بتن مسلح به الیاف پلیمری

تاریخچه بتن مسلح به الیاف پلیمری

انواع مختلف الیاف پلیمری به منظور تقویت مواد با پایه سیمانی به کار گرفته شده است. بسیاری از این الیاف از قبیل پلی پروپلن، پلی اتیلن و پلی استر و اکریلیک نشان داده اند که به طور چشمگیری امکان تقویت را دارند و در حال حاضر به صورت تجاری در دسترس می باشند. انواع دیگر الیاف پلاستیکی از قبیل پلی آمیدهای با مقاومت بالا (نایلون)، الیاف آرامید و الیاف پلی اتیلن با مدول الاستیسیته بالا، کمتر مورد استفاده قرار می گیرد اما نباید نقش تجاری حال حاضر آنها برای تقویت ملات های با پایه سیمانی، ناچیز و بی اهمیت شمرده شود.

بتن مسلح به الیاف پلی پروپلین

در سال 1965 گروه مهندسین ارتش آمریکا الیاف پلی پروپلین را به عنوان تقویت کننده بتن در ساخت سازه های مقاوم در برابر انفجار به کار بردند. آنها دریافتند که اضافه کردن مقدار کمی از الیاف پلی پروپلین به بتن (کمتر از %0.5 حجمی) منجر به افزایشی اساسی در انعطاف پذیری و مقاومت ضربه ای می شود. از زمان کار گلدفین در سال 1965 الیاف پلی پروپلین نه تنها به عنوان یک منبع اولیه در تقویت بتن، بلکه به عنوان مکملی جهت بهبود برخی خصوصیات مصالح بتن به کار رفته است.

الیاف پلی پروپلین

پلی پروپلین نوعی پلیمر مصنوعی هیدروکربنی است. الیاف پلی پروپلین با فرایند بیرون کشیدن مصالح به حالت داغ از میان روزنه های قالب ساخته می شود. نسبت کشش که میزان کشیدگی است در طول ساخت الیاف اعمال می شود، عامل جهت گیری مولکولی و تبلوری است، که خصوصیات فیزیکی الیاف را مشخص می کند. نسبت های کشش معمولاً برای الیاف پلی پروپلین در حدود 8 می باشد.

الیاف پلی پروپلین یا به شکل تک رشته های استوانه ای پیوسته است که می توانند در طول های خاصی قطعه قطعه شوند تولید می گردد و یا به شکل صفحات نازک یا نوارهایی هستند که می توانند به صورت الیاف کوچکی با مقطع عرضی مستطیلی رشته رشته شوند. منظور از رشته رشته کردن صفحات نازک پلی پروپلین، قسمت کردن به قطعات باریک است به طوری که به صورت شبکه باز شده ای از الیاف گسترش یابند. الیاف تک رشته ای پلی پروپلین گرانتر از الیاف حاصل از صفحات نازک رشته ای یا الیاف نواری هستند و به دلیل سطح نسبتاً کوچکشان، پیوستگی ضعیفی با ملات سیمان دارند.

در حال حاضر چندین تولید کننده از جمله شرکت فرتا و شرکت فایبرمش، الیاف پلی پروپلین خصوصیات مختلفی دارند که آنها را به طور ویژه ای برای استفاده در بتن سازگار می سازد. به خصوص که الیاف پلی پروپلین به طور شیمیایی بی اثر و سبک وزن هستند و از نظر هزینه با سایر انواع الیاف رقابت می کنند. علاوه بر آن الیاف پلی پروپلین آبگریز هستند بنابراین نمی توانند آب جذب کنند و تاثیری بر روی آب لازم برای مخلوط بتن ندارند. با این حال برخی معایب الیاف پلی پروپلین پیوستگی شیمیایی ضعیف با ملات سیمانی، نقطه ذوب پایین (تقریباً F˚329 ، C˚165 ) ، قابلیت احتراق و مدول الاستیسیته نسبتاً پایین می باشند.

برخی از خصوصیات الیاف پلی پروپلین در جدول 1 داده شده اند :

جدول 1 ویژگی های شاخص الیاف پلی پروپلین

معادل متریک : ksi=6.895MPa