اختلاف الیاف های فولادی و الیاف های پلیمری
الیاف فلزی و الیاف پلیمری
فدراسیون بین المللی بتن (FIB)، استفاده ساختاری از الیاف پلیمری در بتن را در بولتن های مدل سال 2010 (شماره های 55و5۶) مشروط به تعدادی پیش نیازهای فنی کرده که مهمترین آنها عبارتند از:
۱- صرفاً درصورتیکه در تست های پرتوی نسبت FL/FR (مقاومت اولین ترک بتن به مقاوت ترک 5/0 میلیمتری) بیشتر از 0.40 (FL/FR1 > 0.40) باشد الیاف پلیمری می توانند جایگزین آرماتورهای سنتی شوند.
۲-الیاف پلیمری در شرایط (ترمیک) حرارتی تحت تاثیر قرار می گیرند و تغییر سازه ای می دهند و بدلیل ویژگی مکانیکی خود، نمی توانند حافظ خواص عمومی خودرا تحت تاثیر حرارت حفظ نمایند.
بدلایل ذیل الیاف سینتتیک در منابع علمی عموماً بعنوان الیاف منقبض کننده بتن (افزایش دهنده مقاومت فشاری) شناخته و معرفی می شوند، که در عمل هیچ نقش سازه ای را ایفا نمی کنند.
۱-ویژگی مکانیکی بتن در24 ساعت اول افزایش می یابد. تحمل فشار آن به10 mpa و قدرت کشش آن به 1mpa می رسد. الیاف پلیمری تا این مرحله مکانیزم لازم را دارند و ترک ها را کنترل می نمایند (خاصیت پلاستیکی). ولی وقتی نیاز الاستیسیته بتن فراتر از10mpa می رود موضوع متفاوت می شود و پس از اولین ترک خوردگی، تحت خزش قرار می گیرند. از این بتن های کامپوزیت نمی توان بیشترازحیطه ی خود انتظار الاستیسیته بودن داشت.
| مدول یانگ |
مصالح |
| 30GPA +/- |
بتن |
| 4GPA +/- |
الیاف میکروسینتتیک |
| 3-10GPA |
الیاف میکرو سینتتیک |
| 210GPA |
الیاف فلزی |
ایجاد تاثیرات منفی روی مقاومت و ویژگی های بتن، ناشی از ترک های بزرگ ایجاد شده به علت خزش هااجتناب ناپذیرند، این خزشهای ناشی از مصرف الیاف سینتتیک در مقایسه با مصرف الیاف فلزی ۶۰-۵۰ برابر می باشند. الیاف سیتتیک در خزش های جزیی کارآیی دارد.
تست های خزشی انجام شده در محیط ثابت با دمایc ۲۰+، حتی با افزایش c۱۰+ سبب دفورمه شدن، ناشی از بارگذاری (ترک خوردگی) در نمودارها مشهود است ولی در شرایط مشابه در بتن با الیاف فلزی تغییر محسوسی ملاحظه نمیشود.
الیاف سینتتیک با رنگ قرمز و الیاف فلزی با رنگ آبی در نمودار زیر نمایش داده شده اند.
الیاف سینتتیک در c50+ خصوصیات مکانیکی خود را حدود ۵۰-۴۰ درصد از دست میدهند و رفتارویسکوالاستیک از خود بروز می دهند، در c۱۶۵+ کاملأ ذوب میشوند و درc ۲۰- به صورت کریستال درآمده و خصوصیت مکانیکی خود را از دست میدهند ولی در الیاف فلزی نقطه ی ذوب ۱۵۰۰ درجه است.
الیاف سینتتیک در برابر اشعه ی ماوراءبنفش ترد و شکننده می شوند.
در تست صفحه ی بعد صفر شدن مقاومت کششی و جداشدگی تحت اشعه uv بعداز ۱۵۰۰ ساعت دیده میشود.
قابلیت چسبندگی الیاف سینتتیک در ماتریکس بتن ضعیف است، در بتن، الیاف سینتتیک تازه پاشیده شده دارای ظرفیت جذب انرژی پایین میباشند و میبایست در محاسبات ساخت بتن مقدار سیمان و مصالح ریزدانه بیشتراز حد استاندارد استفاده شود.
چنانکه درنمودارزیرملاحظه مینمایید، الیاف سینتتیک تحت بار ثابت مستقلا رفتار خزشی از خود نشان میدهند.
در تست های طولانی مدت آزمایشگاهی، بتن های الیاف سینتتک نه تنها دچار خزش، بلکه بعداز چندسال دچار ریزش و سقوط هم میشوند.
