خصوصیات بتن مسلح به الیاف فولادی
چندین متغیر بر روی خصوصیات مکانیکی بتن های مسلح به الیاف تاثیر می گذارند. این متغیرها شامل نوع و درصد الیاف مصرفی، نسبت ظاهری الیاف، مقاومت ماتریس و اندازه سنگدانه است. سال های متمادی محققان مختلف بر روی بازه ای از متغیرها آزمایش کرده اند که داده های مربوط به آن موجود است. بنابراین این داده ها که به صورت بازه ای داده شده اند نماینده بهتری نسبت به مقادیر مطلق می باشند.
هرچه طول الیاف بیشتر شود، پیوستگی بین ماتریس و الیاف افزایش می یابد. بنابراین طول بلندتر الیاف منجر به مقاومت بالاتر مخلوط می گردد. مطلوب است که طول الیاف آنقدر بلند انتخاب شود که در الیاف ایجاد تنش کافی نماید و شکست کششی رخ دهد. با این حال از آنجا که توزیع یکنواخت الیاف با نسبت ظاهری بیش از 100 مشکل بوده و تولید یک مخلوط بتنی ناکارا می کند، معمولاً این کار عملی نیست. بنابراین در بیشتر مخلوط ها از نسبت ظاهری 100 یا کمتر استفاده می شود.
مقاومت کششی
داده های گزارش شده مربوط به تاثیر الیاف فولادی بر مقاومت کششی مخلوط های سیمانی بسیار متفاوتند. نشان داده شده است که اضافه کردن %5/1 حجمی از الیاف، مقاومت کششی مستقیم ملات را حدوداً %40 افزایش خواهد داد. افزایش در مقاومت کششی شکاف خوردگی تا اندازه ای بیشتر است که مقدار آن تا %100 گزارش شده است.
مقاومت خمشی
تاثیر الیاف فولادی بر مقاومت خمشی مخلوط ها بسیار بیشتر از مقاومت کششی است. معمولاً دو مقدار مقاومت گزارش می شود. یکی مقاومت اولین ترک که در آن نمودار بار- خیز از حالت خطی دور می شود و دیگری مقاومت خمشی نهایی. عموماً افزایشی تا %150 در مقاومت خمشی اولین ترک SFRC متداول، گزارش شده است.
مقاومت فشاری
بنابر نتایج بسیاری از محققان، افت مقاومتی فشاری SFRC متداول تا 40% هم گزارش شده است. به طور کلی در صورتی که نمونه ها به خوبی متراکم شده باشند، اضافه کردن الیاف فولادی (بین 5/0 تا 2% حجمی) تاثیر اندکی بر مقاومت فشاری SFRC متداول خواهد داشت. با این حال با استفاده از درصدهای حجمی بسیار بالای الیافی که با استفاده از روش ساخت SIFCON حاصل می شود، افزایش شگرفی در مقاومت فشاری نهایی (بیش از %500) گزارش شده است.
مقاومت در برابر سایش
اطلاعات درباره مقاومت سایشی SFRC بسیار کم و تا اندازه ای متناقض است. برمبنای داده های موجود، در مواردی که فرسایش ناشی از خلازدایی و سایش به دلیل جریان سریع آب یا ضربه نخاله های بزرگ اتفاق می افتد، SFRC می تواند بهبود قابل توجهی در مقاومت سایشی ایجاد کند. با این وجود در مواردی که فرسایش با سرعت کم رخ می دهد، میزان الیاف مقاومت فرسایشی را تعیین نمی کنند بلکه مشخصات ماتریس و سنگدانه ها، مقاومت فرسایشی را تعیین می کنند. به طور مشابه در سایش روسازی و دال، خصوصیات ماتریس مقاومت سایشی را تعیین می نماید.
ادامه دارد...