الیاف بتن یکی از مصالح جدید ساختمانی است که امروزه در صنعت ساختمان‌سازی جایگاه ویژه‌ای پیدا کرده است. با استفاده کردن از الیاف بتن در کنار آرماتور می‌توان خصوصیات مهندسی بتن را تا حد قابل توجهی بهبود داد. با توجه به مقاومت پایین بتن در برابر ضربه و خاصیت شکنندگی آن از الیاف بتن به منظور بهبود ویژگی‌های مصالح ساختمانی قدیمی استفاده شده است. استفاده از الیاف بتن باعث افزایش مقاومت و انعطاف‌پذیری بتن می‌شود اما به کارگیری آن نیاز به دقت و مهارت بالا دارد. از طرف دیگر الیاف بتن در ساختمان سازی راه‌حل‌های مهندسی بهتری را در اختیار پیمانکاران قرار می‌دهد.
توسعه مدرن الیاف بتن از اوایل دهه شصت آغاز شده است. در واقع با افزودن الیاف به بتن یک ماده‌ی یکدست و همگن حاصل می‌شود. ترک‌های بتنی به کمک الیاف اضافه شده پوشانده می‌شود، از این رو میزان استحکام و انعطاف پذیری بتن تا حد قابل توجهی بهبود می‌یابد. الیاف بتن از مواد مختلف و در شکل و اندازه‌های مختلف تولید می‌شود.
انواع مدل های الیاف بتن
الیاف بتن فولادی
از ترکیب بتن معمولی با الیاف فولادی به صورت مسطح، پیچ خورده، موج دار، قلاب مانند و لبه‌دار بتن الیافی فولادی حاصل می‌شود که اغلب دارای قطری به اندازه 0.25 تا 0.76 میلی‌متر هستند. استفاده از الیاف بتن فولادی باعث افزایش استحکام سازه‌های بتنی می‌شود به این ترتیب میزان بازدهی افزایش خواهد یافت.
الیاف بتن شیشه‌ای
با توجه به ساختمان شبکه‌ای شیشه، این ماده از مقاومت بسیار بالایی برخوردار است. معمولا از ترکیب بتن با رشته‌های نخی شکل شیشه حرارت داده شده بتن الیافی شیشه‌ای به دست می‌آید. تارهای بسیار باریک شیشه در قطر ثابت و طول نامحدود تولید می‌شود که معمولا قطری بین 5 تا 25 میکرون دارند. الیاف شیشه‌ای باعث افزایش مقاومت کششی سازه بتنی می‌شود، هم‌چنین در برابر حرارت، رطوبت و صوت عایق می‌باشند.
الیاف بتن طبیعی آلی و معدنی
چوب، آزبست، پنبه، بامبو و سنگ از جمله الیاف‌های آلی و معدنی طبیعی هستند. که در اندازه‌های متنوعی در دسترس هستند. استفاده از الیاف بتن طبیعی باعث افزایش مقاومت بتن در برابر ترک خوردگی و شکستگی می‌شود. بتن‌های آلی در برابر ضربه، تنش‌های خستگی مقاوم هستند و مقاومت کششی بالایی دارند.
الیاف بتن پلی‌پروپلین
از ترکیب پلی‌پروپلین با بتن به منظور تقویت کردن مخلوط سیمان و کچ و مسطح کردن بتن استفاده می‌شود. الیاف پلی‌پروپلین در برابر برش و سایش مقاومت بالایی دارند. این الیاف در دو اندازه 12 و 18 میلی‌متری با بتن ترکیب می‌شوند و با توجه به خاصیت آن تا 24 ساعت نخست بتن‌ریزی از ترک خوردگی و جمع شدگی بتن ممانعت به عمل می‌آورد. الیاف پلی پروپلین در برابر آتش سوری مقاوم هستند. با توجه به میزان بسیار کم آب گریزی این الیاف بتن در برابر سایش، ضربه و مواد خوردگی مقاوم است.
الیاف مصنوعی: کولار، نایلون و پلی‌استر از جمله الیاف‌های مصنوعی هستند که قابلیت ترکیب شدن با بتن را دارند و معمولا در قطرهای 0.02 تا 0.38 میلی‌متر در دسترس می‌باشند. الیاف مصنوعی دارای نقطه ذوب بالا هستند به همین دلیل در برابر حرارت بسیار مقاوم هستند. سبکی، مقاومت در برابر حرارت، استحکام پذیری و مقاومت در برابر خوردگی از جمله ویژگی‌های الیاف مصنوعی است.
از انواع الیاف بتن در ساخت سالن‌های صنعتی، پل‌های بتنی، فرودگاه‌ها، سازه‌های نظامی، جاده‌سازی و سنگ‌فرش پیاده رو‌ها استفاده می‌شود. بتن تقویت شده با الیاف کاربردهای مختلف دارد. اغلب به منظور کنترل ترک‌خوردگی ناشی از انقباض و خشک شدن بتن از الیاف استفاده می‌شود. به کارگیری الیاف در بتن باعث افزایش مقاومت جهتی، مقاومت ضربه‌ای، مقاومت سایشی و مقاومت شکست بتن می‌شود. در عین حال الیاف بتن از دوام بالایی برخوردار هستند و از ایجاد حباب آب و حباب هوا تا حد زیادی جلوگیری می‌کند.
به روش‌های مختلفی می‌توان الیاف را به بتن اضافه کرد، اما باید این نکته را مد نظر قرار داد که در نهایت بتن حاصل شده باید یکنواخت باشد تا از جداشدن مواد جلوگیری شود. اغلب در زمان اضافه کردن الیاف به بتن، بتن حالت گلوله‌ای به خود می‌گیرد. محاسبه صحیح نسبت ابعاد، حجم الیاف، اندازه و میزان درشت بودن الیاف از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. اغلب الیاف بتن در مقایسه با بتن معمولی نیاز به مقدار بیشتری سیمان دارد. به طور کلی الیاف بتنی باعث افزایش مقاومت فشاری می‌شود. با به کارگیری الیاف بتنی میزان انعطاف‌پذیری بتن تا حد قابل توجهی افزایش می‌یابد. به ازای هر یک درصد افزایش محتوای الیاف 3 درصد انعطاف‌پذیری بتن افزایش می‌یابد. میزان سختی بتن الیافی بین 10 تا 40 برابر بیشتر از بتن معمولی است. مقاومت کششی با افزوده شدن الیاف به بتن نسبت به بتن‌های معمولی 2.5 برابر خواهد بود. مقاومت خستگی با افزودن الیاف به بتن تا 90 درصد و مقاومت چرخشی تا 70 درصد بهبود می‌یابد. میزان مقاومت بتن در برابر ضربه با اضافه شدن الیاف نسبت به بتن‌های معمولی 5 تا 10 برابر افزایش خواهد داشت. بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که بتن تقویت شده با الیاف باعث نسبت به بتن معمولی ویژگی‌های مطلوب‌تری دارد، بسته به نوع سازه و کاربرد آن میتوانید بهترین نوع الیاف را انتخاب کنید، تا هم سازه مقاوم‌تری داشته باشید و هم در هزینه‌های ساخت صرفه‌جویی کرده باشید.
