بتن الیافی

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 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.

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 افزودنی‌های 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 چیست و چرا از آن استفاده می کنیم؟

برای پرداختن به جواب این سوال ابتدا باید گفت که مهندسین مربوطه باید بدانند که ساختار بتن و عملکرد آن را می‌توان بسته به نیاز و انتظارشان از سازه تغییر داد و طوری آن را طراحی کرد که برای مقصود خاصی مناسب باشد. (مثلا برای ساخت پایه‌های پل زیر آب). برای رسیدن به کاربرد و عملکرد مورد نظر سازه بتنی، بازار جهانی با سرعت تصاعدی در حال ارائه محصول به بازار است. این محصولات به اشکال مختلفی ارائه می‌شوند که یک گروه از این محصولات، گروه الیاف مسلح کننده بتن هستند که به دوشکل طبیعی و مصنوعی امروزه بصورت عمده تولید و به بازار ارائه می‌شوند.

بتن الیافی، بتن‌هایی هستند که علاوه بر مواد تشکیل‌دهنده اصلی مثل آب، سنگدانه‌ها و سیمان،حاوی مقادیر معینی الیاف مسلح کننده هستند. الیاف‌ مسلح کننده فولادی، پلی پروپیلن(pp)، کربن، شیشه جزء رایج‌ترین و پرکاربردترین انواع الیاف مورد استفاده در بتن الیافی می باشد. الیاف مسلح کننده مورد استفاده در بتن الیافی نسبت به نوع مواداولیه و شکل هندسی، تاثیر متفاوتی بر عملکرد بتن دارند. بنابراین نوع الیاف، بنا بر نوع کاربرد مورد نظر تعیین می‌گردد.این نوع از بتن‌ها به مراتب از مقاومت و عملکرد بالاتری نسبت به بتن‌های معمولی برخوردارند. همانطور که می‌دانید بتن معمولی دارای مقاومت فشاری بالا و مقاومت کششی بسیار ناچیز است. بدین منظور برای ساخت‌اعضای سازه‌ای و یا غیرسازه‌ای که باید هم از نظر کششی و هم از نظر فشاری جوابگو باشند، تقویت کنند‌هایی چون آرماتورهای فولادی به منظور افزایش مقاومت کششی، برشی و خمشی در بتن تعبیه می‌شود. این نوع از تقویت کننده‌ها،تنها در مرکز اعضای بتنی قرار داشته و نمی‌تواندبه طور عام تمام سطوح بتنی را پوشش دهد. همچنین بتن ذاتا تحت تاثیر شرایط محیطی قرار دارد و ممکن است بارها و بارها مورد تهاجم قرار بگیرد و آسیب ببیند. بنابراین با ایده پراکندگی الیاف مسلح کننده در سطح بتن، می‌توان علاوه بر افزایش مقاومت، از آسیب‌ها و ترک‌خوردگی بتن جلوگیری نمود و در نهایت از بتنی با طول عمر بیشتر نسبت به بتن مسلح معمولی بهره مند شد. بنابراین با گذشت زمان ساخت بتن‌های تقویت شده با الیاف گسترش یافت. به طور کلی مکانیزم بتن الیافی به گونه‌ای است که با ایجاد پیوند محکم بین بتن و الیاف. از ترک‌خوردگی‌های ناشی از انقباض،ترک‌خوردگی‌های سنین اولیه و یا آسیب‌های ناشی از چرخه ذوب و یخ و… جلوگیری می‌کند. علاوه براین،الیاف نسبت به میلگردهای فولادی از مشخصات مکانیکی (مدول الاستیسیته، مقاومت کششی،ضریب انبساط حرارتی و…) بهتری برخوردار است. بنابراین بتن‌های الیافی عملکرد بهتری را نسبت به بتن‌های معمولی ارائه می‌دهند.

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 FRC 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 این نوع از بتن، 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 این نوع بتن به جای بتن آرماتوری متداول سود جست. این نوع بتن 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، قابلیت فوق‌العاده‌ای در جذب انرژی ضربه دارد. همچنین در ساخت باند فرودگاه‌ها به خوبی می‌توان از این نوع بتن کمک گرفت. موارد دیگری از بکارگیری این بتن، 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 باربر صدا و سرعت بالای اجرا نیز بهره‌مند گردید.

ساختار الیاف در بتن الیافی چگونه است؟

الیاف معمولا به شکل خام و غیرقابل استفاده از کارخانه‌ها خارج می‌شوند. سپس ساختار آن‌ها برای استفاده در بتن به شکل رشته‌های بسیار باریک و ریز تبدیل می‌شوند. البته این نکته را باید گفت که گروهی از این الیاف وجود دارد که بصورت طبیعی به همان شکل رشته‌ای و ریز در طبیعت هستند که جلوتر به آن‌ها اشاره خواهد شد.

عملکرد الیاف در بتن الیافی چگونه است؟

لیاف معمولاً در بتن برای کنترل ترک‌های عرضی ناشی از جمع‌شدگی پلاستیک و جمع‌شدگی ناشی ازخشک شدن استفاده می‌شود. آن‌ها همچنین نفوذپذیری بتن و آب انداختن بتن را کاهش می‌دهند. برخی از انواع الیاف در بتن مقاومت در برابر ضربه، سایش و خرد شدگی را افزایش می‌دهند. الیاف بتن مسلح ممکن است در مواردی که مقاومت کششی بالا و کاهش ترک خوردگی مطلوب است یا زمانی که نمی‌توان آرماتور معمولی را قرار داد مفید باشد.

• الیاف مقاومت ضربه‌ای بتن را بهبود می‌بخشد، رشد ترک را محدود می‌کند و منجربه ظرفیت کرنش بیشتر مواد کامپوزیت می‌شود.
• برای پروژه های صنعتی، الیاف مصنوعی ماکرو برای بهبود دوام بتن استفاده می شود. این الیاف از مواد مصنوعی ساخته شده اند، اندازه آن‌ها بلند و ضخیم است و ممکن است به عنوان جایگزینی برای میلگردهای تقویتی استفاده شود.
• افزودن الیاف به بتن باعث افزایش مقاومت در برابر انجماد و ذوب آن می‌شود.
• الیاف سبب بهبود انسجام مخلوط و بهبود قابلیت پمپاژ در فواصل طولانی نیز می‌شود.

عملکرد کلی الیاف در هنگام ترک‌خوردگی‌های ناشی از پلاستیسیته و خشک‌شدن خود را نشان می دهد. به این شکل که هنگام بروز ترک‌ها در بتن، نقش نخ را برای لباس بازی می‌کنند و با رشته‌های قسمت مجاور ترک، ارتباط برقرار کرده و اجازه نمی‌دهند ترک‌ها بیشتر شوند و به دوخته‌شدن بخش ترک‌خورده بتن نیز کمک می‌کنند. البته این مطلب گفتنی است که انواع الیاف مختلف عملکردهای مختلفی در بتن دارند.

کاربرد بتن الیافی چیست؟

در بخش‌های مختلفی از ساخت و ساز از بتن الیافی استفاده می‌گردد که در زیر آورده شده است:

• باند فرودگاه
• پارکینگ هواپیما
• کفپوش‌های صنعتی
• پوشش تونل (شاتکریت)
• دیوارها
• تاسیسات لوله گذاری
• بندرها
• ساختار هیدرولیک
• عرشه‌های بلند
• جاده‌ها
• پل‌ها

مزایای بتن الیافی چیست؟

بتن الیافی (FRC) نوع جدیدی از بتن است که عملکرد مؤثرتری را در مقایسه با همتایان بتنی خود ارائه می‌دهد. FRC دارای ویژگی‌های مکانیکی برتری از جمله مقاومت فشاری بیش از 150 مگاپاسکال، مدول الاستیسیته بالا، حد الاستیک بالا، استحکام کششی در دامنه 15 تا 15 MPa، سخت شدن کشش در تنش، انرژی شکست چندین برابر از مقادیر بتن سنتی و ظرفیت بالا پس از ترک‌خوردگی می‌باشد. در زیر به ذکر موردی برخی مزایای بتن الیافی پرداخته شده است :

• مقاومت د‍ر مقابل تورق و سایش
• مقاومت در مقابل تنش‌های خستگی
• مقاومت عالی در مقابل ضربه
• قابلیت کششی و ظرفیت زیاد تغییر شکل نسبی
• قابلیت باربری بعد از ترک‌خوردگی
• افزایش در میزان جذب انرژی

قابلیت انعطافی که بتن الیافی دارد همانند خواص مواد پلاستیکی باعث می‌شود که بتن الیافی گسیختگی ناگهانی نداشته باشد. از آنجا که الیاف در جسم بتن در همه جهات پراکنده می‌شود در صورت تشکیل یک ترک در جهات مختلف الیاف اتصالاتی را به وجود آورده و از گسترش ترک جلوگیری می‌نماید. بنابراین رشته‌های الیاف به‌طور فعال در محدود کردن عرض ترک وارد عمل شده و با تشکیل ریز ترک‌های زیاد قابلیت بهره برداری بتن را افزایش می‌دهند.

مکانیزم تقویت را می‌توان بصورت زیر توجیه کرد:

تنش‌ها به‌وسیله برش محیطی و در صورتیکه رویه الیاف آجدار باشد به‌وسیله مقاومت چسبندگی (درون سطحی) از ماتریس به الیاف منتقل می‌شود. بنابراین مادامی که ماتریس بتن ترک نخورده است،تنش کششی بین الیاف و ماتریس تقسیم می‌شود. پس از ایجاد ترک، همه تنش به الیاف انتقال می‌یابد.

مهم‌ترین متغیرهایی که بر خواص بتن با الیاف اثر می‌گذارند عبارت‌اند از : خواص ماتریس بتن ، بازدهی الیاف و مقدار الیاف. بازدهی الیاف به‌وسیله مقاومت الیاف در برابر بیرون کشیده شدن از مخلوط کنترل می‌شود این مقاومت به چسبندگی بین الیاف و ماتریس بستگی دارد.

برای الیاف با مقطع ثابت این مقاومت با افزایش طول، افزایش می‌یابد. بنابراین هر قدر طول بیشتر باشد اثر آنها در بهبود خواص ماتریس بیشتر خواهد بود چون مقاومت در برابر بیرون کشیده شدن متناسب با سطح مقطع دو جسم می باشد .

معمولا الیاف با سطح مقطع گرد و قطر کوچک بیشتر از الیاف با سطح مقطع گرد و قطر بزرگتر بازدهی دارند. این امر به این خاطر است که الیاف دسته اول سطح بیشتری در واحد حجم دارا می باشند بنابراین هر چه سطح تماس الیاف بیشتر باشد (و یا به عبارت دیگر قطر آنها کوچکتر باشد) بازده چسبندگی آنها بیشتر خواهد بود بنابراین روشن می شود که نسبت طول به قطر الیاف باید به اندازه ای بزرگ باشد که در هنگام شکست ماتریس، الیاف به حداکثر مقاومت کشش خود نزدیک باشند، با این وجود در عمل این کار معمولا ممکن نیست .

بسیاری از محققین نشان داده اند  در صورتیکه از روشهای عادی اختلاط استفاده شود الیاف با نسبت طول به قطر بیشتر از100 باعث کم شدن کارآیی بتن به مقدار قابل ملاحظه ای می شوند و یا بطور نا همگون در بتن توزیع می گردند.

انواع الیاف بتن

تاکنون مشخص شده است که انواع الیاف‌ها می‌توانند ظرفیت کرنش مقاومت در برابر ضربه میزان جذب انرژی مقاومت سایشی و مقاومت کششی بتن را افزایش دهند. امروزه با استفاده از الیاف شیشه، پلی پروپیلن، فولاد و بعضاً کربن، تولید انواع بتن‌های کامپوزیتی در کاربردهای مختلف صنعتی ممکن گردیده و بکارگیری آن‌ها در کشورهای پیشرفته دنیا مورد قبول صنعت ساختمان واقع شده است.

الیاف‌های مورد استفاده در بتن بیشتر شامل الیاف شیشه، فولاد، پلی پروپیلن، آزبست و کربن نیز می‌باشند.

الیاف فولادی

مورد بعدی کاربرد الیاف فولادی در سازه الیاف است که می‌تواند نقش مکملی برای میلگرد داشته باشد. الیاف فولادی با پخش ترک‌ها مقابله می‌کنند و مقاومت بتن را در برابر خستگی ضربه جمع شدگی و تنش‌های حرارتی افزایش داده و بتن در همه مدهای شکست روی خواص مکانیکی بتن تأثیر مثبت می‌گذارد. از اهم متغیرهایی که بر خواص بتن با الیاف فولادی اثر می‌گذراند می‌توان به خواص ماتریس بتن بازدهی الیاف و مقدار الیاف اشاره کرد.تکنولوژی بتن پر مقاومت توسعه‌ای جدید در صنعت ساخت سازه‌های بتنی محسوب می‌شود. در بتن سخت شده مقاومت و دوام دو عامل اصلی بوده و هر چه مقاومت فشاری بتن بیشتر می‌شود بتن تردتر شده و در نتیجه مقاومت کششی آن به نسبت افزایش مقاومت فشاری افزایش نمی‌یابد و نیز از تحمل کرنش پایین‌تر برخوردار است. بدین دلیل نیاز به استفاده از الیاف در بتن پر مقاومت کاملاً مشهود است .جهت افزایش مقاومت کششی و جلوگیری از گسترش ترک و به‌ویژه افزایش نرمی از الیاف در بتن استفاده می‌شود. مقدار افزایش با تغییر این مقاومت‌ها بستگی به مقاومت بتن بدون الیاف شکل الیاف و درصد الیاف دارد.

بتن پر مقاومت شامل الیاف فولادی، ترکیبی است از سیمان، مصالح سنگی، آب، فوق روان کننده، دوده سیلیس و همچنین درصدی از الیاف فولادی که به‌طور درهم و کاملاً اتفاقی و در جهات مختلف در مخلوط پراکنده شده است. وجود الیاف فولادی مشخصات مکانیکی بتن را نسبت به حالت بهبود می‌بخشد. بتن پر مقاومت یک ماده ترد و شکننده است در حالیکه افزودن الیاف فولادی به بتن پر مقاومت سبب بهبود رفتار ترد بتن و تغییر مد شکست آن می‌گردد.

مقدار مشخصی از الیاف فولادی در بتن می تواند تغییرات کیفی در ویژگی فیزیکی بتن ایجاد کند. می تواند مقاومت در برابر ترک خوردگی، ضربه، خستگی و خم شدن، استحکام، دوام و … را افزایش دهد. SFRC برای بهبود رفتار بلند مدت در سازه هایی مانند کفپوش، قطعات پیش‌ساخته، پل‌ها، تونل سازی، روسازی‌های سنگین و معدن استفاده می شود. انواع الیاف فولادی با ASTM A820 تعریف شده است.

نوع ساخت

1. سیم سرد ساخته شده
2. ورق برش خورده
3. استخراج شده از مذاب
4. برش آسیاب
5. سیم اصلاح شده با روش سرد

الیاف پلی پروپیلن

بتن مسلح با الیاف پلی پروپیلن به نام پلی پروپن یا PP نیز شناخته می شود. این یک الیاف مصنوعی است که از پروپیلن ساخته شده و در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. این الیاف معمولاً در بتن برای کنترل ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی پلاستیک و جمع شدگی خشک شدن استفاده می شود. آنها همچنین نفوذپذیری و در نتیجه آب انداختن بتن را کاهش می دهند. الیاف پلی پروپیلن به گروه پلی الفین‌ها تعلق دارد و تا حدی کریستالی و غیر قطبی است و دارای خواص مشابه پلی اتیلن است، اما سخت‌تر و مقاوم‌تر در برابر حرارت. همچنین پروپیلن یک ماده ناهموار سفید با مقاومت شیمیایی بالا است. پلی پروپیلن از گاز پروپیلن در حضور کاتالیزور مانند کلرید تیتانیوم ساخته می شود. الیاف پلی پروپیلن خواص عایق حرارتی خوبی دارد و در برابر اسیدها، قلیاها و حلال‌های آلی بسیار مقاوم است.

الیاف چاپد کربن

الیاف چاپد کربن، الیافی با قطر 5 تا 10 میکرومتر هستند و بیشتر از اتم های کربن تشکیل شده‌اند. الیاف کربن دارای چندین مزیت از جمله سختی بالا، استحکام کششی بالا، وزن کم، مقاومت شیمیایی بالا، تحمل دما بالا و انبساط حرارتی کم هستند. الیاف کربن معمولاً با مواد دیگر ترکیب می‌شوند و یک کامپوزیت را تشکیل می دهند. الیاف کربن دارای نسبت استحکام به وزن بسیار بالایی است. یعنی نسبت به وزن کم، الیاف از مقاوت بالایی برخوردار هستند. الیاف کربن با مواد دیگری مانند گرافیت ترکیب شده‌اند تا بتوانند کامپوزیت‌های کربن تقویت شده را ایجاد کنند که تحمل حرارتی بسیار بالایی دارند.

الیاف ماکروسنتتیک

در ابتدا از الیاف ماکروسنتتیک بعنوان یک جایگزین بالقوه برای الیاف فولادی در بتن پاشیده استفاده می‌شد، اما تحقیقات و توسعه بیشتر نشان داد که آنها در طراحی و ساخت دال‌های تخت دارای تکیه‌گاه زمینی و طیف وسیعی از کاربردهای دیگر نقش دارند. آنها به ویژه برای تقویت بتن در محیط‌های تهاجمی مانند سازه‌های دریایی و ساحلی مناسب هستند، زیرا مشکل لکه دار شدن و پوسته پوسته شدن ناشی از خوردگی فولاد را ندارند. علاوه بر این، به دلیل عدم انتقال انرژهای گرمایی و الکتریکی، از آنها در توسعه و ساخت تراموا و راه آهن سبک نیز استفاده می‌شود.

الیاف مصنوعی ریز

الیاف مصنوعی ریز در برابر ایجاد ترک‌های انقباض پلاستیک نسبت به شبکه آرماتورهای فولادی مقاومت بالاتری را ارائه می‌دهند و اما قادر به مقاومت در برابر ترک‌هایی با عرض بیشتر، بارهای سازه یا سایر تنش‌ها نیستند؛ به‌همین منظور باید نوع عملکرد مورد نیاز الیاف در هر نوع از بتن مشخص شوند تا مقاومت در برابر ترک خوردگی، انجماد و ذوب و همچنین همگنی بتن در هنگام استقرار بهبود یابد.

الیاف طبیعی

الیاف طبیعی را می‌توان مستقیماً از منشا حیوانی، گیاهی یا معدنی تهیه کرد و به الیاف بافته شده مانند نمد یا کاغذ یا پس از نخ ریسی به طاقه‌های بافته شده تبدیل کرد. یک فیبر طبیعی ممکن است بیشتر شامل تجمع سلول‌هایی باشد که قطر آن‌ها در مقایسه با طول ناچیز است. ایده استفاده از چنین الیافی برای افزایش استحکام و دوام مواد شکننده چیز جدیدی نیست. به عنوان مثال، کاه و موی اسب برای ساخت آجر و گچ استفاده می‌شود. الیاف طبیعی برای تقویت بتن مناسب هستند و در کشورهای در حال توسعه به راحتی در دسترس هستند.

الیاف نارگیل

افزودن فیبر نارگیل در بتن باعث بهبود خواص مکانیکی مختلف بتن می شود. فیبر نارگیل در دسته بندی الیاف طبیعی قرار می‌گیرد. افزودن فیبر نارگیل باعث افزایش مقاومت فشاری، مقاومت خمشی و مقاومت کششی بتن می‌شود.

الیاف سیسال

الیاف طبیعی سیسال از گیاه “agave sisalana” که گیاه بومی مناطق آمریکای جنوبی نظیر مکزیک و برزیل است، بدست می‌آید. که البته امروزه به شکل وسیع در اکثر کشورهای دنیا کشت می شود. این گیاه الیافی با سختی و دوام بسیار زیاد کاربرد گسترده‌ای در صنعت، کشاورزی، حمل ونقل و ساختمان سازی دارد. بتن مسلح با الیاف یکی از زمینه‌های مهم تحقیقاتی است که بسیاری افراد روی آن تحقیقات گسترده‌ای انجام داده‌اند. خواص کششی بتن با استفاده از الیاف بدون به خطر انداختن مقاومت فشاری بهبود می‌یابد.

الیاف سلولزی

الیاف سلولز با اترها یا استرهای سلولز ساخته می شوند، که می‌توان آن‌ها را از پوست چوب یا برگ گیاهان یا سایر مواد گیاهی تهیه کرد. الیاف علاوه بر سلولز، ممکن است حاوی لیگنین نیز باشند، درصدهای مختلف این اجزا باعث تغییر درخواص مکانیکی الیاف می‌شوند. کاربردهای اصلی الیاف طبیعی سلولزی در صنعت نساجی، ‌به عنوان فیلترهای شیمیایی و به عنوان کامپوزیت‌های تقویت کننده الیاف، به دلیل خواص مشابه آنها با الیاف ‌مهندسی شده، گزینه دیگری برای بیوکامپوزیت‌ها و کامپوزیت‌های پلیمری است.

الیاف شیشه‌ای (GRC)

بتن تقویت شده با الیاف شیشه، شامل الیاف شیشه با مقاومت بالا و مقاوم در برابر قلیایی‌ها  است که در یک مجموعه بتنی تعبیه شده است. در این ترکیب، فیبر و مجموعه بتن هویت فیزیکی و شیمیایی خود را حفظ می کنند، ترکیب این دو ماده (الیاف و بتن)، مجموعه‌ای از ویژگی‌ها ارائه می‌دهند. که این ویژگی‌های خوب با استفاده هر یک از اجزا به صورت جداگانه قابل دستیابی نیست. به طور کلی، الیاف نیز در تحمل بارها شریک بوده و همچنین عامل اصلی انتقال بار و محافظت در برابر آسیب‌های محیطی در بتن نیز می‌باشد. برای آشنایی بیشتر با الیاف شیشه مقاله بتن مسلح به الیاف شیشه (GFRC) را مطالعه نمایید.

الیاف شیشه بتن جزء اقتصادی‌ترین و گسترده‌ترین نوع از انواع الیاف بتن می‌باشد. پراکندگی بسیار بالای شیشه در بتن الیافی در حفظ مقاومت‌های فشاری و سایشی بتن تأثیر بسزایی دارد. این محصول جایگاه نسبتاً مناسبی در تعمیر بناها و تقویت سازه‌های صدمه‌دیده دارند و می‌توانند مقاومت پیچشی و برشی مناسبی نیز پدید آورد.

توجیه اقتصادی بتن الیافی چگونه است؟

باید اعتراف کرد که استفاده از بتن الیافی در همه موارد از بتن سنتی به صرفه‌تر نمی‌باشد. اما بر اساس برآوردهایی که توسط بعضی از متخصصین کشور انجام گرفته است، در جاهایی که سرعت اجرای بالا مد نظر است و یا نیاز به پاشش بتن (شات کریت) روی سطوحی است که شبکه‌بندی‌‌های سنتی مشکل و زمان‌بر بوده یا جواب‌گوی کار نیست، هزینه استفاده از بتن الیافی نسبت به مشابه سنتی خود کمتر می‌باشد.

این مزیت‌ها، علاوه بر مزیت سادگی و سرعت عمل بالاتر موجود در تکنولوژی بتن الیافی است.

اگر می‌بینیم که در کشوری همچون ترکیه، به‌کارگیری بتن الیافی به جای روش‌های سنتی، مقرون ‌به ‌صرفه‌تر از کشور ماست، ریشه‌های آن را در سرمایه‌گذاری و تلاش سازمان‌یافته جهت اقتصادی نمودن استفاده از این تکنولوژی جدید می‌توان یافت.

اما اگر ما از روی‌آوردن به فناوری جدید به علت ریسک سرمایه‌گذاری پرهیز کنیم خواهیم دید که تکنولوژی سنتی در غیاب بهره‌گیری از فناوری نوین، رقم بسیار بالایی از سرمایه‌های ما را به هدر خواهد داد.

به طور مثال، ریزدانه‌های تولید شده در کشور ما که به روش‌های قدیمی غیراستاندارد تولید می‌شوند، باعث افزایش درصد سیمان به کار رفته در بنا می‌شود و همین امر موجب ظهور ترک و ضایعات در بتن حاصل نیز می‌گردد.

هزینه استفاده از تکنولوژی‌های نوین کاملاً وابسته به سطحی از آن تکنولوژی است که نسبت به کسب و انتقال آن اقدام می‌شود. کشورهای پیشرفته جهان که تکنولوژی نوین خود را از سطوح اولیه تحقیقاتی کسب کرده‌اند، چون کاملاً بر تکنیک‌ها و دانش پایه‌ای آن واقف و مسلط هستند، متحمل هزینه‌های کمتری شده‌اند. آن‌ها با تکیه بر همین آگاهی و اشراف، با بهبود فرایندها، قیمت نهایی را در طول زمان کاهش خواهند داد. لذا فراهم نمودن بسری جهت تسلط کامل بر دانش پایه‌ای تکنولوژی، تخصیص سرمایه اولیه در این زمینه و گسترش آموزش ساخت آن در طول زمان از هزینه خواهد کاست.

این هزینه‌ها بعداً در طول عمر تکنولوژی و ارایه محصول به بازار جبران خواهد شد و نهایتاً به سوددهی منجر می‌گردد. عدم پرداختن به تحقیق و توسعه و بهره‌گیری از تکنولوژی نوین، علاوه بر آن که نمی‌تواند پاسخگوی نیاز روز صنعت ساختمان باشد، در درازمدت، هزینه بسیار بالایی نیز به ما تحمیل می‌کند.