منو
استفاده از الیاف در پروژه‌های بتنی بسیار گسترش یافته است. در این مقاله سعی داریم کاربردهای بتن الیافی و امکان استفاده از آن در پروژه‌های متفاوت را بررسی کنیم
قدمت استفاده از الیاف در ساخت و سازها به بیش از 4000 سال قبل باز می‌گردد و این موضوع نشان دهنده دانش پیشرفته ایرانیان در زمینه مصالح ترکیبی و ساخت ملات بوده است. ملات کاه گل همان شیوه سنتی ملات‌های الیافی امروزی است که نشانه‌های استفاده از آن در بسیاری از سازه‌های باستانی گزارش شده است. در بناهای پاسارگاد و شوش، کاخ‌های هفتگانه تخت جمشید و بناهایی مانند کاخ فیروزآباد و ایوان مدائن و مجموعه ارگ بم استفاده از الیاف طبیعی به وفور دیده شده است. بنابراین استفاده از الیاف برای تقویت مواد و مصالحی که مقاومت کششی ضعیف‌تری از مقاومت فشاری داشتند به دوران باستان بر می‌گردد. کامپوزیت سیمان و پنبه کوهی به عنوان نخستین ماده مرکب کامپوزیتی مدرن در سال 1900 میلادی توسعه یافت. آنچه که ما امروز به عنوان بتن الیافی می‌شناسیم از اواخر دهه 1960 میلادی مورد توجه قرار گرفته و استفاده از آن تا به امروز با پیشرفت‌های قابل توجهی همراه بوده است.
سابقه استفاده از الیاف در بناهای خشتی به عنوان یک عامل مسلح کننده
به طور کلی بتن الیافی در حوزه‌های مختلف زیر کاربرد دارد:
در ادامه می‌خواهیم به طور مفصل‌تر به بررسی کاربرد بتن حاوی الیاف فولادی و الیاف پلیمری کورتا در موارد یاد شده در بپردازیم.
انواع مختلف دال‌های زمینی مانند کفسازی‌های بتنی مسکونی و صنعتی، پارکینگ‌های طبقاتی یکی از اصلی ترین زمینه‌های کاربرد بتن الیافی است. الیاف ماکروسنتتیک یا الیاف فولادی کورتا به عنوان تنها عامل مسلح کننده بتن است. در این کاربری‌ها و در شیوه سنتی میلگردهای حرارتی به منظور کنترل عرض ترک خوردگی و تامین ظرفیت باربری پس از ترک خوردگی بتن مورد استفاده قرار می‌گیرند اما امروزه استفاده از الیاف ماکرو (شامل پلیمری و فولادی) به عنوان جایگزین میلگردهای حرارتی مورد توجه قرار گرفته است. استفاده از الیاف می‌تواند علاوه بر جلوگیری از گسترش ترک‌های پلاستیک و کنترل عرض ترک خوردگی‌ها منجر به افزایش طاقت و جذب انرژِی و افزایش ظرفیت باربری پس از ترک خوردگی شوند. مقدار تقریبی الیاف پیشنهادی ماکروسنتتیک برای جایگزینی با میلگردهای حرارتی در کف سازی های بتنی مقداری بین 1/5 تا 3 کیلوگرم بر مترمکعب می‌باشد. همچنین پیشنهاد می‌گردد مقدار 0/5 الی 1 کیوگرم الیاف میکرو پلی‌پروپیلن به عنوان مکمل الیاف ماکروسنتتیک در کفسازی‌ها مورد استفاده قرار گیرد. با استفاده از الیاف هزینهها و زمان لازم برای آرماتور بندی نیز حذف میشود و در اجرای آن نیاز به نیروی انسانی کمتری می‌باشد. با آنالیزهای صورت گرفته در پروژه‌های کفسازی می‌توان گفت در کوتاه مدت هزینه استفاده از الیاف نسبت به میلگرد حرارتی 30 تا 50 درصد کاهش مییابد. همچنین لازم بذکر است استفاده از الیاف باعث کاهش چشمگیر هزینه‌های نگهداری و تعمیرات در دراز مدت نیز خواهد شد.
میلگردهای فولادی که برای کنترل ترک‌های جمع شدگی و حرارتی در قسمت بتنی سقف‌های کامپوزیت عرشه فولادی استفاده می‌شوند را می‌توان با الیاف‌های ماکروسنتتیک و ماکروفولادی جایگزین کرد. در این نوع کاربری عموما استفاده از 2/5 کیلوگرم الیاف ماکروپلیمری به همراه 0/5 تا 1 کیلوگرم الیاف پلی‌پروپیلن پیشنهاد می‌گردد.
استفاده از الیاف به عنوان جایگزین میلگرد حرارتی در سقف‌های بتنی
(تصویر پروژه شهرک شهید الماسی)
امروزه استفاده از رویه‌های بتنی در کشورهای دیگر بسیار متداول و مرسوم است. خوشبختانه در سال‌های اخیر در کشور ما نیز در چندین پروژه از جمله پروژه‌های محور بیرجند-قائن، آزاد راه تهران شمال و آزاد راه اصفهان-شیراز اجرای رویه بتنی تجربه شده است. یکی از کاربردهای بتن مسلح با الیاف ماکروسنتتیک در رویه‌های بتنی چه به صورت فینیشری و چه به صورت غلتکی است. اجرای سریعتر در مقایسه با سایر روش‌های روسازی بتنی، کاهش هزینه‌های اجرای و هزینه‌های مربوط به تعمیرات و نگهداری، محدود شدن ترک‌های سطحی و عمقی و کاهش افزایش قابل توجه مقاومت در برابر پوسته پوسته شدن بتن از جمله مزایای استفاده از الیاف در روسازی‌های بتنی است.
استفاده از بتن الیافی در پروژه‌های رویه بتنی با دستگاه فینیشری
استفاده از بتن الیافی در پروژه‌های روسازی با بتن غلتکی
(تصویر پروژه بتن غلتکی بزرگراه آزادگان)
استفاده از الیاف ماکروسنتتیک یا ماکرو فولادی به عنوان جایگزین شبکه میلگرد در روسازی بتنی بار اندازهای بنادر و فرودگاه‌ها که در معرض بارهای ضربه‌ای و ترافیکی سنگین هستند از جمله کاربردهای دیگر بتن الیافی است. همچنین با توجه به اهمیت دوام در این گونه پروژه ها و به منظور کاهش هزینه‌های مربوط به تعمیرات و نگهداری استفاده از بتن حاوی الیاف ماکروسنتتیک از لحاظ فنی گزینه بسیار مناسب و از لحاظ اقتصادی گزینه‌ای ارزان به شمار می‌رود.
از جمله کاربردهای دیگر بتن الیافی به منظور کاهش نفوذ پذیری و کنترل عرض و عمق ترک‌ها در بتن عرشه پل‌ها است. جایگزینی الیاف با شبکه میلگرد در عرشه پل باعث حذف عامل خوردگی و افزایش دوام بتن می‌گردد.
از جمله خرابی‌های رایج در ایستگاه‌های عوارضی و ایستگاه‌های خطوط BRT در بحث جمع شدگی، خزش و شیار افتادگی آسفالت است. در سال‌های اخیر تجربه‌های بسیار موفقی از اجرای بتن مسلح با الیاف کورتا در ایستگاه‌های عوارضی و همچنین خطوط BRT حاصل شده است که مشکلات و خرابی‌های پیشین آسفالت به طور کامل رفع شده است.
استفاده از بتن الیافی در ایستگاه‌ها و محل تردد با ترافیک سنگین
(تصویر پروژه عوارضی آزادراه تهران-قزوین)
بتن حاوی الیاف ماکروسنتتیک یا ماکروفولادی از قابلیت جذب انرژی بسیار بالایی برخوردار است و تحت اثر بارهای ضربه‌ای به راحتی از هم پاشیده نمی‌شود. مطالعات انجام شده نشان میدهد که در ضخامت یکسان، شاتکریت حاوی الیاف از لحاظ عملکرد سازهای معادل شبکه آرماتور می‌باشد. از جمله کابردهای دیگر الیاف ماکروسنتتیک در شاتکریت تونل و پایدارسازی شیب است.
استفاده از الیاف در شاتکریت الیافی تونل و پایدارسازی ترانشه‌ها
استفاده از الیاف در قطعات پیش ساخته بتنی به دلیل مزایای فنی و اقتصادی، انتخاب بسیاری از تولید کنندگان است. طیف زیادی از قطعات پیش ساخته از جمله پانل‌های عرشه پل، سگمنت‌های تونل، لوله‌ها و مخازن مربوط به آب و فاضلاب، قطعات تزئینی مانند مبلمان شهری و دیوارهای پیش ساخته بتنی را می‌توان با استفاده از بتن الیافی تولید کرد. قطعات پیش ساخته ممکن است دارای مقطاع نازک باشند بنابراین قرارداد میلگردها یا شبکه فولادی و متراکم کردن بتن می‌تواند زمان بر و مشکل باشد. مسلح سازی با الیاف امکان اتوماسیون بهتر فرآیند تولید، افزایش کنترل کیفیت و بهبود ویژگی‌های محصول نهایی را فراهم می‌کند.
استفاده از الیاف در تولید قطعات پیش‌ساخته نظیر مبلمان شهری
(تصویر پروژه مبلمان شهری زنجان)
با توجه به بهبود قابل توجه شکل پذیری و مقاومت در برابر ضربه و جلوگیری از شکست انفجاری بتن یکی از کاربردهای بتن الیافی در سازه‌های مقاوم در برابر لرزه، ضربه و انفجار است.
یکی از چالش‌های مهم در سازه‌های دریایی بحث خوردگی میلگرد و گسترش خرابی‌های ناشی از آن است. با جایگزینی کامل میلگردهای حرارتی و نیز استفاده از الیاف ماکروپلیمری مشکل‌های مربوط به خوردگی و دوام این نوع از سازه‌ها برطرف می‌گردد.
استفاده از الیاف در تولید قطعات پیش‌ساخته موج شکن ساحلی
(تصویر پروژه ساخت موج شکن ساحلی)
“تمامی تصاویر استفاده شده در این مقاله مربوط به پروژه‌های انجام شده توسط مجموعه کورتا می‌باشد”
برند کورتا از زیر شاخه‌های مجتمع سیرجان (تاسیس 1375) می‌باشد که فعالیت خود را از سال 1390 در خصوص تولید الیاف و افزودنی های مورد مصرف در بتن و آسفالت با استفاده از به روزترین تکنولوژی و ماشین آلات ایتالیایی آغاز نموده است. در طی این سال‌ها این مجموعه موفق به دریافت گواهینامه‌های فنی از مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، دانشگاه امیر کبیر، پژوهشگاه پلیمر، دانشگاه تهران، آزمایشگاه رازی، آزمایشگاه همکار 17025 و پارک علم و فناوری استان کرمان شده است.
شماره تماس: 88750618-021