أهمية “الأنواع” عند شراء ألياف البولي بروبلين
غالبًا ما يقول فريق المشروع “ألياف PP” كما لو كان منتجًا واحدًا. لا يزال فريق المشروع يحصل على نتائج مختلفة للغاية من أنواع مختلفة من الألياف. فريق البلاطة يريد عددًا أقل من التشققات المبكرة على السطح. يريد فريق النفق سلوكًا أفضل في حالة نشوب حريق. ويريد فريق ما قبل الخرسانة قوة حواف أفضل وشقوق أقل. وتحتاج هذه الأهداف إلى أحجام مختلفة من الألياف وأشكال مختلفة واختبارات مختلفة.
هذه هي وجهة النظر الأساسية التي تجعل الموضوع بسيطًا. يمكن تقسيم ألياف البولي بروبلين إلى الألياف الدقيقة و الألياف الكبيرة بناءً على الحجم وبناءً على ما يقومون به في الخرسانة. وتنص مراجعة بحثية على هذه الفكرة بطريقة مباشرة، وتضيف أن الطول والوظيفة هما اللذان يقودان التقسيم في الممارسة العملية. وتستخدم إرشادات معهد الخرسانة الأمريكي للخرسانة خط حجم واضح للألياف الاصطناعية، وتعرّف الألياف الاصطناعية الدقيقة بأنها ألياف يقل قطرها عن 0.3 مم (أو ما يعادلها) والألياف الاصطناعية الكبيرة بأنها 0.3 مم أو أكثر.
يمكن للمشتري استخدام هذا التقسيم لتجنب المواصفات الخاطئة. يمكن للمشتري أيضًا استخدام هذا التقسيم لاختيار طريقة الاختبار الصحيحة والجرعة الصحيحة. تدعم شركة Ecocretefiber™ كلا المجموعتين، وتدعم شركة شاندونغ جيانبانغ للألياف الكيماوية المحدودة المشترين بإمدادات مستقرة ووثائق واضحة.
ما تفعله ألياف البولي بروبلين في الخرسانة على المستوى الأساسي
تعمل ألياف البولي بروبلين كتقوية صغيرة تنتشر عبر المزيج. وتساعد الألياف في ذلك لأن الخرسانة تتشقق عندما يرتفع التوتر فوق قوة الشد. تقوم الألياف بسد الشقوق الصغيرة وتنشر الضغط عبر العديد من الخطوط الصغيرة. كما تساعد الألياف أيضًا على تماسك الخرسانة الطازجة بينما لا تزال ضعيفة.
يشرح NRMCA هذه الفكرة العامة للألياف الاصطناعية. تنص NRMCA على أن الألياف الاصطناعية تعمل على سد الشقوق وتفريقها وتمسك الخرسانة بإحكام، وتربط NRMCA هذه الفوائد بالتشقق الناتج عن الانحناء ودرجة الحرارة والانكماش. لا يزال فريق المشروع بحاجة إلى المعالجة والتخطيط الجيد للمفاصل والتشطيب الجيد، ولا تزال الألياف تساعد عندما تدفع ظروف الموقع البلاطة نحو التشقق المبكر.
البولي بروبلين مهم لأنه متين في البيئة القلوية لعجينة الأسمنت. تُعرّف ASTM C1116 الخرسانة المسلحة بالألياف الاصطناعية من النوع الثالث وتطلب دليلًا على مقاومة التلف في الرطوبة والقلويات في عجينة الأسمنت وفي التعرض للمواد المضافة، وتدرج الملاحظة البولي أوليفينات مثل البولي بروبيلين على أنها متينة في الخرسانة. وهذا هو أحد الأسباب التي جعلت ألياف البولي بروبلين خيارًا شائعًا للاستخدام الجزئي والكلي على حد سواء.
النوع 1: ألياف البولي بروبلين الدقيقة
ما معنى كلمة “ميكرو” وما المقصود بالألياف الدقيقة
ألياف البولي بروبلين الدقيقة هي ألياف صغيرة القطر تستهدف بشكل أساسي الساعات الأولى بعد وضعها. ويصف معيار ACI الألياف الاصطناعية متناهية الصغر بأنها أقل من 0.3 مم في القطر (أو ما يعادلها). يستخدم المعيار ASTM D7508 الكثافة الخطية لوصف ألياف البولي أوليفين متناهية الصغر، ويحدد الميكرو بأقل من 580 منكر، وهو ما يربطه المعيار بقطر مكافئ أقل من 0.3 مم.
تركز ألياف PP الدقيقة على تشقق انكماش البلاستيك و تشقق التسوية البلاستيكية. تظهر هذه الشقوق بينما لا تزال الخرسانة طازجة. حيث يفقد السطح الماء وينكمش السطح ولا تزال العجينة ضعيفة، وبالتالي يفتح السطح شقوقًا دقيقة. ويصف NRMCA الألياف الاصطناعية كأداة عملية للتحكم في التشققات الانكماشية البلاستيكية في ممارسة الخرسانة. تساعد شبكة الألياف الدقيقة لأنها تمنح العجينة العديد من الجسور الصغيرة عبر مسارات التشققات المبكرة.
لا تعمل ألياف PP الدقيقة مثل حديد التسليح، ولا تحل محل التعزيز الهيكلي. تعمل ألياف PP الدقيقة بشكل أساسي على تحسين التحكم في التشقق المبكر وتماسك المزيج. ويحصل المشتري على أفضل قيمة عندما يستخدم المشتري الألياف الدقيقة للتحكم في مخاطر التشقق المبكر ويحافظ على خطة تصميم الفولاذ للاحتياجات الإنشائية.
النوع أ: ألياف بولي بروبيلين أحادية الشعيرات الدقيقة
A ألياف البولي بروبيلين أحادية الخيوط الدقيقة عبارة عن ألياف ذات نمط خصلة واحدة. تبدو الألياف مثل الشعر الرقيق، وتنتشر الألياف خلال المزيج عندما تكون طاقة الخلط كافية. ويستخدم العديد من الموردين الألياف الدقيقة أحادية الشعيرات لتقليل انكماش البلاستيك المتشقق ولتحسين التماسك. يقول الوصف العملي للصناعة إن الألياف الدقيقة تشمل الألياف الدقيقة الألياف الأحادية والليفية الشكل، وتضع الألياف الأحادية في إطار “الخيوط الفردية” والليفية في شكل يشبه الشبكة.
تميل الألياف الدقيقة أحادية الخيوط إلى الانتشار بشكل جيد عندما يضيفها الطاقم بطريقة مضبوطة. يجب أن يتجنب الطاقم مع ذلك إلقاء جرعة كاملة في جيب جاف واحد. يجب أن يضيف الطاقم الألياف في الخرسانة المتحركة، ويجب أن يخلط الطاقم لفترة كافية للانتشار المتساوي. يضع NRMCA إطارًا لإضافة الألياف الاصطناعية كجزء طبيعي من الخلط والخلط عندما يتبع الطاقم الإجراءات الأساسية.
وغالبًا ما يختار المشتري الألياف الدقيقة أحادية الشعيرات للألواح والطبقات العلوية والأسطح مسبقة الصب حيث تتسبب الشقوق الدقيقة المبكرة في حدوث إصلاحات وشكاوى. ويختارها المشتري أيضًا عندما تكون جودة التشطيب مهمة، لأن العديد من أطقم العمل تجد أن الألياف الدقيقة الأحادية أسهل في التشطيب من الألياف الشبيهة بالشبكة بجرعات مماثلة.
النوع الدقيق B: ألياف البولي بروبيلين الليفية الرقيقة
A ألياف PP الليفية يبدأ كغشاء، ويتم شق الغشاء وتمديده بحيث ينفتح على شكل شبكة أثناء الخلط. يمكن أن يخلق هذا الشكل مزيدًا من التشابك الميكانيكي في المعجون لأن الشبكة توفر مساحة سطح أكبر و“عقد” أكثر لتماسك المعجون.
ويصف تقرير بحثي لـ DOT نقطة الترابط هذه بلغة واضحة. ويذكر التقرير أن ألياف البولي بروبيلين في شكل أغشية وأشرطة ليفية أو شبكات منسوجة توفر رابطة أفضل مع مصفوفة الأسمنت من الألياف الأحادية المفرومة، ويربط التأثير باختراق معجون الأسمنت في الشبكة التي أنشأها التليف. لا تزال هذه الرابطة فيزيائية في الغالب، لذلك لا تزال الوظيفة تعتمد على التشتت والخلط المناسب.
غالبًا ما تعمل الألياف الدقيقة الليفية بشكل جيد للتحكم في انكماش البلاستيك المتشقق ولمقاومة الصدمات والتآكل في بعض الخلطات. قد يرى طاقم العمل المزيد من نمط الألياف على السطح في بعض التشطيبات، لذلك يجب على طاقم العمل إجراء صب تجريبي عندما يكون مظهر السطح أولوية قصوى. يجب على المشتري أيضًا التحقق من نطاق الجرعة المعلنة للمنتج، لأن المنتجات الليفية يمكن أن تستخدم أهداف جرعات مختلفة عن المنتجات أحادية الشعيرات.
الميكرو من النوع C: ألياف بولي بروبيلين متعددة الخيوط
الكلمة الرئيسية التي يبحث عنها العديد من المشترين هي ألياف بولي بروبيلين متعددة الخيوط, وغالباً ما يستخدمها المشترون بطريقتين مختلفتين. فبعض الناس يستخدمون مصطلح “متعدد الخيوط” للدلالة على أي ألياف مصنوعة من خيوط صغيرة عديدة. ويستخدم البعض الآخر مصطلح “متعدد الخيوط” كمصطلح نسيج لكيفية بثق الألياف أو تجميعها.
يشرح كتيب حديث صادر عن شركة سيكا للخرسانة المسلحة بالألياف هذا الخلط في التسمية. حيث يسرد الكتيب الألياف الأحادية والليفية كنوعين رئيسيين من الألياف الدقيقة الاصطناعية، ويقول إن صناعة النسيج تشير أحيانًا إلى الألياف الليفية على أنها متعددة الألياف بسبب كيفية بثق الألياف من خلال رأس قالب متعدد الرؤوس. هذه النقطة مهمة لأن المشتري يمكن أن يطلب شكلاً خاطئًا إذا استخدم المشتري عبارة “متعدد الخيوط” فقط دون وصف الشكل.
كما أن بعض المنتجات عبارة عن أنظمة خيوط متعددة الخيوط تشبه الخيوط الحقيقية. تقارن ورقة بحثية في مجلة العلوم التطبيقية (MDPI) بين الخيوط الأحادية الكلية والخيوط الدقيقة متعددة الخيوط، ويتعامل المؤلفون مع الخيوط الدقيقة متعددة الخيوط كنوع متميز من الألياف للمركبات الأسمنتية. في هذا النمط من الخيوط، تحتوي حزمة الألياف على العديد من الخيوط الدقيقة. يمكن للحزمة أن تنشر الإجهاد عبر العديد من الجسور الدقيقة، ويمكن للحزمة أيضًا أن تغير سلوك تباعد الشقوق في بعض الخلطات.
يجب على المشتري الذي يريد “ألياف بولي بروبيلين متعددة الخيوط” أن يسأل سؤالاً إضافيًا واحدًا. يجب على المشتري أن يسأل عما إذا كان المورد يقصد غشاءً ليفيًا يفتح على شكل شبكة، أو يجب على المشتري أن يسأل عما إذا كان المورد يقصد حزمة خيوط مصنوعة من خيوط عديدة. كما يجب على المشتري أن يسأل أيضًا عن طول الألياف والكثافة الخطية والدور المقصود، حتى يتطابق المنتج مع الوظيفة.
النوع 2: ألياف البولي بروبلين الكلية
ما معنى كلمة “ماكرو” وما المقصود بالألياف الكلية
ألياف البولي بروبيلين الكبيرة هي ألياف أكبر حجمًا تستهدف بشكل أساسي الأداء بعد التشقق. يعرّف المعهد الأمريكي للمطاط الصناعي ACI الألياف الاصطناعية الكبيرة بأنها ألياف اصطناعية كبيرة بقطر 0.3 مم أو أكثر (أو ما يعادلها). وتحدد ASTM D7508 ألياف البولي أوليفين الكلية عند 580 منكر أو أكثر، وتربط هذا القطع بقطر مكافئ يبلغ 0.3 مم.
تساعد الألياف الكبيرة لأنها تسد الشقوق الكبيرة وتحافظ على سعة التحميل بعد الشق الأول. غالبًا ما يطلق المصممون على ذلك القوام المتبقي أو قوة ما بعد التصدع. ASTM C1609 هي طريقة اختبار انثناء شائعة لاختبار الخرسانة المقواة بالألياف، وتصف ASTM أن الاختبار يقيّم أداء الانثناء من منحنى انحراف الحمل لاختبار العارضة. هذا هو نوع الاختبار الذي تستهدفه الألياف الكلية.
وغالبًا ما تتنافس ألياف البولي بروبيلين الكلية مع الألياف الفولاذية في الألواح والخرسانة الخرسانية، ويمكن أن تكون جذابة حيثما تكون مخاطر التآكل مهمة وحيثما تكون سلامة المناولة مهمة. وتشير جمعية الخرسانة إلى أن المواصفة BS EN 14889-2 تغطي ألياف البوليمر وتربط المتطلبات بقيم قوة الانثناء المتبقية من اختبار الحزم، وتتعامل مع الألياف الاصطناعية الكلية كفئة ثابتة.
يجب أن يظل المشتري يتعامل مع الألياف الكلية كمنتج هندسي. وينبغي للمشتري أن يطلب طريقة الاختبار والقيم المتبقية المبلغ عنها، وينبغي للمشتري أن يطلب جرعة تطابق الأداء المستهدف.
الماكرو من النوع أ: الماكرو الأحادي الشعيرات الأحادية ألياف البولي بروبلين الاصطناعية
الألياف الكلية أحادية الشعيرات هي ألياف سميكة أحادية الخيط. وتستخدم العديد من المنتجات سطحًا مجعدًا أو منقوشًا لتحسين مقاومة السحب. وتستخدم العديد من المنتجات أيضًا أشكالًا مشوهة، مثل الأشكال الملتوية أو المنقوشة لزيادة الترابط الميكانيكي.
تقدم EN 14889-2 أمثلة على الملصقات التي تتضمن نوع البوليمر وفئته وطوله وقطره وشكله، وتتضمن البولي بروبلين كنوع بوليمر و“مشوه” كمثال على الشكل. يساعد هذا النوع من المعلومات المشتري على مقارنة المنتجات بطريقة متسقة. وغالبًا ما يكون طول الألياف الكبيرة أطول بكثير من طول الألياف الصغيرة، والنطاق الشائع في نشرات الصناعة هو حوالي 38 إلى 50 مم للألياف الاصطناعية الكبيرة، مع جرعات أعلى من الألياف الصغيرة.
غالبًا ما يلائم منتج الشعيرات الأحادية الكلية الألواح الأرضية والأرصفة والخرسانة المرشوشة حيث يريد المصمم مساهمة ما بعد التصدع المقاسة. يجب على المشتري أن يربط اختيار المنتج بطريقة اختبار مثل ASTM C1609، لأن هذا الاختبار مصمم لالتقاط سلوك ما بعد التصدع من منحنى انحراف الحزمة.
ماكرو من النوع ب: حزمة ملتوية وألياف البولي بروبلين الكبيرة المصممة هندسيًا
وتستخدم بعض ألياف البولي بروبيلين بولي بروبيلين الكلية بنية حزمة ملتوية أو نمط شريط مسطح مع نسيج. تستخدم بعض الألياف أيضًا مزيجًا من الأشكال أو نمط متعدد الأضلاع. وتهدف هذه التصاميم إلى رفع الترابط وتقليل الانزلاق، بحيث يمكن للألياف تحمل الحمل بعد التشقق مع انسحاب أقل.
تعترف ASTM D7508 بأن منتجات الألياف يمكن أن تكون أيضًا “متعددة الأطوال” و“متدرجة”، كما تعترف أيضًا بـ “الهجين” كمزيج من ألياف البولي أوليفين الكبيرة والصغيرة. وتتناسب هذه اللغة القياسية مع واقع السوق لأن العديد من منتجات الألياف الكلية لا تبدو كخيوط مستديرة عادية.
وينبغي للمشتري أن يتعامل مع هذه الألياف الكلية المصممة هندسيًا على أنها منتجات عالية الأداء. وينبغي أن يسأل المشتري عن الهندسة وخصائص الشد ونتائج اختبار القوة المتبقية. كما يجب أن يسأل المشتري أيضًا عن كيفية تأثير المنتج على قابلية التشغيل والتشطيب بالجرعة المستهدفة. تشير جمعية الخرسانة إلى أن EN 14889-2 تطلب من الموردين الإعلان عن الجرعة للوصول إلى مستويات قوة الانثناء المتبقية المعلنة في إطار نهج اختبار الحزمة المحددة. هذه النقطة مهمة لأن شراء الألياف الكلية ليس فقط “كجم لكل متر مكعب”. بل الشراء أيضًا “أداء لكل كجم”.”
تسميات التصنيف الأخرى التي ستراها في المواصفات
سيرى المشتري مصطلحات إضافية في المواصفات وأوراق البيانات، وغالباً ما تقع هذه المصطلحات تحت المظلة الجزئية أو الكلية.
أنظمة ألياف البولي بروبلين الهجينة الجمع بين الألياف الدقيقة والكبيرة في حزمة منتج واحد أو تصميم واحد. يتضمن ASTM D7508 الألياف الهجينة كفئة معترف بها تجمع بين ألياف البولي أوليفين الكلية والجزئية. يمكن أن يكون المفهوم الهجين منطقيًا عندما يريد مشروع ما التحكم المبكر في التشقق ويريد أيضًا دعم ما بعد التشقق في نظام واحد.
ألياف بولي بروبيلين متعددة الطول تشمل خيوطًا مقطعة بأطوال مختلفة. تسرد ASTM D7508 أيضًا الألياف متعددة الأطوال كفئة. قد يستخدم المورد هذا النهج لضبط التشتت وسد الشقوق عبر أحجام الشقوق المختلفة.
ألياف البولي بروبلين المتدرجة تشمل أطوالاً متعددة ومنكرات متعددة في التدرج. يسرد ASTM D7508 الألياف المتدرجة كفئة. يمكن أن يستهدف هذا التصميم كلاً من التشقق على مستوى المعجون وسد الشقوق الكبيرة، اعتمادًا على المزيج الدقيق.
لا تزال هذه التسميات تحتاج إلى السؤال الجزئي والكلي أولاً. ولا يزال يتعين على المشتري أن يسأل عن أي جزء من النظام يعمل كجزئي، وأي جزء يعمل ككلي، وأي وظيفة يدعيها المورد لكل جزء.
كيفية اختيار النوع المناسب من ألياف البولي بروبلين لعمل الخرسانة
يمكن للمشتري أن يختار بشكل أسرع عندما يربط المشتري نوع الألياف بنمط الفشل الذي يريد المشتري تقليله.
إذا أظهر العمل تشققات سطحية مبكرة في الأيام الحارة والعاصفة، فإن العمل يحتاج إلى ألياف PP الدقيقة بالإضافة إلى نظام المعالجة. يمكن للمشتري مقارنة التحكم في التشقق المبكر في العمر باستخدام ASTM C1579، وتنص ASTM على أن هذه الطريقة تقارن التشقق السطحي للألواح المقواة بالألياف مع ألواح التحكم تحت التقييد وفقدان الرطوبة الشديدة بما يكفي للتشقق قبل التثبيت النهائي. يمكن للمشتري استخدام هذه الطريقة لمقارنة الخلطات التي تشمل الألياف الدقيقة أحادية الشعيرات والألياف الدقيقة الليفية وخيارات خيوط ألياف البولي بروبيلين متعددة الشعيرات، طالما أن المشتري يجري الاختبار بطريقة متسقة.
إذا كانت الوظيفة تحتاج إلى سعة ما بعد الكراك، فإن الوظيفة تحتاج إلى ألياف PP الكلية أو الألياف الفولاذية، وتحتاج الوظيفة إلى طريقة تصميم تستخدم بيانات القوة المتبقية. تقوم ASTM C1609 بتقييم أداء الانثناء من منحنى انحراف الحمل، ويلتقط هذا المنحنى سلوك ما بعد التصدع الذي توفره الألياف الكلية.
إذا كانت الوظيفة تحتاج إلى الثقة في المتانة على المدى الطويل، فإن الوظيفة تحتاج إلى ألياف تناسب إطار المتانة مثل ASTM C1116 من النوع الثالث، وتطلب ASTM C1116 دليلًا على مقاومة التلف في رطوبة عجينة الأسمنت والقلويات والمواد المضافة.
كما يقدم NRMCA أيضًا مرساة جرعة عملية للاستخدام الشائع للألياف الاصطناعية، ويصف الاستخدام النموذجي للتحكم في انكماش البلاستيك ثم يشير إلى أن الجرعة الأعلى يمكن أن تعزز الفوائد التي تتجاوز هذا الاستخدام الأساسي. لا يزال يتعين على المشتري استخدام إرشادات الموردين والدفعات التجريبية، لأن تصميم المزيج والوقت الكلي والنقل يغيران التشتت الحقيقي.
أين تتناسب Ecocretefiber™ في هذا التصنيف
إيكوكريتي فايبر™ Ecocretefiber™ هي علامة تجارية من الألياف من شركة شاندونغ جيانبانغ للألياف الكيماوية المحدودة., وتركيز المنتج هو ألياف تقوية الخرسانة للمشترين المحترفين. ويتبع تخطيط منتجاتنا نفس المنطق الذي تستخدمه المعايير والتوجيهات. يفصل معهد الخرسانة الأمريكي ACI بين الألياف الاصطناعية الدقيقة والكبيرة عند خط 0.3 مم. كما تفصل ASTM D7508 أيضًا بين ألياف البولي أوليفين الدقيقة والكبيرة عند خط القطع 580 منكر الذي يتماشى مع خط القطر المكافئ 0.3 مم.
المشتري الذي يبحث على وجه التحديد ألياف بولي بروبيلين متعددة الخيوط يمكن أيضًا استخدام هذا المصطلح بطريقة دقيقة. ويمكن للمشتري أن يختار شكل الألياف الدقيقة التي تتطابق مع المعنى المقصود، ويمكن للمشتري أن يختار المنتجات الليفية ذات الفتحات الصافية عندما تحتاج الوظيفة إلى ذلك الشكل، ويمكن للمشتري أن يختار المنتجات متعددة الخيوط الشبيهة بالخيوط عندما تحتاج الوظيفة إلى ذلك الشكل، ويمكن للمشتري أن يتحقق من الاختيار بطريقة الاختبار الصحيحة.
يدعم فريقنا عملية الشراء هذه من خلال تحديد واضح للمنتج، وملصقات تغليف واضحة، ومراقبة مستقرة للدفعات، ووثائق تتطابق مع المعايير الشائعة.
الخاتمة
تأتي ألياف البولي بروبلين في أنواع مختلفة، والانقسام الأول النظيف هو الألياف الدقيقة و الألياف الكبيرة. ويستخدم معهد الخرسانة الأمريكي ACI خطًا بقطر 0.3 مم (أو ما يعادله) للفصل بين الألياف الاصطناعية الدقيقة والألياف الاصطناعية الكبيرة، ويمكن أن تقع ألياف البولي بروبلين في أي من المجموعتين. وتنص ورقة مراجعة أيضًا على نفس وجهة النظر الأساسية من الناحية العملية، وتقول إن ألياف البولي بروبلين تنقسم إلى ألياف متناهية الصغر وألياف متناهية الصغر بناءً على الطول والوظيفة في الخرسانة. وتساعد ألياف البولي بروبيلين متناهية الصغر بشكل أساسي في التكسير في مرحلة مبكرة من العمر، وتشمل المنتجات متناهية الصغر الألياف الأحادية والأغشية الليفية وأشكال خيوط ألياف البولي بروبيلين متعددة الشعيرات، مع وجود تسميات يمكن أن تختلف حسب الصناعة. وتساعد ألياف البولي بروبيلين الكلية بشكل أساسي بعد التشقق، وغالبًا ما يستخدم المشترون اختبارات الأداء مثل ASTM C1609 والأطر القياسية مثل EN 14889-2 لمقارنة الخيارات. إذا كنت تريد موردًا يمكنه دعم الاختيار الجزئي والكلي مع معرفات واضحة للمنتج وتوريد مستقر، فإن Ecocretefiber™ من شركة شاندونغ جيانبانغ للألياف الكيميائية المحدودة جاهزة لدعم مزيج الخرسانة والمواصفات الخاصة بك.
