انواع الیاف مورد استفاده در شاتکریت الیافی

همان طوری که گفته شد به طور معمول برای نگهداری موقت و دائم تونل ها از شاتکریت و بتن مسلح استفاده می شود.

مسلح کردن بتن و شاتکریت به منظور جبران ضعف آن ها در کشش و کنترل ترک خوردگی انجام می شود. متداول ترین مسلح کننده بتن، میلگرد فولادی می باشد.

اما با پیشرفت هایی که اخیرا در صنعت تونل سازی به وجود آمده است، برای مسلح کردن بتن و شاتکریت از الیاف استفاده می شود.

به طور کلی الیاف قطعات سوزنی شکل ریزی هستند، که در طول های کوتاه و به صورت پخش شده در بتن و شاتکریت استفاده می شوند.

با توجه به بعضی از نقاط ضعف بتن مسلح به میلگرد، استفاده از الیاف کم کم جایگزین میلگرد در بتن و شاتکریت شده است.

انواع الیافی که برای مسلح کردن بتن به کار می روند عبارتند از:
الیاف شیشه ای، الیاف ترکیبی، الیاف پلاستیکی، الیاف فولادی و … الیاف شیشه ای برخلاف داشتن مقاومت کششی بالا، ترد و شکننده بوده و برای استفاده در بتن مسلح و شاتکریت مناسب نیستند.

چرا که به هنگام مخلوط شدن با مصالح دیگر در بتن، خرد شده و هم چنین با مواد قلیایی بتن واکنش می دهند.

الیاف فولادی:
استفاده از الیاف فولادی در شاتکریت از سال 1950 آغاز شده است و به طور بسیار گسترده در شاتکریت مورد استفاده قرار گرفته است.

این الیاف مقاومت کششی شاتکریت را به نحو چشم گیری افزایش می دهد و در ابتدا هدف اصلی استفاده از این الیاف افزایش شکل پذیری شاتکریت در مقابل بارهای استاتیک و دینامیک بوده است.

مزایای استفاده از الیاف در شاتکریت به شرح زیر است.

• بهبود مقاومت خمشی، فشاری؛ کششی.
• افزایش ظرفیت تحمل بار شاتکریت و در نتیجه افزایش چشمگیری شاتکریت.
• افزایش مقاومت در برابر سایش و فرسایش، هم چنین افزایش مقاومت در برابر نفوذ آب و یخ زدگی به دلیل تبدیل ترک های ایجاد شده در اثر کاهش حجم به میکرو ترک.
• استفاده از الیاف فولادی به دلیل این که در محیط های اسیدی و آبی زنگ می زنند و هم چنین باعث افزایش میزان پس ریز شاتکریت می شوند، کم تر شده است.

در زیر به برخی مشخصات ظاهری و خواص مکانیکی الیاف فولادی اشاره می شود.

طول الیاف فلزی معمولا بین 20 تا 40 میلی متر، نسبت ظاهری 60 تا 75، مقاومت کششی نهایی الیاف تا 1000 مگا پاسکال و مقاومت برشی 8 تا 10 مگا پاسکال می باشد.

الیاف مصنوعی:
الیاف مصنوعی طیف وسیعی از مواد الیافی از جمله پلی پروپیلن، پلی اتیلن، پلی ونیل الکل، پلی وینیل کلرید، نایلون، آرامید و پلی استر را شامل می شوند.

از میان این الیاف پلی پروپیلن بیشتر مورد اقبال قرار گرفته است که بیشتر در کارهای تونل سازی، بتن های مقاوم در برابر آتش بازی، کف سازی و … کاربرد دارد.

این الیاف با خاصیت زیاد شکل پذیری مانع شکست ناگهانی شاتکریت می شوند.

این الیاف برای کنترل میکروترک ها در طول مدت گیرش شاتکریت مفید بوده و به واسطه خواص مکانیکی خاص، به کاهش پس ریز در شاتکریت کمک می کنند.

البته هر کدام از الیاف ترکیبی می توانند به صورت مجزا مورد استفاده قرار گیرند ولی با توجه به این که پس ریز این الیاف زیاد است و هزینه ها را زیاد می کند سعی می شود به صورت ترکیبی با دیگر الیاف از آن ها استفاده شود.

الیاف پلی پروپیلن بیشتر به صورت مجزا مورد استفاده قرار می گیرد.

الیاف پلی پروپیلن به دلیل سبک بودن به راحتی تحت نیروی ثقل سقوط نمی کنند از این رو پس ریز این الیاف با توجه به چگالی پایین و توزیع یکنواخت در مخلوط شاتکریت کم می باشد.