با توجه به پیشرفت علم و تکنولوژی در قرن اخیر، علم شناخت انواع بتن و خواص آن‌ها نیز توسعه قابل‌ملاحظه‌ای داشته است، به‌نحوی‌که امروزه انواع مختلف بتن با مصالح مختلف تولید و استفاده می‌شود و هر یک خواص و کاربری مخصوص به خود را داراست. یکی از انواع بتن‌های مدرن، بتن الیافی است. بتن الیافی در حقیقت نوعی کامپوزیت است که از الیاف رشته‌رشته و جدا از هم که نقش مسلح کنندگی را در ماتریس بتن ایفا می کنند تشکیل‌شده است. این ترکیب کامپوزیتی، یکپارچگی و پیوستگی مناسبی داشته و امکان استفاده از بتن به‌عنوان یک ماده شکل‌پذیر را فراهم می‌آورد.

در بسیاری از قطعات پیش‌ساخته بتنی هدف از مسلح سازی با کمک الیاف عمدتاً کنترل ترک‌خوردگی است، ترک‌ها عموماً می‌تواند نتیجه بارهای پیرامونی (تغییرات دمایی، رطوبت و باد) و یا بارهای تصادفی ناشی از جابه‌جایی و یا مونتاژ کردن واحدهای پیش‌ساخته  باشند. از جمله دیگر مزایای استفاده از الیاف می‌توان به بهبود مقاومت ضربه در کل حجم بتن، کاهش حساسیت‌های مرتبط با آسیب‌های ناشی از جابه‌جایی قطعات به‌خصوص در لبه‌های قطعات اشاره کرد. کاهش نیروی کار و هزینه‌های مرتبط و بهبود ایمنی نیز مزیت مهم استفاده از الیاف مسلح کننده در قطعات پیش‌ساخته تونل است.

استفاده از انواع مختلف الیاف‌های موجود نظیر الیاف‌های فولادی، پلی‌پروپیلن موجب بهبود خواص مختلف مکانیکی نظیر مقاومت کششی، کنترل ترک‌خوردگی، مقاومت سایشی، مقاومت در برابر ضربه و عدم جداشدگی اجزای بتن گردیده است. مسلح سازی با یک نوع الیاف ممکن است به بهبود خواص مطلوب تا یک سطح مشخص منجر شود. اصطلاح الیاف هیبریدی زمانی استفاده می‌شود که به‌منظور استفاده از مزایای هر نوع از الیاف در تقویت یک کامپوزیت از دو یا تعداد بیشتری از الیاف استفاده کنند که این امر سبب می‌شود از مزایای هرکدام از انواع الیاف استفاده شود.  بنابراین استفاده از بتنی که حاوی الیاف هیبریدی باشد مزایای متنوعی را برای سازه‌های بتنی نظیر قطعات تونل به‌ همراه خواهد داشت.

در این تحقیق اثر استفاده از الیاف پلیمری کورتا  و فولادی را بر خواص بتن با هدف استفاده در ساخت قطعات تونل مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور طرح اختلاط‌های مختلف بتن الیافی  در نسبت آب به سیمان 0/4 طرح شد.  همچنین به‌منظور استفاده از مزایای الیاف در ساخت قطعات از الیاف فولادی و پلیمری به صورت هیبرید استفاده شد. آزمایش‌های مقاومت فشاری 7 و 28 روزه، کششی 7 و 28 روزه و خمشی 28 روزه  بر روی نمونه‌ها انجام گرفت. نتایج نشان می‌دهد که استفاده هیبریدی از الیاف بهبود بیشتری در  خواص مکانیکی در مقایسه با حالت استفاده از تک الیاف را سبب شده است. بیشترین تاثیر سیستم الیاف هیبریدی بر مقاومت خمشی و کششی بوده است.

نخستین استفاده از الیاف در شاتکریت مربوط  به سد Ririe در ایالت Idaho در سال 1972 میلادی با الیاف فولادی است. از آن زمان تاکنون استفاده از الیاف فولادی و پلیمری ماکرو (ماکروسنتتیک) در شاتکریت خشک و تر به عنوان جایگزین آرماتورهای تک لایه یا دو لایه در حفاری معادن، تونل‌ها، پایدارسازی شیروانی‌ها رو به افزایش بوده است.

معمولا سطوح سنگی به‌دست‌آمده در اثر حفاری با انفجار، خشن و ناهموار هستند. در چنین مواردی عدم استفاده از مش باعث کاهش حجم شاتکریت الیافی موردنیاز برای پایدارسازی است. علت این موضوع آن است که شاتکریت دقیقا روی پروفیل حفاری‌شده اجرا می‌گردد و دیگر نیازی به پر کردن فضای پشت مش و یا پوشاندن روی آن نیست. علاوه بر این، استفاده از الیاف به‌جای مش میزان هدر رفت مصالح در اثر برگشت (Rebound) را کاهش داده و مانع ایجاد حفرات و یا فضای متخلخل پشت مش می‌شود.

مطالعات انجام‌شده نشان می‌دهد که در ضخامت یکسان، شاتکریت الیافی از لحاظ عملکرد سازه‌ای معادل مش است. علاوه بر این، الیاف سازه‌ای موجب بهبود طاقت (شکل‌پذیری) شاتکریت شده و در نتیجه شاتکریت می‌تواند تغییر شکل‌های به وجود آمده در معادن و تونل‌ها را بدون وقوع گسیختگی ترد و شکننده تحمل نماید. همچنین چسبندگی میان شاتکریت و زیر لایه سنگی معمولا در اثر استفاده از الیاف بهبود می‌یابد. علت این موضوع، حذف مش و در نتیجه اجرا و تراکم بهتر شاتکریت می‌باشد. وجود مش سبب ایجاد حفرات و نواحی متخلخل شده و با تسهیل نفوذ آب، دوام دراز مدت بتن را با مشکل روبرو می‌سازد.

الياف مختلفی را می‌توان جهت ساخت بتن اليافي بكار برد ولي بايد توجه داشت كه جهت بكار بردن هر كدام از آن‌ها نياز به اين است كه تعيين كنيم كدام نوع از الياف تركيب بهینه‌تری با توجه به مشخصات فرآورده و كاربري بنا به ما می‌دهد.

براي اين مهم ابتدا بايد با مشخصات فيزيكي و مكانيكي الياف آشنا باشيم تا با توجه به اين مشخصات بتوانيم از آن‌ها در ماتریس‌های سيماني بهره كافي را ببريم. همچنین شناخت خواص مکانیکی بتن حاوی الیاف نیز از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

این مقاله به بررسی خصوصیات عملکردی انواع مختلف الیاف پلیمری کورتا در شاتکریت الیافی تونل انتقال آب کرمان می‌پردازد. بدین منظور آزمون‌های خواص مکانیکی مختلفی بر روی نمونه‌های بتن حاوی اشکال مختلف الیاف پلیمری در سن 28 روز انجام شد. نتایج نشان می‌دهد که شاتکریت حاوی الیاف پلیمری پتانسیل خوبی برای کاربرد در پروژه‌های شاتکریت تونل دارد.