افزودن فيبر به بتن
سالهاست که تحقيقات گسترده ای برای ارزيابی و بررسی مزيت های کيفی استفاده از فيبر در بتن در کارهای عمومی مهندسی عمران در جريان است. فيبرهای افزودنی مختلفی در ترکيب با بتن برای کاربردهای خاص طراحی و برای بهبود خواص مکانيکی آن آزمايشهای زيادی صورت گرفته است. محققان در مواد جديد به دنبال افزايش شکل پذيری، دستيابی به مقاومت فشاری بيشتر و يا افزايش مقادير سختی ناهمسانگرد (anisotropic) هستند. مواردی که بیشتر در طراحی سازه ها در مناطق لرزه خیز کاربرد دارد. تحقیقات صورت گرفته بطورکلی به ارزیابی اثرات فیبرهای ساخته شده از فولاد، شیشه، کربن و یا کنف روی رفتار بتن می پردازد.انتخاب مواد مختلف برای این صورت گرفته است تا خواص بتن الزامات ویژه طراحی را تامین کند. تعدادی از این الزامات شامل مقاومت قلیایی، مقاومت در برابر خوردگی، عدم حساسیت مغناطیسی و افزایش شکل پذیری اتصال تیر به ستون برای اتلاف انرژی در هنگام فعالیت گسلها و وقوع زلزله می باشد.
الیاف ریز تهیه شده از فولاد ،شیشه ،کربن و یا کنف چنان با بتن مخلوط می شوند که تشکیل ماتریسی از بتن میگردند که در آن الیاف سنگ دانه ها را در بتن در برگرفته اند. افزودن فیبرها به بتن آنرا همگن تر و ایزوترپیک تر می گرداند و سبب بهبود مقاومت کششی و به ویژه شکل پذیری آن می شود. اگرچه خواص فیبرهای ساخته شده از شیشه ،کربن و ... در برخی موارد متفاوت از خواصی است که ما از فولاد سراغ داریم اما آنچه کاملا مشهود است اینست که تنها فولاد است که می تواند ناحیه ای از رفتار پلاستیک را فراهم کند. بیشترین كاربرد الیاف فولادی در احداث تونلها و كفهایی است كه تحت بارهای سنگین صنعتی قرار دارند. افزودن فیبرهای فولادی سبب افزایش مقاومت كششی در بتنهای معمولی و یا بتنهای با مقاومت بالا می گردد.همچنین اثرات مثبتی بر روی كنترل تشكیل تركها و تغییرشكلهای درازمدت عضو دارد.در مورد فیبرهای شیشه می توان گفت كه ظرفیت بسیار خوبی دربرابر حملات شیمیایی در محیطهای قلیایی را دارد بنابراین الیاف شیشه بویژه در مواردی كه مقاومت بالا در برابر خاصیت قلیای مورد نیاز است قابل استفاده می باشد.از دیگر مزیت های آن مقاومت در برابر خراش است.فیبرهای كنف كه از قدیمی ترین الیاف محسوب می شوند و در صنایع دیگری مانند نساجی نیز كاربرد دارند به دلایل زیادی استفاده از آنها در سازه های بتنی با شكست همراه بوده است. زیرا از جهت خواص مكانیكی نسبت به سایر مواد فاصله زیادی دارد. مقاومت كششی و مدول یانگ در آن بستگی به فصل برداشت محصول و فرایند برداشت محصول دارد.همچنین بدلیل وجود اسید سیلیسیك در آن مقاومت خوبی در برابر مواد قلیایی ندارد و سبب انبساط قلیایی و ایجاد ترك در بتن می گردد.فیبرهای كربن معمولا از مواد زائد حاصل از تولیدات كربنی مختلف بدست می آید و همچنین بصورت فتیله تولید و فروخته می شود.باید گفت كه كربن مقاومت در برابر خوردگی و جریان مغاطیسی بهتری نسبت به فولاد از خود نشان می دهد. بطوریكه علاوه بر فیبرهای فولادی فیبرهای كربنی آینده بهتری نسبت به سایر فیبرها در كاربردهای مهندسی عمران دارند. اما باید دقت داشت كه تولید بتن مسلح با فیبر با ارزش تر از اینست كه ما فقط فیبر به بتن معمولی اضافه كنیم. زیرا در این صورت شاهد بهبود ساختار دانه ای برای تامین كارایی و خواص مكانیكی مخلوط خواهیم بود.
