استفاده از الیاف بتن در سقف های عرشه فولادی

استفاده از الیاف بتن در سقف های عرشه فولادی : 

در این نوع سقف ها پس از اجرای ورق ها و گلمیخ و میلگردهای آتش نشانی ( در صورت وجود ) نوبت به اجرای میلگردهایی که نزدیک به سطح هستند می رسد ، که عمدتاً از میلگردهای 20,6  ،  15,6  ،  20,8  ،  15,8  ،  20,10  ،  15,10  و  20,12  یا  15,12 استفاده می شود که البته میلگردهای اجرا شده در سقف عرشه فولادی به یکی از دلایل زیر می باشد :

الف - آرماتورهای افت و حرارتی
ب - مقاومت در برابر لنگر مثبت در صورتی که از عملکرد کششس ورق فولادی صرفنظر شود 
ج - مقاومت در برابر لنگر منفی در دهانه های ممتد و کنسول ها
د - بارهای متمرکز و یا بازشوها
برای بالابردن کیفیت بتن و کنترل بیشتر ترکهای حرارتی به جای میلگرد حرارتی در این نوع سقف ها می توان از الیاف بتن استفاده نمود که مقدار مصرف حدودی الیاف در بتن الیافی در جدول زیر آورده شده است .

الیاف بتن

الیاف بتن در زمینه مسلح نمودن بتن های درجا ریخته ، پیش ساخته و شاتکریت جهت ارتقاء کیفیت رده بتن ریزی که ضمن بالا بردن مقاومت خمشی وکششی ، استقامت در برابر انفجار و آتش را نیز تضمین نماید .
 
کاربرد الیاف بتن  :
_  کفسازیهای صنعتی و غیرصنعتی
_ روسازی بتنی راه‌ها و فرودگاه‌ها
_سقف‌های عرشه فولادی (جایگزین میلگرد حرارتی) عرشه پل های فلزی و بتنی شاتکریت در سدها و تونل و پل‌ها
_دیوار و قطعات پیش ساخته دیوارهای تونل‌ها و حفاری معادن .
 
مزایای الیاف بتن  :
_عملکرد سه بعدی الیاف در بتن در مقایسه با عملکرد دوبعدی آرماتوربا استفاده از الیاف بتن
_کاهش میزان جمع شدگی بتن تازه و سخت ، با استفاده ازالیاف بتن
_افزایش شکل پذیری، ضربه پذیری و سختی بتن ، با استفاده از الیاف بتن
_افزایش مقاومت در برابر خستگی بتن ، با استفاده از الیاف بتن
_افزایش دوام و طول عمر بتن ، با استفاده از الیاف بتن
_افزایش مقاومت‌های  کششی، خمشی، کنترل ترک‌های ثانویه ،حرارتی بتن ، با استفاده از الیاف بتن
_سازگاری با ساختار بتن ، کاهش هزینه تا 30 درصد ، با استفاده از الیاف بتن
 

بتن الیافی ؛ راهکاری بسیار مهم جهت بالا بردن کیفیت بتن و همزمان پایین آوردن هزینه ها

با گذشت زمان و افزایش جمعیت دنیا نیاز به پیشرفت در زمینه ساخت‌وساز، نگهداری و مقاوم‌سازی سازه‌های موجود و استفاده از تکنولوژی‌های نوین بیش از پیش احساس می‌شود. علاوه بر این لزوم ساخت سازه‌های مقاوم در برابر زلزله به دلیل افزایش لرزه‌خیزی کشورهای دنیا بیشتر احساس می‌شود. از جمله تکنولوژی‌های نوین که جایگاه ویژه‌ای در ساخت‌وساز به خود اختصاص داده، افزودنی‌های بتن و الیاف تقویت‌کننده در غالب بتن الیافی می‌باشد. استفاده از الیاف بتن باعث بهبود خواص مطلوب بتن، همچون مقاومت آن می‌گردد و در بعضی موارد با کاهش وزن بتن ، مصالح بسیار سبکی را فرا راه مهندسین بنا قرار می‌دهد.
بتن الیافی در حقیقت نوعی کامپوزیت است که با بکارگیری الیاف تقویت‌کننده داخل مخلوط بتن، مقاومت کششی فوق‌العاده افزایش می‌یابد. این ترکیب کامپوزیتی، یکپارچگی و پیوستگی مناسبی داشته و امکان استفاده از بتن به عنوان یک ماده شکل‌پذیر جهت تولید سطوح مقاوم پر انحنا را فراهم می‌آورد. بتن الیافی از قابلیت جذب انرژی بالایی نیز برخوردار است و تحت اثر بارهای ضربه‌ای به راحتی ازهم پاشیده نمی‌شود. شاهد تاریخی این فن‌آوری، کاربرد کاه‌گل در بناهای ساختمان به جاب الیاف بتن است. در واقع بتن الیافی نوع پیشرفته این تکنولوژی می‌باشد که الیاف طبیعی و مصنوعی جدید، جانشین کاه و سیمان جانشین گل بکار رفته در کاه‌گل شده است.
بتن الیافی خواص مناسبی همچون شکل‌پذیری بالا، مقاومت فوق‌العاده، قابلیت جذب انرژی و پایداری در برابر ترک خوردن را دارا می‌باشد که متناسب با آن‌ها می‌توان موارد کاربرد فراوانی برای آن یافت.
مقاومت فشاری فوق‌العاده بالا از بتن الیافی با استفاده از دانه‌بندی مناسب که به طور همگن مخلوط شده باشند، بدست می آید. از سوی دیگر، افزایش نیروهای کششی / خمشی، شکستگی و کنترل آسیب به طور عمده به دلیل تقسیم به طور تصادفی از فیبرهای تقویت کننده در اختلاط حاصل می‌شود.
در نتیجه بسیاری از تحقیقات انجام شده روی بتن الیافی ، نشان می‌دهد که FRC در شرایط بارگذاری دینامیکی نسبت به سایر انواع بتن‌ها ویژگی‌های کنترل آسیب فوق‌العاده‌ای دارد.
بطور مثال در ساخت کف سالن‌های صنعتی، می‌توان از الیاف بتن به جای آرماتور که متداول است سود جست. بتن الیافی از بهترین مصالح مورد استفاده در ساخت بناهای مقاوم در برابر ضربه، همچون سازه پناهگاه‌ها و انبارهای نگهداری مواد منفجره به شمار می‌رود و بناهای شکل‌گرفته از بتن الیافی قابلیت فوق‌العاده‌ای در جذب انرژی ضربه دارد. همچنین در ساخت باند فرودگاه‌ها به خوبی می‌توان از الیاف بتن کمک گرفت. موارد دیگری از بکارگیری بتن الیافی ، ساخت قطعات پیش ساخته ساختمانی همچون پانل‌ها و یا پاشش بتن روی سطح انحنای یک سازه می‌باشد. علاوه بر موارد یاد شده می‌توان از مزایایی همچون عایق بودن سازه در برابر صدا و سرعت بالای اجرا الیاف بتن نیز بهره‌مند گردید.

مزایای استفاده از الیاف بتن در کفسازی ها و بتن سقف ها :

 - افزایش مقاومت بتن با الیاف بتن در برابر ضربه و سایش .
 - الیاف بتن باعث کاهش ترک های ریز ناشی از جمع شدگی در سنین اولیه و حاصل از نشست می شود .
 - اضافه کردن الیاف بتن به بتن باعث افزایش مقاومت بتن در برابر سیکلهای انبساط و انقباض می شود .
 - استفاده از الیاف بتن باعث کاهش نفوذپذیری و افزایش دوام بتن می شود .
 - به کار بردن الیاف بتن باعث تقویت بتن و افزایش مقاومت در برابر فرسایش وخوردگی می شود .
 - استفاده از الیاف بتن باعث کاهش نیروی انسانی وکاهش زمان اجرای پروژه می شود .

موارد کاربرد الیاف بتن در بتن :

 - الیاف بتن قابل استفاده در بتن سقف های عرشه فولادی است .
 - الیاف بتن در  کفسازی انبارها ، سالن های صنعتی تولید ، باند فرودگاه ، اماکن نظامی و نیروگاهها و… کاربرد فروان دارد .
 - الیاف بتن در بتن ریزی انواع عرشه بتنی پل ها و… کاربرد دارد .
 - تولید بتن با مقاومت ضربه ای و سایشی بالا با استفاده از الیاف بتن
 - تولید بتن با قابلیت تحمل و مقاومت در دماهای بالا و افزایش مقاومت در برابر آتش سوزی با استفاده از الیاف بتن
 - احداث سازه های بتنی نظامی و هسته ای و… با استفاده از الیاف بتن
 - الیاف بتن جایگزین مناسب بعنوان تمام ویا بخشی ازمیلگرد های حرارتی و مش های فلزی در کف سازی ها و… است .
 - الیاف بتن در ساخت لاینینگ تونل و ساخت قطعات پیش ساخته بسیار کاربرد موثری دارد .

سقف ساختمان های کوچک ( با زیر بنای 500 تا 1000 متر مربع ) تا متوسط ( با زیر بنای زیر 2500 متر مربع ) عمدتاً سقف های تیرچه بلوک ( یونولیت ) در سازه های بتنی و عرشه فولادی یا کامپوزیت در سازه های فلزی می باشند .

1- استفاده از الیاف بتن در سقف های تیرچه بلوک ( یونولیت ) یا مشابه آن :
در این نوع سقف ها پس از اجرای تیرچه ها و یونولیت ها ( بلوک های سقفی ) نوبت به قراردادن میلگردهای حرارتی سقف می رسد که عمدتاً میلگرد 20@6 یا  15@6  ( 2.5 کیلوگرم در هر متر مربع ) و یا میلگرد  20@8 استفاده می شود ( 4 کیلوگرم در هر متر مربع ) که هزینه خرید و اجرای میلگرد قطر 6 در هر متر مربع در حدود 125/000 ريال و میلگرد 8 در هر متر مربع حدود 190/000 ريال می باشد ( تاریخ محاسبه 10 شهریور 1398 ) و ضخامت متوسط بتن در این نوع سقف ها حدود 6 سانتیمتر می باشد که با استفاده از الیاف بتن  :

1-1- با استفاده از الیاف بتن ( ماکروسنتتیک چند رشته ای در هم تنیده استاندارد ) :

استفاده ازالیاف بتن چند رشته ای در هم تنیده در بتن الیافی به جای میلگرد حرارتی 20@6 ( 125/00 ريال ) مقدار  1 کیلوگرم در متر مکعب بتن ( برای ضخامت 6 سانتیمتر 60 گرم در هر متر مربع سقف ) ( 57/000 ريال ) و به جای میلگرد 20@8 ( 190/000 ريال ) مقدار 1.4 کیلوگرم در متر مکعب بتن ( برای ضخامت 6 سانتیمتر 84 گرم در هر متر مربع سقف ) ( 79/800 ريال )  استفاده می شود .

2-1- مقایسه هزینه بتن الیافی در هر متر مربع با بتن و میلگرد حرارتی:
مشاهده می شود که هزینه های بتن الیافی با کیفیتی بالاتر از بتن با میلگرد حرارتی در حدود 52% تا 58% پایین تر می آید و قیمت تمام شده سقف تیرچه بلوک ( یونولیت ) بین متری 68/000 ريال تا 110/200 ريال پایین می آید .

استفاده از الیاف فلزی در بتن الیافی به جای میلگرد حرارتی 20@6 ( 125/00 ريال ) مقدار  10 کیلوگرم در متر مکعب بتن ( برای ضخامت 6 سانتیمتر 600 گرم در هر متر مربع سقف ) ( 73/200 ريال ) و به جای میلگرد 20@8 ( 190/000 ريال ) مقدار 14 کیلوگرم در متر مکعب بتن ( برای ضخامت 6 سانتیمتر 840 گرم در هر متر مربع سقف ) ( 102/480 ريال )  استفاده می شود .

الیاف فولادی بتن

استفاده از الیاف فلزی در بتن بعنوان مسلح کننده بتن یا ملات جهت افزایش مقاومت بتن ، کاهش جمع شدگی ، کنترل ترک خوردگی ، افزایش دهنده دوام و ارتقای خواص مکانیکی بتن و همچنین بعنوان الیاف جایگزین آرماتور برای میلگردهای حرارتی در سازه های بتنی کاربرد دارد.این الیاف در انواع الیاف فولادی قلابدار ، سینوسی و  الیاف آجدار مورداستفاده قرارمیگیرد  .

تاثیر الیاف فولادی در بتن :

» افزایش مقاومت کششی ، خمشی و برشی بتن

» افزایش مقاومت در برابر ضربه  جذب انرژی

» کاهش ترک های ناشی از جمع شدگی در سنین اولیه و حاصل از نشست

» افزایش مقاومت بتن در برابر سیکلهای انبساط و انقباض

» کاهش نفوذپذیری و افزایش دوام بتن

» تقویت بتن و افزایش مقاومت در برابر فرسایش وخوردگی

» کاهش نیروی انسانی وکاهش زمان اجرای پروژه

» کاهش هزینه های اجرایی باتوجه به قیمت الیاف فلزی بتن

موارد کاربرد الیاف فولادی در بتن :

» کفسازی , انبارها ، سالن های صنعتی تولید ، باند فرودگاه ، اماکن نظامی و نیروگاهها و…
» بتن ریزی فونداسیون ، عرشه و ستون بتنی ، پل ، سقف ، دیوار و…
» تولید بتن با مقاومت ضربه ای و برشی بالا
» افزایش مقاومت کششی و خمشی بتن
» تولید بتن با قابلیت تحمل و مقاومت در دماهای بالا و افزایش مقاومت در برابر آتش سوزی
» احداث سازه های بتنی نظامی و هسته ای و…
» الیاف جایگزین میلگرد در بتن با امکان حذف مش های فلزی در کف سازی های بتنی و…
» لاینینگ تونل و مسلح نمودن سازه های بتنی با امکان شکل پذیری
» ساخت قطعات پیش ساخته بتنی مسلح با الیاف بتن

میزان مصرف الیاف در بتن :

» میزان مصرف الیاف فلزی در بتن باتوجه به عملکرد موردنظر بطورمتوسط از 10 تا 25 کیلوگرم در هر مترمکعب متغیر است.

روش مصرف الیاف فولادی در بتن :

» الیاف را میتوان درهر زمان به بتن اضافه نمود . معمولاً درزمان مخلوط کردن شن، ماسه ، سیمان و آب و پس از افزودن فوق روان کننده به بتن این الیاف را به تدریج اضافه نموده وبه مدت 5 دقیقه عمل اختلاط ادامه می یابد.

حفاظت وایمنی :

» این ماده در دسته مواد مضر برای سلامتی انسان و محیط زیست قرارندارد .
» این ماده آتش زا نمیباشد .

الیاف فولادی و فلزی چیست ؟

الیاف فولادی و فلزی چیست و چه کاربردی در بتن ریزی دارد؟

الیاف فولادی که به آن الیاف فلزی هم می گویند امروزه همانند برخی از الیاف ها مانند الیاف ماکرو سنتتیک در صنعت کف سازی و بتن ریزی به منظور افزایش کارایی و توان بتن در برابر فشارهای حاصله از عوامل فیزیکی و شیمیایی، رواج گسترده ای پیدا نموده است، یکی از دلایل این محبوبیت صرفه اقتصادی در مقایسه با آرماتوربندی و در عین حال ساختار مقاوم تر و شکل پذیرتر بتن مسلح شده با الیاف فولادی (فلزی) نسبت به استفاده از مش یا میلگردهای حرارتی در سازه می باشد، همچنین از دیگر مزایای استفاده از محصول میتوان به کنترل ترک های ثانویه، کاهش خستگی و جمع شدگی بتن و… اشاره نمود.

مقاومت الیاف فولادی یا فلزی چگونه است؟

این الیاف ها متشکل از مفتول های فولادی دارای کربن پایین مقاوم در برابر خردگی و سازگار با ساختار بتن می باشند که دارای مقاومت کششی بالا بوده و در هنگام عملیات اختلات با بتنبه صورت یکنواخت و در تمامی جهات کاملا غیر منظم پخش شده و با عملکرد و درگیری چندوجهی با بتن سبب بهبود کارایی و خواص فیزیکی بتن می گردد، مسلح سازی بتن با الیاف فولادی سبب استحکام بیشتر سازه و بالا بردن مقاومت آن در برابر عوامل ایجاد کننده تنش، ضربه، شوک و سایش می شود.

کاربرد الیاف فلزی

• بتن ریزی و کفسازی سالن های صنعتی
• ترمیم بخش های آسیب دیده در سازه های گوناگون
• استفاده از الیاف فلزی جهت مسلح سازی بتن در عرشه ها و پل های بتنی
• احداث سازه های مقاوم با کاربرد نظامی و هسته ای
• کف سازی باند فرودگاه ها و سایت های وسیع
• مناسب به عنوان جایگزین مش های فلزی و میلگردهای حرارتی

ویژگی ها و مزایا

• افزایش دوام و شکست ناپذیری بتن
• کاهش ترک های ثانویه حاصل از جمع شدگی بتن
• الیاف فولادی مقاوم در برابر عوامل ایجاد کننده خردگی و فرسودگی
• صرفه اقتصادی
• افزایش مقاومت برشی و پیچشی
• افزایش توان بتن در برابر انبساط و انقباض

 

طریقه مصرف

با توجه به شکل و ساختار الیاف فلزی که متشکل از مفتول های جداگانه می باشد، میبایست در شرکت های تولید بتن و یا در محل اجرای عملیات کف سازی قبل از بتن ریزی به مدت ۱۵ تا ۲۰ دقیقه همراه با دیگر اجزای بتن در میکسر مخلوط شده تا مفتول های فلزی به صورت یکنواخت و غیر منظم در تمامی حجم بتن پخش گردد.

الیاف شیشه بتن

الیاف شیشه بتن جزو گسترده ترین نوع از انواع الیاف بتن می باشد که طی طرح اختلاط بتن الیافی جهت استفاده در حوزه مقاوم سازی بتن مورد استفاده قرار میگیرد. الیاف شیشه بتن از نظر گستردگی در بافت بتن جزو بهترین نوع الیاف بتن می باشد به طوری که در هر نقطه از سازه بتن الیافی مشاهده می شوند. پراکندگی بسیار بالای الیاف شیشه در بتن الیافی در حفظ مقاومت های فشاری و سایشی بتن الیافی بسیار مورد توجه سازندگان سازه های بتنی و بتن الیافی می باشد. ساخت بتن های مقاوم با الیاف شیشه بتن جزو اقتصادی ترین نوع بتن الیافی می باشد که علاوه بر اقتصادی بودن می تواند تا میزان بالایی نسبت به کاهش زمان در پروژه کمک شایان و قابل توجهی ارائه نماید.

استفاده از انواع الیاف بتن در طرح اختلاط بتن الیافی باید طبق نظر آزمایشگاه پروژه مورد بررسی و مطالعه قرارگیرد و الیاف شیشه بتن نیز از این قاعده مستثنی نمی باشد. میزان مصرف الیاف شیشه بتن با نظر مهندسین مشاور و محاسب قابل تغییر می باشد. الیاف شیشه بتن در اندازه های طولی متنوع تولید و جهت مصرف به بتن الیافی اضافه می شوند. استفاده از فوق روان کننده های کربوکسیلاتی در هنگام مصرف الیاف شیشه بتن و بتن الیافی وهنگام ارائه طرح اختلاط بتن الیافی در تاثیرگذاری عمومی الیاف در بتن بسیار موثر می باشد. الیاف شیشه بتن و مصرف آن در بتن الیافی درعموم سازه های بتنی مورد تائید بوده و امکان استفاده از آن در سازه هایی که نیاز به کرنش و پیچش زیاد دارند توجیه می گردد. استفاده از الیاف شیشه در بتن نیاز به تخصص ویژه ای ندارد و با توجه به بسته بندی ویژه و کیسه هایی که در ملات بتن حمل می شوند عملا بدون نیاز به دخالت دست قابل استفاده می باشند. بتن الیافی مسلح شده به الیاف شیشه بسیار سبک بوده و در سازه هایی که نیاز به کاهش وزن بتن ریزی با بتن الیافی دارد شدیدا توصیه می گردد. مجددا توصیه می گردد جهت استفاده از الیاف شيشه بتن و ارائه طرح اختلاط بتن الیافی مطالعه و بررسی لازم انجام پذیرد.