاف‌ها به صورت نادرست انتخاب شوند می‌توانند منجر به کاهش کیفیت بتن و افزایش هزینه‌های اجرایی گردند. ضروریست در هنگام خرید این محصولات، عواملی مانند نوع پروژه، شرایط محیطی، میزان بارگذاری، قابلیت سازگاری الیاف با سایر اجزای بتن و استانداردهای کیفی را مورد توجه قرار دهید.

جهت اطلاعات بیشتر از محصولات برند پروفاب، می‌توانید از تب تماس با ما یا چت واتساپ، از کارشناسان فروش مشاوره دریافت نموده و از قیمت هر کدام اطلاع حاصل نمایید.

پرسش و پاسخ: 

1. بتنی که در آن الیاف به کار رفته چه نامیده می‌شود؟

بتن آرمه شده با الیاف یا بتن الیافی FRC (Fiber - reinforced concrete)

2. تفاوت بتن الیافی(FRC) با بتن بدون الیاف در چیست؟

بتن الیافی (FRC) نسبت به بتن بدون الیاف مقاومت بالاتری در برابر ورقه ورقه شدن، سایش، ضربه، کشش و تحمل بار دارد. بنابراین با ایده پراکندگی الیاف مسلح کننده در سطح بتن، می‌توان علاوه بر افزایش مقاومت، از آسیب‌ها و ترک‌خوردگی بتن جلوگیری نمود و در نهایت نسبت به بتن مسلح معمولی، از بتنی با طول عمر بیشتر بهره‌مند شد.

3. تفاوت کاربری الیاف پلی پروپیلن با طول 6 میلیمتر و 12 میلیمتر در چیست؟

الیاف پلی پروپیلن (P.P) با طول 6 میلیمتر برای پلاستر، گچ و قطعات نازک و الیاف پلی پروپیلن (P.P) با طول 12 میلیمتر برای بتن و ملات سیمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

4. برای جلوگیری از کلوخه شدن الیاف بتن و پخش شدن یکنواخت آن در بتن چه راهکاری وجود دارد؟

دو راهکار اصلی برای پخش یکنواخت الیاف در بتن به شرح ذیل می‌باشد:

• الیاف با دست جدا شده و داخل میکسر ریخته شود و میکسر در حال چرخش باشد و عملیات میکس به ازای هر مترمکعب بتن به میزان حداقل 1 دقیقه برای ترکیب یکنواخت انجام شود.
• از روان کننده بتن برای سهولت پخش شدن الیاف در بتن استفاده شود.

5. بهترین روش افزودن الیاف به بتن چیست؟

بهترین روش افزودن الیاف به مواد خشک طرح اختلاط بتن و سپس افزودن آب و میکس کردن می‌باشد.

تا شماره 5 در سایت بارگذاری شد

6. میزان آب و سیمان مصرفی برای تولید بتن الیافی به چه صورت است؟

نسبت آب به سیمان4%  تا 6% و میزان سیمان مصرفی بین 250 تا 450 کیلوگرم در متر مکعب می‌باشد.

7. برای بتن الیافی کدام نوع ویبره مناسب است؟

در اجرای بتن الیافی باید توجه شود که ویبره داخلی کنترل نشده باعث جدایی الیاف بتن می‌شود، لذا برای بتن الیافی ویبره خارجی پیشنهاد می‌شود و زمان بیشتری جهت ویبره نیاز دارد.

8. بتن مسلح شده توسط الیاف فولادی چه مزایایی نسبت به بتن مسلح شده با میلگرد دارد؟

از مزیت‌های بتن مسلح شده با الیاف فلزی نسبت به روش سنتی مقاومت ضربه‌ای بسیار بیشتر، عرض ترک کمتر، عمر مفید بیشتر و مدت زمان اجرای کمتر قابل ذکر می‌باشد.

9. آیا استفاده زیاد از الیاف فولادی در کیفیت بتن مشکلی ایجاد می‌کند؟

چنانچه درصد حجمی الیاف فولادی از 2 درصد تجاوز کند مشکلاتی در کیفیت بتن ایجاد شده و باعث کاهش اسلامپ بتن می‌گردد.

10. اسلامپ مناسب بتن الیافی چه میزان است؟

اسلامپ با توجه به نوع کار و مقاومت مورد نیاز مشخص می‌شود. برای بتن حجیم 25 تا 50 میلیمتر و برای تیر و ستون‌ها تا 100 میلیمتر می‌باشد.