استفاده از فیبر فولادی در ساخت بتن
استفاده از فیبر فولادی در ساخت بتن
فاطمه خنجری- دانشجوی کارشناسی مهندسی عمران- دانشگاه پارس
khanjary.fatemeh@yahoo.com
سارا صحرائی- دانشجوی کارشناسی مهندسی عمران- دانشگاه پارس
Holo.sahraiee@gmail.com
چکیده
ما امروزه در صنعت ساختمان نیاز به مصالحی داریم که مقاومت کششی و فشاری بتن را افزایش داده و از ترک خوردگی بتن جلوگیری کند. استفاده همزمان از چند الیاف در مخلوط بتن سبب افزایش مقاومت کششی، جلوگیری از ترک و افزایش نرمی در بتن سخت شده، می‌گردد. الیاف در همه جهات در بتن پخش شده و در صورت ایجاد ترک در بتن، الیاف وارد عمل شده و از گسترش ترک جلوگیری می‌کند. چند سالی است که از بتن با الیاف مختلف در روسازی راه‌ها و فرودگاه‌ها،پی‌های عظیم و پوشش بتنی تونل‌ها استفاده می‌شود. الیاف‌های فولادی از اقتصادی‌ترین و مناسب‌ترین نوع الیاف‌ها است که دارای مدول الاسیسیته و کرنش شکست بالا بوده و قابلیت شکل پذیری مناسب و مقاومت کششی بالا دارد. نسبت ظاهری یک رشته الیاف، تأثیر قابل توجهی در مقاومت الیاف دارد و الیاف‌های فولادی برای بهبود رفتار بتن به شکل انتهای قلاب‌دار،دندانه‌دار، مستقیم و…ساخته می‌شوند. الیاف‌های فولاد کاربردی‌تری نوع الیاف‌ها هستند چون که به راحتی با دیگر مواد بتن، مخلوط می‌شوند. الیاف‌های فولادی در کف سازی خیابان‌ها، سازه‌های تحت ضربه و انفجار و در قسمت‌هایی که در معرض تغییرات بالای دما هستند،کاربرد دارند. در ادامه پژوهش با شناخت کامل الیاف فولادی به معرفی بتن مصلح با فولاد و مزایای آن خواهیم پرداخت.
در کل می‌توانیم بگوییم استفاده از مواد الیافی به خصوص فولادی در صنعت ساخت بتن می‌تواند کمک بزرگی باشد. با توجه به اینکه مهندسین و مشاوران و پیمانکاران از صنعت ساخت چنین بتنی به طور کامل اطلاعی ندارند.کاربرد این الیاف در ساخت بتن به اندازه ای که باید محبوبیت داشته باشد، ندارد. بنابر‌این ما با بررسی مطالبی که در حوزه ی فیبر فولادی صورت گرفت می‌توانیم بگوییم که با کاربرد بتن الیافی به خصوص الیاف فولادی در حوزه ی ساخت،حمل و نقل،… می توان کیفیت مطلوبی داشته باشیم.
کلمات کلیدی: بتن الیافی،مقاومت کششی، بتن مسلح،اختلاط بتن
مقدمه
بتن مسلح به الیاف فولادی [1]SFRC، بتنی است که از الیاف فولادی برای مسلح سازی آن استفاده می‌شود. این نوع بتن، در حال حاضر کاربردهای کمی دارد، اما با توجه به قابلیت‌های فراوان بتن مسلح به الیاف فولادی، کمیته 544 موسسه ACI معتقد است از این نوع بتن در آینده به مراتب استفاده خواهد شد. در حال حاضر اطلاعات مهندسین و متخصصین فعال در حوزه ساخت و سازه نسبت به این نوع الیاف و این نوع مسلح سازی بسیار کم است. (افزیر،2019)
ﻣﺎ اﻣﺮوزه در ﺻﻨﻌﺖ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﻧﯿﺎز ﺑﻪ ﻣﺼﺎﻟﺤﯽ دارﯾﻢ ﮐﻪ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﮐﺸﺸﯽ و ﻓﺸﺎری ﺑﺘﻦ را اﻓﺰاﯾﺶ داده و از ﺗﺮک ﺧﻮردﮔﯽ ﺑﺘﻦ ﺟﻠﻮﮔﯿﺮی ﮐﻨﺪ.اﺳﺘﻔﺎده ﻫﻤﺰﻣﺎن از ﭼﻨﺪ اﻟﯿﺎف در ﻣﺨﻠﻮط ﺑﺘﻦ، ﺳﺒﺐ اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﮐﺸﺸﯽ، ﺟﻠﻮﮔﯿﺮی از ﺗﺮک و اﻓﺰاﯾﺶ ﻧﺮﻣﯽ در ﺑﺘﻦ ﺳﺨﺖ ﺷﺪه، ﻣﯽ ﺷﻮد.اﻟﯿﺎف درﻫﻤﻪ ﺟﻬﺎت در ﺑﺘﻦ ﭘﺨﺶ ﺷﺪه و در ﺻﻮرت اﯾﺠﺎد ﺗﺮک در ﺑﺘﻦ، اﻟﯿﺎف وارد ﻋﻤﻞ ﺷﺪه و از ﮔﺴﺘﺮش ﺗﺮک ﺟﻠﻮﮔﯿﺮی ﻣﯽ ﮐﻨﺪ.ﭼﻨﺪ ﺳﺎﻟﯽ اﺳﺖ ﮐﻪ از ﺑﺘﻦ ﺑﺎ اﻟﯿﺎف ﻣﺨﺘﻠﻒ در روﺳﺎزی راه ﻫﺎ و ﻓﺮودﮔﺎه ﻫﺎ،ﭘﯽ ﻫﺎی ﻋﻈﯿﻢ و ﭘﻮﺷﺶ ﺑﺘﻨﯽ ﺗﻮﻧﻞ ﻫﺎ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽ ﺷﻮد.
اﻟﯿﺎف ﻫﺎی ﻓﻮﻻدی از اﻗﺘﺼﺎدی ﺗﺮﯾﻦ و ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺗﺮﯾﻦ ﻧﻮع اﻟﯿﺎف ﻫﺎ ﮐﻪ دارای ﻣﺪول اﻻﺳﺘﯿﺴﯿﺘﻪ و ﮐﺮﻧﺶ ﺷﮑﺴﺖ ﺑﺎﻻ ﺑﻮده و ﻗﺎﺑﻠﯿﺖ ﺷﮑﻞ ﭘﺬﯾﺮی ﻣﻨﺎﺳﺐ و ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﮐﺸﺸﯽ ﺑﺎﻻ دارﻧﺪ.ﻧﺴﺒﺖ ﻇﺎﻫﺮی ﯾﮏ رﺷﺘﻪ اﻟﯿﺎف،ﺗﺎﺛﯿﺮ ﻗﺎﺑﻞ ﺗﻮﺟﻬﯽ در ﻣﻘﺎوﻣﺖ اﻟﯿﺎف دارد و اﻟﯿﺎف ﻫﺎی ﻓﻮﻻدی ﺑﺮای ﺑﻬﺒﻮد رﻓﺘﺎر ﺑﺘﻦ ﺑﻪ ﺷﮑﻞ اﻧﺘﻬﺎی ﻗﻼب دار،دﻧﺪاﻧﻪ دار،ﻣﺴﺘﻘﯿﻢ و…ﺳﺎﺧﺘﻪ ﻣﯽ ﺷﻮﻧﺪ (وظیفه خواه،مناف پور، 1389). اﻟﯿﺎف ﻫﺎی ﻓﻮﻻدی ﮐﺎرﺑﺮدی ﺗﺮﯾﻦ ﻧﻮع اﻟﯿﺎف ﻫﺎ ﻫﺴﺘﻨﺪ ﭼﻮن ﮐﻪ ﺑﻪ راﺣﺘﯽ ﺑﺎ دﯾﮕﺮ ﻣﻮاد ﺑﺘﻦ،ﻣﺨﻠﻮط ﻣﯽ ﺷﻮﻧﺪ.اﻟﯿﺎف ﻫﺎی ﻓﻮﻻدی در ﮐﻒ ﺳﺎزی ﺧﯿﺎﺑﺎن ﻫﺎ،ﺳﺎزه ﻫﺎی ﺗﺤﺖ ﺿﺮﺑﻪ و اﻧﻔﺠﺎر و در ﻗﺴﻤﺖ ﻫﺎﯾﯽ ﮐﻪ در ﻣﻌﺮض ﺗﻐﯿﯿﺮات ﺑﺎﻻی دﻣﺎ ﻫﺴﺘﻨﺪ،ﮐﺎرﺑﺮد دارﻧﺪ.ﺑﺘﻦ مسلح ﺑﻪ اﻟﯿﺎف ﻓﻮﻻدی ﻤﺎﻧﻨﺪ ﺑﺘﻦ ﺳﺎده رﯾﺨﺘﻪ و ﻣﺘﺮاﮐﻢ و ﻃﺮاﺣﯽ ﻣﺨﻠﻮط آﻧﻬﺎ ﻧﯿﺰاﺳﺎﺳﺎً ﺷﺒﯿﻪ اﺳﺖ.اﻟﺒﺘﻪ ﻣﺎ ﺑﺎﯾﺪ ﻣﻼﺣﻈﺎت ﻻزم ﺑﺮای ﭘﺨﺶ ﯾﮑﻨﻮاﺧﺖ اﻟﯿﺎف و ﺟﻠﻮﮔﯿﺮی از ﮔﻠﻮﻟﻪ ای ﺷﺪن را اﻧﺠﺎم دﻫﯿﻢ.اﻟﯿﺎف ﺑﻪ ﻋﻠﺖ آﺳﺎﻧﯽ ﭘﺨﺶ ﺑﺎﯾﺪ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺧﺸﮏ وارد ﻣﺨﻠﻮط ﺷﻮد(وظیفه خواه،مناف پور، 1389)
ﺗﺎﺛﯿﺮ اﻟﯿﺎف ﻓﻮﻻدی و ﭘﻠﯽ ﭘﺮوﭘﯿﻠﻦ ﺑﺮ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﮐﺸﺸﯽ ﺑﺘﻦ ﻫﺎی اﻟﯿﺎﻓﯽ ﺑﺎ ﻣﻘﺎوﻣﺖ زﻣﯿﻨﻪ ﯾﮑﺴﺎن
اﻣﺮوزه ﺑﺘﻦ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﯾﮑﯽ از ﭘﺮ ﻣﺼﺮف ﺗﺮﯾﻦ ﻣﺼﺎﻟﺢ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎﻧﯽ در ﺟﻬﺎن ﺷﻨﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ. اﻗﺘﺼﺎدی ﺑﻮدن،در دﺳﺘﺮس ﺑﻮدن اﺟﺰا ﺗﺸﮑﯿﻞ دﻫﻨﺪه،ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺧﻮب آن در ﻣﻘﺎﺑﻞ آﺗﺶ ﺳﻮزی و ﻋﻮاﻣﻞ ﺟﻮی، ﻗﺎﺑﻠﯿﺖ ﻗﺮار ﮔﯿﺮی در ﺷﮑﻞ ﻫﺎ و ﻗﺎﻟﺐ ﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ و ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻓﺸﺎری ﺑﺎﻻ ﻋﻮاﻣﻠﯽ اﺳﺖ ﮐﻪ ﺳﺒﺐ ﻣﻘﺒﻮﻟﯿﺖ ﻋﻤﻮﻣﯽ در اﺳﺘﻔﺎده از ﺑﺘﻦ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﯾﮏ ﻣﺎده ﺳﺎﺧﺘﻤﺎﻧﯽ ﻣﯽ ﮔﺮدد. از ﻃﺮﻓﯽ ﺑﺘﻦ ﺗﺤﺖ ﻧﯿﺮوی ﮐﺸﺸﯽ ﺑﺴﯿﺎر آﺳﯿﺐ ﭘﺬﯾﺮ ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ ﮐﻪ اﯾﻦ ﺿﻌﻒ در ﻋﻤﻞ ﺑﻪ وﺳﯿﻠﻪ ﻣﯿﻠﮕﺮد ﻫﺎ و ﯾﺎ ﻓﻮﻻدﻫﺎی ﭘﯿﺶ ﺗﻨﯿﺪﮔﯽ ﺟﺒﺮان ﻣﺷﻮد.اﺳﺘﻔﺎده از ﻣﯿﻠﮕﺮد در ﻫﻤﻪ ﺟﺎ اﻣﮑﺎن ﭘﺬﯾﺮ ﻧﺒﻮده ﯾﺎ از ﻟﺤﺎظ اﻗﺘﺼﺎدی ﻣﻘﺮون ﺑﻪ ﺻﺮﻓﻪ ﻧﻤﯽ ﺑﺎﺷﺪ.ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر اﯾﺠﺎد ﺷﺮاﯾﻂ اﯾﺰوﺗﺮوﭘﯽ و ﮐﺎﻫﺶ ﺿﻌﻒ ﺷﮑﻨﻨﺪﮔﯽ و ﺗﺮدی ﺑﺘﻦ ﺗﺎ ﺣﺪ اﻣﮑﺎن،در ﭼﻨﺪ دﻫﻪ اﺧﯿﺮ اﺳﺘﻔﺎده از اﻟﯿﺎف ﮐﻪ در ﺗﻤﺎم ﺣﺠﻢ ﺑﺘﻦ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﯾﮑﻨﻮاﺧﺖ ﭘﺮاﮐﻨﺪه ﻣﯽ ﺷﻮد ﻣﺘﺪاول ﺷﺪه اﺳﺖ.ﻫﻢ اﮐﻨﻮن از ﺑﺘﻦ اﻟﯿﺎﻓﯽ در ﮐﺎرﺑﺮدﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ از ﻗﺒﯿﻞ روﺳﺎزی ﺟﺎده ﻫﺎ،ﮐﻒ ﺳﺎﻟﻦ ﻫﺎی صنعت پلﻫﺎ،ﺗﻮﻧﻞ ﻫﺎ،دال ﻫﺎ،ﺳﺎﺧﺖ ﭘﻨﺎﻫﮕﺎه ﻫﺎ و اﻧﺒﺎرﻫﺎی ﻧﮕﻬﺪاری ﻣﻮاد ﻣﻨﻔﺠﺮه و ﺳﺎﺧﺖ ﺑﺎﻧﺪ ﻓﺮودﮔﺎه ﻫﺎ اﺳﺘﻔﺎده وﺳﯿﻊ ﺑﻪ ﻋﻤﻞ ﻣﯽ آﯾﺪ. ﺑﺘﻦ ﻣﺴﻠﺢ اﻟﯿﺎﻓﯽ در ﺣﻘﯿﻘﺖ ﻧﻮﻋﯽ از ﮐﺎﻣﭙﻮزﯾﺖ اﺳﺖ ﮐﻪ ﯾﮏ ﭘﺎرﭼﮕﯽ و ﭘﯿﻮﺳﺘﮕﯽ ﻣﻨﺎﺳﺒﯽ داﺷﺘﻪ و اﻣﮑﺎن اﺳﺘﻔﺎده از ﺑﺘﻦ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﯾﮏ ﻣﺎده ﺷﮑﻞ ﭘﺬﯾﺮ را ﻓﺮاﻫﻢ ﻣﯽ آورد. اﻣﺮوزه در دﻧﯿﺎ اﻧﻮاع ﺑﺴﯿﺎر ﻣﺘﻨﻮﻋﯽ از اﻟﯿﺎف ﺑﺮای ﮐﺎرﺑﺮد ﻫﺎی ﮔﻮﻧﺎﮔﻮن در ﺑﺘﻦ وﺟﻮد دارد ﮐﻪ از ﭘﺮ ﮐﺎرﺑﺮد ﺗﺮﯾﻦ آﻧﻬﺎ ﻣﯽ ﺗﻮان ﺑﻪ اﻟﯿﺎف ﻓﻮﻻدی و اﻟﯿﺎف ﭘﻠﯽ ﭘﺮوﭘﯿﻠﻦ اﺷﺎره ﮐﺮد. (وظیفه خواه،مناف پور، 1389)
انواع الیاف فولادی
الیاف فولادی دارای انواع مختلفی برحسب شکل مقطع هستند. دایره‌ای شکل، مستطیلی شکل، نیم‌دایره‌ای شکل، مقاطع نامنظم یا متغیر در طول.همچنین این الیاف می‌توانند صاف و یا خمیده با ابعاد مختلف باشند. برای توصیف این پارامتر، از فاکتوری به نام نسبت تصویر[2] استفاده می‌شود. این پارامتر، حاصل تقسیم طول به قطر است (در صورتی که مقطع دایره‌ای نباشد، می‌توان قطر دایره معادل با سطح مقطع مورد نظر را محاسبه نمود). همچنین این الیاف در دو حالت قلاب‌دار و ساده موجود هستند. نوع قلاب‌دار آن بسیار بهتر از نوع ساده آن است و به لحاظ کیفیتی و کمیتی موجب بهبود خواص بیشتری از بتن SFRC می‌شود (افزیر،2019)
مزایای الیاف فولادی
افزایش کرنش گسیختگی، افزایش مقاومت در برابر ضربه، افزایش جذب انرژی، افزایش مقاومت کششی، افزایش مقاومت در برابر خستگی، افزایش مقاومت در برابر تنش‌های حرارتی و جمع شدگی، افزایش مقاومت برشی، خمشی و فشاری، صرفه‌جویی در زمان، هزینه و مصالح، افزایش چکش‌خواری یا شکل‌پذیری. در اشکال زیر به ترتیب تأثیر افزایش درصد الیاف فولادی با نسبت تصویرهای مختلف، در مقاومت فشاری، چگالی بتن، مقاومت کششی، مقاومت خمشی، رفتار بعد از پیک بتن، سختی بتن و مدول الاستیسیته آن، مطابق پژوهش جیامونگ گائو و همکاران در سال 1997 ارائه شده است. همان‌طور که ذکر شد و در این تحقیق مشخص است، افزایش درصد الیاف فولادی موجب بهبود خواص بتن SFRC می‌گردد. (افزیر،2019)
معایب الیاف فولادی
بتن‌های مسلح شده با الیاف فولادی یا SFRC در محیط‌های خوردگی دارای نقص هستند و ممکن است سطح بتن در این محیط‌ها آسیب ببیند.از بتن مسلح به الیاف فولادی می‌تواند در موارد زیر استفاده نمود: پل بزرگ‌راه‌ها،سدها و سازه‌های هیدرولیکی، مهندسی راه‌آهن، پروژه‌های بندرسازی و سازه‌های دریایی، تونل سازی و معدن. (افزیر،2019)
اوﻟﯿﻦ ﺗﻼش اﺻﻠﯽ ﺑﺮای ﻣﺴﻠﺢ ﮐﺮدن ﺑﺘﻦ ﺑﻪ وﺳﯿﻠﻪ ﺟﺎﮔﺬاری اﻟﯿﺎف ﻓﻮﻻدی در دﻫﻪ 1960 در ﮐﺸﻮر آﻣﺮﯾﮑﺎ ﺻﻮرت ﮔﺮﻓﺖ.اﻟﯿﺎف ﻓﻮﻻدی دارای ﻣﺪول اﻻﺳﺘﯿﺴﯿﺘﻪ و ﮐﺮﻧﺶ ﺷﮑﺴﺖ ﺑﺎﻻﯾﯽ ﺑﻮده ﮐﻪ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻗﺎﺑﻠﯿﺖ ﺷﮑﻞ ﭘﺬﯾﺮی ﻣﻨﺎﺳﺐ و ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﮐﺸﺸﯽ ﺑﺎﻻ از ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺗﺮﯾﻦ و اﻗﺘﺼﺎدی ﺗﺮﯾﻦ ﻧﻮع اﻟﯿﺎف ﺑﻪ ﺣﺴﺎب ﻣﯽ آﯾﺪ. اﯾﻦ ﻧﻮع اﻟﯿﺎف ﺑﻪ اﺷﮑﺎل ﻇﺎﻫﺮی ﮔﻮﻧﺎﮔﻮن ﻣﺴﺘﻘﯿﻢ،اﻧﺘﻬﺎی ﻗﻼب دار،دﻧﺪاﻧﻪ دار و…(ﺟﻬﺖ ﺑﻬﺒﻮد رﻓﺘﺎر ﺑﺘﻦ ﻗﺎﺑﻞ ﺳﺎﺧﺖ اﺳﺖ و ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ اﺧﺘﻼط آﻧﻬﺎ ﺑﺎ دﯾﮕﺮ ﻣﻮاد ﺑﺘﻦ ﺑﻪ ﺳﻬﻮﻟﺖ اﻧﺠﺎم ﭘﺬﯾﺮ اﺳﺖ.ﺑﺎ اﻓﺰودن اﻟﯿﺎف ﻓﻮﻻدی ﺑﻪ ﺑﺘﻦ، ﺧﻮاص ﻣﮑﺎﻧﯿﮑﯽ آن ﻧﻈﯿﺮ اﺳﺘﺤﮑﺎم، ﺷﮑﻞ ﭘﺬﯾﺮی، دوام و ﻋﻤﻠﮑﺮد ﺗﺤﺖ ﺑﺎر دﯾﻨﺎﻣﯿﮑﯽ و ﺿﺮﺑﻪ ﺑﻬﺒﻮد ﻣﯽ ﯾﺎﺑﺪ.اﻟﯿﺎف ﻓﻮﻻدی،اﻧﺮژی ﺷﮑﺴﺖ ﺗﺤﺖ ﺑﺎر ﺿﺮﺑﻪ را ﺗﻘﺮﯾﺒﺎ 2.5 ﺑﺮاﺑﺮ ﺑﺮای ﺑﺘﻦ ﺑﺎ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻣﻌﻤﻮﻟﯽ و ﺗﻘﺮﯾﺒﺎ 3.5 ﺑﺮاﺑﺮ ﺑﺮای ﺑﺘﻦ ﺑﺎ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺎﻻ اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﯽ دﻫﺪ. اﯾﻦ ﻣﺰﯾﺖ ﻫﺎ ﺳﺒﺐ ﻣﯽ ﺷﻮد ﮐﻪ اﻟﯿﺎف ﻓﻮﻻدی ﺑﯿﺸﺘﺮﯾﻦ ﮐﺎرﺑﺮد را ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺳﺎﯾﺮ اﻧﻮاع اﻟﯿﺎف داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ..(مناف پور،1389)
ﮐﻤﯿﺘﻪ 544 اﻧﺠﻤﻦ ﺑﺘﻦ آﻣﺮﯾﮑﺎ (ACI) اوﻟﯿﻦ ﮔﺰارش ﺧﻮد را در ﺧﺼﻮص ﺑﺘﻦ اﻟﯿﺎﻓﯽ در ﺳﺎل 1973 ﻣﻨﺘﺸﺮ ﻧﻤﻮد ﮐﻪ در ﺳﺎل ﻫﺎی اﺧﯿﺮ ﻣﻮرد ﺑﺎزﺑﯿﻨﯽ ﻣﺠﺪد ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ.ﺑﺴﯿﺎری اﻓﺮاد ﺗﺎﺛﯿﺮ ﻧﺮﻣﻪ ﺳﯿﻠﯿﺲ و اﻟﯿﺎف ﻓﻮﻻدی ﺑﺮ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺿﺮﺑﻪ ای و ﺧﻮاص ﻣﮑﺎﻧﯿﮑﯽ ﺑﺘﻦ را ﺑﺮرﺳﯽ ﮐﺮدﻧﺪ ﮐﻪ ﻧﺘﺎﯾﺞ اﯾﻦ ﺗﺤﻘﯿﻘﺎت ﺑﻪ اﯾﻦ ﺻﻮرت ﺑﻮد ﮐﻪ ﺑﺎ اﻓﺰودن اﻟﯿﺎف ﻓﻮﻻدی،ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﮐﺸﺸﯽ و ﺧﻤﺸﯽ ﺑﻬﺒﻮد ﻣﯽ ﯾﺎﺑﺪ.ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﺑﺎ اﺿﺎﻓﻪ ﮐﺮدن اﻟﯿﺎف ﻓﻮﻻدی ﺑﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎی ﺣﺎوی ﻧﺮﻣﻪ ﺳﯿﻠﯿﺲ،ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺿﺮﺑﻪ ای و ﺷﮑﻞ ﭘﺬﯾﺮی ﺑﺘﻦ ﺑﻪ ﻃﻮر ﻗﺎﺑﻞ ﻣﻼﺣﻈﻪ ای اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﯽ ﯾﺎﺑﺪ.ﮔﺮوه دﯾﮕﺮ ﺑﺮ روی رﻓﺘﺎر ﺳﺘﻮن ﻫﺎی ﺑﺘﻨﯽ ﻣﺴﻠﺢ ﺑﻪ اﻟﯿﺎف را ﺗﺤﺖ آﺗﺶ ﺳﻮزی ﺑﺮرﺳﯽ ﮐﺮدﻧﺪ و ﻧﺘﺎﯾﺞ اﯾﻦ آزﻣﺎﯾﺸﺎت ﻧﺸﺎن ﻣﯽ دﻫﺪ ﮐﻪ ﻟﺴﺘﻔﺎده از اﻟﯿﺎف ﻓﻮﻻدی و ﭘﻠﯽ ﭘﺮوﭘﯿﻠﻦ در ﺑﺘﻦ، رﻓﺘﺎر ﺳﺘﻮن ﻫﺎ را ﺗﺤﺖ آﺗﺶ ﺳﻮزی ﺑﻬﺒﻮد ﻣﯽ ﺑﺨﺸﺪ.اﻟﯿﺘﻪ ﺳﺘﻮن ﻫﺎ ﻫﻤﻮاره ﺑﻪ ﻣﻘﺪاری ﻣﯿﻠﮕﺮد ﻓﻮﻻدی ﺑﺮای ﻣﻘﺎوﻣﺖ در ﺑﺮاﺑﺮ آﺗﺶ ﻧﯿﺎز دارﻧﺪ ﭘﺲ ﺟﺎﯾﮕﺰﯾﻨﯽ ﻣﯿﻠﮕﺮدﻫﺎی ﻓﻮﻻدی ﺑﺎ اﻟﯿﺎف ﻓﻮﻻدی راه ﺣﻞ ﺧﻮﺑﯽ ﺑﺮای ﻣﻮﻗﻌﯿﺖ ﻫﺎی آﺗﺶ ﺳﻮزی در ﺑﺘﻦ ﻧﻤﯽ ﺑﺎﺷﺪ.آزﻣﺎﯾﺸﺎﺗﯽ ﺑﻌﺪی ﻧﺸﺎن از ﺗﺎﺛﯿﺮ ﺑﺴﯿﺎر ﻣﻮﺛﺮ اﻟﯿﺎف ﻫﺎی ﺣﺪودا 6 و 13 ﻣﯿﻠﯽ ﻣﺘﺮی در ﻣﻨﺎﻃﻖ ﺑﺎ ﺑﺎزﺷﺪﮔﯽ ﺗﺮک ﻫﺎی ﮐﻮﭼﮏ دارد و در ﻣﻘﺎﺑﻞ اﻟﯿﺎف ﻫﺎی ﺑﺎ ﻃﻮل ﺑﯿﺸﺘﺮ)ﺣﺪودا ﺑﺮای ﻣﺜﺎل 35 ﻣﯿﻠﯿﻤﺘﺮی(ﺷﮑﻞ ﭘﺬﯾﺮی ﺧﻮﺑﯽ را در ﺗﺮک ﻫﺎی ﺑﺰرگ و ﻋﺮﯾﺾ ﺗﺎﻣﯿﻦ ﻣﯽ ﮐﻨﻨﺪ.ﺗﺮک ﻫﺎی رﯾﺰ رﺷﺪ ﻣﯽ ﮐﻨﻨﺪ و ﺑﻪ ﻫﻢ ﻣﺘﺼﻞ ﻣﯽ ﺷﻮﻧﺪ و ﺑﻪ ﺗﺮک ﻫﺎی ﺑﺰرگ ﻣﯽ ﭘﯿﻮﻧﺪﻧﺪ.اﻟﯿﺎف ﺑﻠﻨﺪ ﺑﺎ اﻧﺘﻬﺎی ﻗﻼب دار در اﺗﺼﺎل اﯾﻦ ﺗﺮک ﻫﺎ ﺑﺴﯿﺎر ﻓﻌﺎل ﻣﯽ ﺷﻮﻧﺪ..(مناف پور،1389)
شکل شماره 1:چگالی بتن مسلح با فیبر فولادی
شکل شماره 2: مقاومت فشاری بتن مسلح به فیبر فولادی
شکل شماره 3:مقاومت خمشی بتن مسلح به فیبر فولادی
شکل شماره 4:مقاومت کششی بتن مسلح به فیبر فولادی
شکل شماره 5:رفتار بتن مسلح به فیبر فولادی
شکل شماره 6:مدول الاسیسته بتن مسلح به فیبر فولادی
شکل شماره 7: سختی بتن مسلح به فیبر فولادی
تصویر شماره 1
تصویر شماره 2
نتیجه گیری:
- آزﻣﺎﯾﺸﯽ ﮐﻪ ﺑﺮ روی ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺑﺘﻦ ﺑﺎ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺎﻻ ﺑﻪ ﻫﻤﺮاه اﻟﯿﺎف ﻓﻮﻻدی ﺻﻮرت ﮔﺮﻓﺖ ﻧﺸﺎن از اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺿﺮﺑﻪ ای ﻧﻤﻮﻧﻪ در ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ ﺑﺎ ﺑﺘﻦ ﺑﺎ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺎﻻ و ﻓﺎﻗﺪ اﻟﯿﺎف دارد.یکی از ﻣﻬﻤﺘﺮﯾﻦ ﻧﺘﺎﯾﺠﯽ ﮐﻪ در آزﻣﺎﯾﺸﺎت ﺑدﺴﺖ آﻣﺪه اﯾﻦ اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﺮای ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺑﺘﻦ،ﺑﻪ ﻃﻮر ﮐﻠﯽ ﺑﺎ اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﻘﺪار اﻟﯿﺎف و ﻧﯿﺰ اﻓﺰاﯾﺶ ﻧﺴﺒﺖ ﻃﻮل ﺑﻪ ﻗﻄﺮ اﻟﯿﺎف،ﺷﮑﻞ ﭘﺬﯾﺮی اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﯽ ﯾﺎﺑﺪ. ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﻧﻮع ﺷﮑﺴﺖ از ﺣﺎﻟﺖ ﺗﺮد ﺑﺮای ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎی ﻓﺎﻗﺪ اﻟﯿﺎف ﺑﻪ ﺣﺎﻟﺖ ﺷﮑﻞ ﭘﺬﯾﺮ ﺑﺮای ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎی دارای اﻟﯿﺎف ﺗﻐﯿﯿﺮ ﻣﯽ ﯾﺎﺑﺪ. ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ اﺳﺘﻔﺎده از ﻣﻘﺎدﯾﺮ ﺧﯿﻠﯽ ﮐﻢ اﻟﯿﺎف ﺑﻪ دﻟﯿﻞ ﮐﺎﻫﺶ ﻧﺎﮔﻬﺎﻧﯽ ﻧﯿﺮوی ﺣﺪاﮐﺜﺮ و ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻘﺎدﯾﺮ زﯾﺎد اﻟﯿﺎف ﺑﻪ دﻟﯿﻞ اﯾﺠﺎد ﯾﮑﻨﻮاﺧﺘﯽ ﺗﻮﺻﯿﻪ ﻧﻤﯽ ﺷﻮد.
- ﻃﺒﻖ ﻧﺘﺎﯾﺞ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﮐﺸﺸﯽ ﺑﺘﻦ ﻣﺴﻠﺢ ﺑﻪ اﻟﯿﺎف ﻓﻮﻻدی در آزﻣﺎﯾﺶ ﻫﺎی ﺷﮑﺎﻓﺖ ﻧﻤﻮﻧﻪ و ﺧﻤﺶ ﺑﺎ اﻓﺰاﯾﺶ درﺻﺪ ﺣﺠﻤﯽ اﻟﯿﺎف از 0% ﺑﻪ 0.6% ﻋﻤﺪﺗﺎ ﺑﻪ ﻣﻘﺪار ﮐﻤﯽ اﻓﺰاﯾﺶ ﭘﯿﺪا ﻣﯽ ﮐﻨﺪ وﻟﯽ ﺑﺎ اﻓﺰاﯾﺶ درﺻﺪ ﺣﺠﻤﯽ اﻟﯿﺎف از 0.6% ﺑﻪ 1.2% ﺷﺎﻫﺪ اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﺤﺴﻮس ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﮐﺸﺸﯽ ﻫﻤﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ ﺧﻮاﻫﯿﻢ ﺷﺪ.ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎی اﺳﺘﻮاﻧﻪ ای ﺣﺎوی 1.2% اﻟﯿﺎف ﻓﻮﻻدی، ﺑﯿﺸﺘﺮﯾﻦ اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﮐﺸﺸﯽ را ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎی ﺑﺪون اﻟﯿﺎف در ﺳﻨﯿﻦ 7 و 28 روزه دارا ﻣﯽ ﺑﺎﺷﻨﺪ.ﭘﺲ از آن ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎی اﺳﺘﻮاﻧﻪ ای ﺣﺎوی 0.9% اﻟﯿﺎف ﻓﻮﻻدی و 0.2% اﻟﯿﺎف ﭘﺮوﭘﯿﻠﻦ ﺑﯿﺸﺘﺮﯾﻦ اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﮐﺸﺸﯽ را ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎی ﺑﺪون اﻟﯿﺎف دارا ﻣﯽ ﺑﺎﺷﻨﺪ.از ﻃﺮﻓﯽ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﮐﺸﺸﯽ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻣﻨﺸﻮری 500*100*100 mmﺣﺎوی 1.2%،0.9%،0.6% اﻟﯿﺎف ﻓﻮﻻدی ﺑﻪ ﺗﺮﺗﯿﺐ ﺑﯿﺸﺘﺮﯾﻦ اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﮐﺸﺸﯽ را ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎی ﺑﺪون اﻟﯿﺎف در ﺳﻦ 28 روزه دارا ﻣﯽ ﺑﺎﺷﻨﺪ.
- آزمایش‌ها نشان میدهد که قابلیت هدایت حرارتی ملات با الیاف فولادی با 40 تا 120 کیلوگرم در متر مکعب در فشار اتمسفر، با افزایش مقدار الیاف، افزایش کمی را نشان میدهد. الیاف فولادی در بتن، علاوه بر افزایش قابلیت هدایت گرمایی، بهبود قابل توجهی را در مقاومت بتن در تغییرات ناگهانی و زیاد درجه حرارت به وجود می‌آورد.
- نتایج بررسی مقاومت سایشی بتن الیافی توسط انجمن فولاد ایالت متحده نشان میدهد که عمق سائیده شده بتن الیافی با شن نخودی و الیاف در مقایسه با عمق سائیده شده دال‌های ساخته شده از بتن خالص با شن درشت دانه 270 درصد کمتر است. آزمایش‌هایی که اخیراً توسط گروهی از مهندسین انجام یافته، پیشنهاد می‌کند که مقاومت سایشی بتن الیافی در معرض سایش رسوبات آب در سازه‌های هیدرولیکی تفاوت چندانی با بتن خالص ندارد. این آزمایش‌ها همچنین نشان میدهد که وقتی فرسایش در نتیجه سایش تدریجی بتن به علت حرکت غلطکی ذرات و مواد ریزدانه با سرعت کم از روی سطح بتن است، میزان فرسایش به کیفیت مصالح سنگی و سختی سطح بتن بستگی خواهد داشت و در این حالت الیاف تأثیر چندانی ندارند.
- در واقع اگر کاربرد الیاف با یک نسبت آب به سیمان زیادتر و با حجم زیاد خمیر سیمان همراه باشد، افزایش کمی در مقدار فرسایش می‌تواند به وجود آید. اما وقتی فرسایش در نتیجه خلاء زایی یا سایش ناشی از سرعت زیاد جریان آب و ضربه اجسام و مواد شناور بزرگ جریان آب باشد، بتن الیافی مقاومت فرسایشی قابل توجهی را نشان میدهد.
منابع
افریز، گ. م.، 2019. افریز. Available at: https://www.afzir.com/ [تاریخ الوصول 02 04 2019].
عمران‌سافت، 2019. عمران سافت. Available at: http://www.omransoft.ir/ [تاریخ الوصول 02 04 2019].
واقفی , م. پولادی,. ع., 1394. تأثیر پلی پروپیلن،فولادی و شیشه ای بر مقاومت فشاری و خمشی نمونه های بتنی با استفاده از مصالح سنگی. بوشهر, گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه خلیج فارس، بوشهر، ایران.
وظیفه خواه، ن. و مناف پور، ع.، 1389. بررسی آزمایشگاهی مقاومت کششی بتن با الیاف فولادی. مکان غیر معروف، اسم غیر معروف
وظیفه خواه, ن. مناف پور, ع., زمستان 1391. تصویر الیاف فولادی و پلی پروپیلن بر مقاومت کششی بتن های الیافی با مقاومت زمینه ی یکسان. s.l., نشریه ی مهندسی عمران و محی زیست.