الیاف طبیعی مواد تقویتکننده هستند و استفاده از آنها تاکنون بهطور سنتی انجامشده است. مدت زیادی از فواید بسیاری برخوردار بودند، اما استفاده از تکنولوژی برای مواد مورد استفاده در الیاف طبیعی بهعنوان تقویتکننده در بتن تنها در سالهای اخیر انجامشده است. خصوصیات متمایز بتنهای تقویتشده با فیبر طبیعی، مقاومت کششی و خمشی، انعطافپذیری بیشتر، مقاومت بیشتر در برابر ترکخوردگی و در نتیجه بهبود عملکرد در برابر ضربه است. علاوه بر توانایی خود برای حفظ بار، بتن سبک فیبر طبیعی نیز باید بادوام باشد. طول عمر به مقاومت آن در برابر خرابی ناشی از علل خارجی و همچنین علل داخلی بستگی دارد (عزیز و همکاران 1984). پیشازاین، ویژگیهای مکانیکی و رفتار ضربه بتن تقویتشده با الیاف طبیعی مورد بررسی قرار گرفت (الراعمی و سیبی 1995).
در اینجا یک مطالعه تجربی با استفاده از الیاف شیشه و نخل در بتن با مقاومت بالا انجام شد. خواص مکانیکی مقاومت، مانند کشش فشاری، کششی، خمشی و سختی پس از ترکخوردگی موردبررسی قرار گرفت.اینگونه نتیجهگیری شد که الیاف طبیعی با الیاف شیشه قابلمقایسه است. تجزیهوتحلیل عنصر محدود نیز با استفاده از نرمافزار ANSYS انجامشده و هر دو نتایج تحلیلی و تجربی قابلمقایسهای یافتند. مقایسه مطالعات نظری و تجربی بر مقاومت فشاری و مدول الاستیک بتنهای تقویت برای حجمهای مختلف نیز انجام شد (راماکریشنا و ساندرارجان 2002).همچنین مشاهده شد که هر دو مقادیر تجربی و تحلیلی مدول الاستیک، اختلاف 15٪ را نشان دادند که میتوان آن را نسبتاً کوچک دانست.
خواص بیولوژیکی ملات سیمان تقویتشده با الیاف ازلحاظ ارزش جریان، انعطافپذیری و زاویه اصطکاک داخلی در سه نسبت مخلوط مختلف و چهار نسبت فشرده و محتویات فیبر (Ramakrishna و Sundararajan 2002) موردبررسی قرار گرفتند. بر اساس خواص رئولوژیکی ملات تازه، توصیه میشود از الیاف کوتاه با محتوای فیبر کم برای دستیابی به کارایی و محتوای فیبر بیشتر جهت انعطافپذیری بهتر در حالت مرطوب استفاده کنید. کامپوزیت سیمان تقویتشده با فیبر نیز مورد بررسی قرار گرفت (Bilba et al 2003). کامپوزیتهای فیبر سیمان در حالات مختلف تهیهشده و تأثیر آن بر پارامترهای گوناگون بر ر مواد کامپوزیتی مورد مطالعه قرار گرفت. ترکیبات گیاهشناسی و شیمیایی الیاف نیز موردمطالعه قرار گرفتند.
کامپوزیتهای فیبر طبیعی ممکن است به علت تضعیف الیاف توسط ترکیبی از مواد قلیایی و از طریق انتقال هیدروژن به فضاها، کاهش قدرت و چقرمگی را در پی داشته باشد. محققان پیشین (Toledo Filho و همکاران 2003) مطالعات خود را در زمینه توسعه کامپوزیتهای فیبر گیاهی پردوام بهبود دادند. برای ایجاد دوام مواد کامپوزیتی، فیبر سیمان گیاهی پیشنهادشده است. این مورد شامل کربناته ماتریس در محیط غنی از co2 است که غوطهوری الیاف در سیلیس مایع بهطور مخلوط و قبل از ترکیب در ماتریس معمولی سیمان پرتلندبه عنوانی جایگزینی جزئی از سیمان پرتلند معمولی انجام میشود. عملکرد کامپوزیتهای فیبر رزینهای گیاهی اصلاحشده بهواسطه اثرات آب، قرار گرفتن در معرض چرخههای مرطوب ، خشک شدن و هوای آزاد بر روی ریز ساختارها و رفتار خمشی مورد بررسی قرار گرفت. پیشنهاد شد که غوطهوری الیاف طبیعی در یک ماده خشک ، و قبل از افزودن سیلیکا به کامپوزیتهای سیمان بر اساس یک روش موثر و برای کاهش ضخامت کامپوزیت در محیط میباشد.
همچنین ترکیبات اولیه زباله در یک محیط غنی از co2 و جایگزینی جزئی OPC توسط سیلیسفیم ناپایدار، روشی کارآمد برای به دست آوردن الیاف طبیعی بادوام میباشد. توانایی جذب انرژی، چقرمگی نامیده میشود و در شرایط کاری واقعی اهمیت دارد. برای این منظور یک تحقیق تجربی (راماکیشنا و ساندارارایان، 2005) بر مقاومت ضربه چندین بتن سبک سیمان تقویتشده با فیبر طبیعی انجام دادند. چهار نوع از الیاف طبیعی مانند کوسه، سیزال، جوت با چهار فیبر مختلف ازجمله 0. 5٪، 1. 0٪، 1. 5٪ و 2 0٪ وزن سیمان مورد استفاده قرار گرفتند. این آزمایشها با استفاده از دستگاه تست پرتابه مکرر انجام شد و عملکرد نمونه بر اساس پارامترها مشخص شد از این نتایج آزمایش دقیق، به این نتیجه رسیدیم که فیبرهای رشتهای انرژی بیشتری را جذب میکند یعنیj 253 5 در 2٪ فیبر و طول فیبر 40 میلیمتر. میکرو ساختار و خواص مکانیکی کامپوزیتهای فیبر سیمان زائد در 28 روز نمونهها مورد بررسی قرار گرفت (Savastano Jr et al 2005).
در سن 28 سالگی درمان طبیعی، برخی مطالعات قبلاً گزارششده است (Sivaraja and Kandasamy 2007، 2008، 2009). خصوصیات مقاومت مکانیکی نمونههای همراه، خواص خمشی پرتوهای تحت شرایط بارگذاری استاتیک و سیکل و رفتار اتصالات پرتو ستون تحت بارگذاری سیلیکونی انجامشده است و ثابتشده است که فیبرهای روستایی ازجمله الیاف طبیعی عملکرد بهتر نسبت به بتن معمولی را نشان میدهند.
در دوران 28 روز برخی مطالعات نیز گزارششده است (Sivaraja and Kandasamy 2007، 2008، 2009). خصوصیات مقاومت مکانیکی نمونههای همراه، خواص خمشی تیرهای تحت بارگذاری و سیکل و رفتار اتصالات تیر و ستون تحت بارگذاری سیلیکونی مورد بررسی قرار گرفته است و ثابتشده است که فیبرهای طبیعی عملکرد بهتری نسبت به بتن معمولی از خود نشان میدهند. ازاینرو فعالیتهای تحقیقاتی گذشته بر روی بتن طبیعی فیبری با توجه به استحکام مکانیکی و مطالعات میکرو ساختاری تنها در مدت دوره 28 روزه انجام شد. اما تاکنون مطالعات دقیق در مورد روشهای شتابدهنده انجامنشده است. بنابراین این مقاله در مورد این موضوع بهمنظور دریافت یک ایده در مورد وجود الیاف طبیعی در بتن تمرکز دارد.