میزان مصرف الیاف در بتن
یکی از چالش های پر اهمیت در مورد استفاده از بتن الیافی در پروژه های مختلف، تعیین میزان مصرف الیاف فورتا در بتن است. چراکه هر پروژه و هر کاربرد شرایط منحصر بفرد خود را دارد و نمی توان هیچ دو پروژه ای را با شرایط کاملا شبیه به هم یافت. به همین دلیل ما همواره تاکید میکنیم که هرگز نباید یک پیشنهاد ثابت حتی برای کاربری های مشابه انجام داد. برای مثال اینکه ما در حال مصرف الیاف در کفسازی بتنی دو پارکینگ با بارگذاری کاملا یکسان باشیم، اما یکی در محل سرپوشیده (مثلا مجتمع های تجاری/مسکونی) و دیگری در محیط بیرونی باشد، کاملا بر مقدار مصرف الیاف، چه الیاف میکرو که جایگزین میلگرد نمی شود و چه الیاف ماکرو تاثیرگذار است (برای اطلاع از تفاوت الیاف میکرو و ماکرو مقاله الیاف پلیمری را بخوانید تا با این مبحث کاملاً آشنا شوید). به دلیل اینکه تنش های حرارتی در این دو محل متفاوت است و در مقدار مصرف الیاف برای جایگزینی مش های حرارتی یا برای کنترل ترک های پلاستیک کاملا موثر است. این مطلب برای کاربرد الیاف در موارد مصرف مختلف نیز صادق است. برای مثال برای جایگزینی مش بندی در شاتکریت تونل با شرایط بستر خوب، مناسب یا ضعیف، مقدار الیاف ماکروسینتتیک یا فولادی در حالت های مختلف متفاوت است و می بایست طراحی متناسب با هر پروژه جداگانه انجام شود.
نکته مهم و قابل توجه برای مهندسین و صاحبان پروژه ها این است که خوشبختانه روش های استاندارد و فرمول های مستندی برای طراحی مقدار مصرف الیاف به منظور جایگزینی میلگرد در کاربردهای مختلف وجود دارد و این امر می بایست توسط افراد متخصص در زمینه بتن الیافی انجام شود، بنابراین خواهش ما از شما این است که به هیچ وجه طبق نظر افراد غیرمطلع و غیرکارشناس در زمینه بتن الیافی عمل نکنید. با این کار یا کمتر از مقدار واقعی مورد نیاز برای پروژه و یا خیلی بیشتر از آن مصرف میکنید که در هر دو حالت متضرر می شوید.
اما مقدار مصرف الیاف ماکروسینتتیک (پلیمری سازه ای) یا فولادی به منظور جایگزینی میلگرد در کاربردهای متداولی مثل کفسازی های بتنی با بارگذاری مختلف چگونه تعیین می شود؟
کاملا واضح است که تعیین کننده ترین پارامتر در تعیین مقدار مصرف الیاف، کیفیت خود الیاف است. چرا؟ چون ما از الیاف ماکرو (پلیمری یا فولادی) به منظور حفظ باربری پس از ترک خوردگی یا افزایش طاقت خمشی و جذب انرژی بتن و افزایش مقاومت در برابر ضربه استفاده می کنیم. بنابراین در لحظه ایجاد ترک چون کل بار بر روی تارهای الیاف موجود در بتن می افتد، این کیفیت ساخت الیاف (مانند مقاومت کششی، درصد ازدیاد طول، چسبندگی و گیرداری در بتن) است که مقدار باربری پس از ترک اولیه را تعیین می کند. بنابراین کیفیت الیاف ارتباط کاملا مستقیمی با مقدار مصرفش دارد. همچنین اگر کیفیت فیزیک (مقاومت، مدول و ازدیاد طول) دو نوع الیاف کاملا شبیه به هم باشد، آن که تعداد تار بیشتری به ازای هر کیلوگرم داشته باشد، می تواند نتایج بهتری بعد از ترک خوردگی داشته باشد.
روش تعیین مقدار مصرف الیاف در بتن به صورت کامل در مقاله روش تشخیص کیفیت و مقایسه عملکرد الیاف مختلف در بتن توضیح داده شده است. اما به طور خلاصه باید گفت که از پارامترهایی مانند مقاومت پس از ترک (Average Residual Strength) بتن الیافی یا نسبت Re,3 برای طراحی مقدار مصرف الیاف استفاده می شود. این دو پارامتر کاملا وابسته به عملکرد الیاف در بتن در تست طاقت خمشی است.
اما به صورت کلی مقدار مصرف الیاف میکرو (پلی پروپیلن خالص) معمولا بین 0.5 تا 1 کیلوگرم در مترمکعب بتن است. الیاف ماکروسینتتیک معمولا بین 1.5 تا 10 کیلوگرم بر مترمکعب با توجه به نوع و کیفیت الیاف ممکن است استفاده شود. همچنین مقدار مصرف الیاف فولادی در بازه 10 تا 70 کیلوگرم بر مترمکعب (در مواردی ممکن است بیشتر) معمولا مورد مصرف قرار می گیرد. همانطور که تاکید شد مقدار مصرف هر نوع الیافی در بتن فقط و فقط باید با توجه به شرایط هر پروژه جداگانه بررسی و توسط مهندسین مطلع از استانداردها و آیین نامه های بتن الیافی محاسبه شود.
برای دریافت مشاوره رایگان در مورد تهیه بهترین و اقتصادی ترین نوع الیاف و تعیین مقدار مصرف الیاف جایگزین یا کاهنده میلگرد برای پروژه مورد نظرتان با مشاوران فنی کانتک در تماس باشید.
