الیاف پلی پروپیلن
در مقاله قبلی ” بتن الیافی و کاربردهای آن “ به نقش الیاف در بتن پرداختیم . یکی از الیاف پر کاربرد در بتن الیاف پلی پروپیلن می باشد . در این مقاله با شرکت بتن همدانیان همراه باشید
یکی از الیاف جدید شیمیایی مورد استفاده برای ساخت بتن، الیاف پلی پروپیلن یا به اختصار الیاف PP است. این الیاف رشته های نازک پلیمری بدست آمده از فرآیند پلیمریزاسیون می باشد.این الیاف برای اولین بار در سال ۱۹۶۵ توسط هیئت مهندسین آمریکا برای ساخت بتن مقاوم به انفجار، مورد استفاده قرار گرفت.
امروزه برای مسلح سازی بتن از الیاف پلی پروپیلن به شکل خرد شده استفاده می شود. استفاده از این الیاف در بتن موجب افزایش مقاومت کششی، افزایش مقاومت خمشی، افزایش سفتی، افزایش مقاومت در برابر ضربه و بهبود مود گسیختگی بتن میشود.
مکانیزم عملکرد الیاف پلی پروپیلن
الیاف پلی پروپیلن میتواند با درصد کمتری نسبت به الیاف فولادی مورد استفاده قرار بگیرد. همچنین در حین ساخت الیاف PP میتوان با فنهایی مقاومت آنها را افزایش داد. چگالی این الیاف در حدود ۰.۹ گرم بر سانتیمتر مکعب است. این الیاف بسیار بلورینه (Crystalline) بوده و سختی آن بسیار بالا است. همچنین الیاف پلی پروپیلن در برابر حملات شیمیایی و باکتریها بسیار مقاوم هستند.
چنانچه الیاف پلی پروپیلن را با اتیلن (که محصولی سفت و انعطافپذیرتر است) ترکیب نمایند، محصول حاصل پلی پروپیلنی است که آن را تحت عنوان پلاستیک مهندسی میشناسند. در صورتی که الیاف پلی پروپیلن رنگ خاصی نداشته باشند تا حدودی شفاف هستند؛ اما معمولاً این محصول را در حالت مات میسازند و در صورت نیاز برای مصارف زیبایی به آن رنگ اضافه میکنند. مقاومت در برابر خستگی این الیاف بسیار خوب است.
الیاف PP مناسب جهت استفاده در بتن و ملات های گچی بهعنوان سیستم های میکرو تسلیح بتن و ملاتهای گچی استفاده می شود. الیاف PP با ابعاد ۱۲ و ۱۸ میلی متر برای ترکیب و مختلط شدن با بتن و با اندازه ۶ میلی متر برای ترکیب با گچ استفاده می شود. رشته های پلیمری با پخش غیریکنواخت در بتن باعث مسلح شدن بتن در تمامی جهات می شود (برخلاف آرماتور که فقط در دو جهت طولی وعرضی بتن را مسلح می کند).
الیاف ها بعد از رخداد ترک، با ایجاد یک پل و اتصال ماتریس سیمانی اطراف ترک، مکانیزم انتقال بار و تنش را بر عهده دارند و همین امر موجب کنترل و تاخیر در شکلگیری ترک می شوند. این مکانیزم با گسیختگی و یا خارج شدن الیاف از بتن خاتمه مییابد. کاهش خاصیت تردی و شکنندگی بتن و افزایش شکل پذیری، میزان جذب انرژی، تحمل در برابر تنش های ناگهانی، ضربه و … می شود.
کاربردهای استفاده از الیاف پلی پروپیلن
- در کلیه بتن ریزی ها جهت کاهش جمع شدگی انقباضی بتن
- در مکان های تحت تنش های دینامیکی
- بتن های معماری و تزیینی ( به خاطر سطح بدون ترک و دوام بالاتر)
- بتن ریزی در صنایع و پدافند نظامی
- استفاده در قطعات پیش ساخته بتنی
- استفاده از الیاف در بلوک ها و لوله های سیمانی
- استفاده از الیاف در سقف های کامپوزیت ستون و دیوار
- استفاده از الیاف در تولید ورق های سیمانی
- استفاده از الیاف در ملات های نازک سیمانی
- استفاده از الیاف در کف پیاده راه ها خیابان ها کف سوله های صنعتی و مخازن تونل ها پل ها کانال آب و شبکه های فاضلابی و تولید سوله های سیمانی.
مزایای استفاده از الیاف پلی پروپیلن در بتن
- سازگار با تمام افزودنی های بتن
- استفاده آسان و بدون نیاز به تخصص
- جلوگیری و کنترل گسترش ترک های مویی بتن
- تقویت بتن در مقابل بارهای ضربه ای و تنش های مخرب
- افزایش مقاومت سایشی و مقاومت خمشی و کششی بتن
- افزایش دوام و بهبود یکپارچگی بتن
- کاهش جمع شدگی خمیری و ترک های ناشی از نشست
- کاهش خزش در بتن شاتکریتی
- به عنوان تقویت اتصال بتن به مش
- استفاده از الیاف در بلوک ها و لوله های سیمانی
- مقاومت در برابر حریق و آتش سوزی
- کاهش نفوذپذیری در برابر آب و مواد خوردگی
- افزایش شکل پذیری بتن
خصوصیات فیزیکی و شیمیایی الیاف پلی پروپیلن بتن
- طول الیاف : ۳ میلی متر الی ۵۰ میلی متر
- وزن مخصوص :۰.۹ کیلو گرم بر متر مکعب
- مقاومت در برابر اسید و نمک : بالا
- القای الکتریکی: پایین
- جذب آب : در حدود صفر
- نقطه ذوب ۱۶۲ درجه سانتی گراد
- القای حرارتی : پایین
- نقطه اشتعال ۵۹۳ درجه سانتی گراد
- رنگ : سفید
مقدار مصرف و نحوه استفاده از الیاف پلی پروپیلن
الیاف پلی پروپیلن را می توان در هر زمان به بتن اضافه کرد.معمولاً این الیاف را در ابتدا با سنگدانه ها مخلوط کرده و سپس آب را به آن اضافه میکنند.می توان الیاف پلی پروپیلن را با آب طرح اختلاط مخلوط کرده و سپس این آب را به ملات خشک اضافه کرد.در این صورت باید برای رسیدن به مخلوط یکنواخت و همگن سه تا چهار دقیقه هم زدن را ادامه دهیم.
در صورت استفاده در بتن آماده می توان الیاف را به تدریج در داخل میکسر ریخته و هم زدن در دور تند باید به قدری ادامه داشته باشد که از پخش کامل الیاف در داخل بتن کاملا مطمئن شوید.
بر اساس آمارهای به دست آمده مقدار کاهش ترک خوردگی در مقدار معمول مصرف ( ۱ کیلوگرم در متر مکعب ) بیش از ۸۰ درصد می باشد.با افزایش مقدار مصرف تا دو کیلوگرم در متر مکعب می توان گفت عملاً ترکی به وجود نمیآید.
نکته: توجه داشته باشید که الیاف پلی پروپیلن آبگریز بوده و درصد جذب آب آن صفر است بنابراین هرگز نباید از افزودن آب اضافی جهت افزایش روانی بتن با این الیاف استفاده کرد.