بخش 5.10.3.1.4

الیاف در بتن نقش کنترل ترکها را دارد که بر مبنای آن، مقاومت در برابر ضربه، خستگی، مقاومت برشی، مقاومت خمشی باقی مانده (پس از ترک خوردگی عضو) و ظرفیت جذب انرژی بتن بهبود می‌یابد. اما تأثیرگذاری الیاف در بتن به نوع و مقدار الیاف، شکل، طول، نسبت ظاهری (نسبت طول به قطر الیاف)، مقاومت کششی و سازوکار مهاری الیاف بستگی دارد.

برای ساخت بتن الیافی می‌توان از مصالح معمول در ساخت بتن استفاده کرد و از انواع الیاف مانند فولادی، مصنوعی و طبیعی بهره گرفت. برخی استانداردهای ملی موجود در مورد الیاف مصرفی در بتن عبارتند از استاندارد ملی شماره ۱۹۳۰۱ : الیاف سلولزی مورد استفاده برای بتن تقویت شده با الیاف، استاندارد ملی شماره ۱۷۵۴۰ : الیاف شیشه‌ای مقاوم در برابر قلیا برای بتن تقویت شده با الیاف شیشه‌ای و بتن تقویت شده با الیاف و سیمان، استاندارد ملی شماره ۱۷۶۹۷ : الیاف فولادی برای بتن. بعضی از الیاف مصنوعی مانند شیشه و اکثر الیاف طبیعی بامبو در محیط قلیایی بتن آسیب پذیرند. قبل از مصرف این نوع الیاف باید با پوشش‌های مناسب، سطح الیاف حفاظت شوند.

برای بتن‌های با مقاومت فشاری بیشتر از ۶۰ مگاپاسکال، مقاومت کششی الیاف فولادی مصرفی باید بیش از ۱۵۰۰ مگاپاسکال باشد تا از رفتار ترد عضو بتنی جلوگیری شود.

برای جلوگیری از قلوه کن شدگی بتن در هنگام آتش سوزی، می‌توان از الیاف پلی پروپیلن به مقدار ۰/۳۵ درصد حجم بتن یا الیاف مشابه و یا روش‌های کارآمد دیگر استفاده شود. تشخیص ضرورت مقاومت در مقابل آتش سوزی به عهده کارفرما است. رعایت ضوابط مبحث سوم مقررات ملی ساختمان در این زمینه الزامی است.

بهبود خواص بتن با استفاده از الیاف گسترده است و شامل افزایش مقاومت طاقت، مقاومت ضربه، مقاومت خستگی و کاهش ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی پلاستیک است. انتخاب نوع و مقدار الیاف، طول و نسبت ظاهری و مقاومت کششی الیاف باید بر مبنای بهبود خاصیت مورد نظر بتن صورت پذیرد.

مقاومت پیوستگی بین الیاف و خمیر سیمان در بتن نباید در حد کم باشد که در بارهای کم، الیاف به آسانی از خمیر سیمان بیرون کشیده شود و در حد زیاد نباشد که الیاف بدون جذب انرژی شکسته شوند.

برای انتخاب نوع و مقدار الیاف و حصول اطمینان از عملکرد الیاف، تولیدکننده موظف است بر مبنای مستندات آزمایشگاهی، اطلاعات مورد نیاز را ارائه دهد، در غیر اینصورت، باید آزمایش‌های مربوط انجام شوند.

در طرح اختلاط بتن الیافی باید موارد زیر را در نظر گرفت:

تعیین نسبت مخلوط بتن الیافی مشابه بتن معمولی است. اما الیاف بر کارایی مخلوط بتن اثر دارد و باعث کاهش آن می‌شود و هرچه مقدار الیاف و طول آن بیشتر باشد از کارایی بیشتر کاسته می‌شود. بنابراین در تعیین نسبت مخلوط بتن یک باید یا چند مورد از موارد زیر در اصلاح مخلوط اعمال شوند:

کاهش مقدار شن، افزایش مقدار سیمان، افزایش مقدار ماسه، استفاده از فوق روان کننده و کاهش حداکثر اندازه شن.

کاهش مقدار شن در مخلوط بتن یکی از مؤثرترین روش‌های جلوگیری از افت کارایی ناشی از الیاف در مخلوط است. بین درصد وزنی کاهش شن و V(L/d) رابطه خطی وجود دارد که در آن V درصد حجم الیاف و L/d نسبت ظاهری الیاف است. برای مقدار V(L/d) از ۲۰ تا ۷۰، باید مقدار شن بین ۵ تا ۲۰ درصد کاهش یابد تا کارایی بتن مشابه بتن بدون الیاف تأمین گردد.

برای اندازه گیری کارایی بتن الیافی نباید از اسلامپ استفاده شود، بلکه باید از مخروط اسلامپ معکوس و یا آزمایش زمان وی بی استفاده گردد.