فيما تُستخدم الخرسانة المقواة بألياف البولي بروبلين؟

تُستخدم الخرسانة المقواة بألياف البولي بروبلين في التحكم في التصدع، وتحسين المتانة، ودعم سلوك ما بعد التصدع، وحل مشاكل محددة تتعلق بالمتانة أو الحرائق في الخرسانة. يعتمد الاستخدام الدقيق على نوع الألياف. ألياف البولي بروبلين الدقيقة تُستخدم عادةً للتحكم في التشققات في مرحلة مبكرة من العمر. وعادةً ما تستخدم ألياف البولي بروبيلين الكبيرة حيثما تحتاج الخرسانة إلى أداء أفضل بعد التشقق. وتنص إرشادات معهد الخرسانة الأمريكي على أن ألياف البولي بروبلين يمكن أن تكون إما أليافًا اصطناعية دقيقة أو أليافًا اصطناعية كبيرة، وذلك حسب الحجم، وتنص إرشادات سيكا للألياف الخرسانية على أن الألياف الكبيرة تستخدم عندما تكون هناك حاجة إلى زيادة في قوة الانثناء المتبقية بعد التصدع.

وهذا يعني أن الخرسانة المقواة بألياف البولي بروبلين ليست منتجًا واحدًا له وظيفة واحدة. إنها فئة واسعة من الخرسانة تستخدم بطرق مختلفة عبر الألواح والأرصفة والتراكبات والخرسانة المرشوشة وأعمال الأنفاق والمنتجات مسبقة الصب والتطبيقات ذات درجات الحرارة العالية. وتنص EN 14889-2 على أن ألياف البوليمر للخرسانة يمكن استخدامها للاستخدام الهيكلي أو غير الهيكلي وتغطي الخرسانة المرشوشة والأرضيات والخرسانة مسبقة الصب والخرسانة في الموقع وخرسانة الإصلاح.

يُستخدم على نطاق واسع للتحكم في التشققات المبكرة في الألواح والألواح المسطحة

أحد الاستخدامات الأكثر شيوعًا للخرسانة المقواة بألياف البولي بروبلين هو الحد من التشققات المبكرة في عمر البلاطات، والأرضيات، والسطوح، وأسطح الأرصفة. هذا هو الاستخدام الذي يقصده معظم الناس عندما يتحدثون عن ألياف البولي بروبلين الدقيقة. ويقول المجلس الوطني للخرسانة المدعمة بالألياف الاصطناعية إن الألياف الاصطناعية تساعد عن طريق سد التشققات وتشتيتها وتوفير نظام دعم داخلي يمنع التشقق الناتج عن انكماش البلاستيك. إن ASTM C1579 هي طريقة الاختبار القياسية المستخدمة لمقارنة التشقق البلاستيكي للانكماش البلاستيكي للألواح الخرسانية المقواة بالألياف مقابل ألواح التحكم في ظل فقدان الرطوبة الشديد قبل التثبيت النهائي. كما وجدت أبحاث FHWA أيضًا أن ألياف البولي بروبلين بأحجام منخفضة نسبيًا من الألياف قللت بشكل كبير من إجمالي مساحة التشقق والحد الأقصى لعرض التشقق في أسطح الألواح المعرضة للانكماش البلاستيكي المقيد.

وهذا هو السبب في أن ألياف البولي بروبيلين شائعة جدًا في الألواح على الأرض، وأرضيات المستودعات، والأرصفة، والأرصفة المسطحة السكنية، والطبقات العلوية، والعديد من أعمال الصب المتعلقة بالأرصفة. هذه هي الأعمال التي يمكن أن يؤدي فيها الهواء الساخن أو الرياح أو الجفاف السريع أو الترسبات حول التسليح إلى حدوث تشققات سطحية قبل أن تكتسب الخرسانة الكثير من القوة. في هذه الظروف، تمنح الخرسانة المقواة بألياف البولي بروبلين المقاول طريقة عملية للحد من مخاطر التشقق المرئي وتقليل أعمال الترقيع والشكوى اللاحقة.

ويستخدم أيضاً كتسليح ثانوي في الألواح والطبقات العلوية والأعمال الخرسانية العامة

غالبًا ما تُستخدم الخرسانة المقواة بألياف البولي بروبلين كـ التعزيز الثانوي, خاصةً عندما يحتاج المشروع إلى توزيع أفضل للشقوق وقابلية أفضل للخدمة ولكن لا يعتمد على الألياف باعتبارها الفولاذ الإنشائي الرئيسي. وتقول شركة NRMCA إنه يمكن استخدام الألياف الاصطناعية الكبيرة كتعزيزات غير هيكلية لدرجات الحرارة والانكماش وكتقوية للتحكم في التشققات اللاحقة عندما يتم توثيق معايير الخرسانة المتصلبة. كما تنص لغة مواصفات المنتج من شركة سيكا أيضًا على أنه يمكن الاحتفاظ بالألياف الدقيقة الاصطناعية لتقليل التشقق الناتج عن انكماش البلاستيك في الخرسانة المصبوبة في المكان.

هذا الاستخدام مهم في العمل في الموقع الحقيقي لأن العديد من المقاولين لا يحاولون فقط إيقاف صدع واحد. فهم يحاولون إبقاء البلاطة أكثر إحكامًا واتساقًا وأقل احتمالًا لتطور شقوق خدمة أوسع. في هذا الدور، تساعد ألياف البولي بروبلين في نشر حركة الشقوق من خلال العديد من الشقوق الدقيقة بدلاً من السماح بعدد أقل من الشقوق الكبيرة. وهذا هو أحد أسباب استمرار ظهور الخرسانة المعززة بألياف البولي بروبلين في الأرضيات التجارية، والطبقات العلوية، وأعمال البلاطات العامة حيث يكون المظهر وعمر الخدمة مهمين.

يتم استخدامه لأداء ما بعد التصدع في الألواح والأرصفة والخرسانة المرشوشة عند اختيار ألياف البولي بروبيلين الكلية

عندما تكون ألياف البولي بروبلين من الألياف الاصطناعية الكلية, ، يتم استخدام الخرسانة لوظيفة مختلفة. في هذه الحالة، يتم استخدام الخرسانة المقواة بألياف البولي بروبلين حيث يريد المصمم القوة المتبقية بعد التصدع، والمتانة، والقدرة على سد التصدع. وتوضح سيكا أن الألياف الكلية الإنشائية يمكن أن تكون من الفولاذ أو الألياف الاصطناعية، وأن يكون قطرها أكبر من أو يساوي 0.3 مم، ويمكنها مقاومة إجهادات الشد، والتحكم في تطور التشقق، واستخدامها حيثما تكون قوة الانثناء المتبقية بعد التشقق مطلوبة. ASTM C1609 هي طريقة الاختبار القياسية المستخدمة لتقييم أداء الانثناء هذا من خلال منحنى انحراف الحمل للعارضة.

هذه هي الخرسانة المقواة بألياف البولي بروبلين التي تظهر في مناقشات الألواح والأرصفة الأكثر تطلباً. يتم استخدامه في الأرضيات الصناعية والأرضيات اللوجستية والوقوف الصلبة والبلاطات الخارجية والأرصفة وبعض أنظمة الخرسانة المرشوشة لأن الخرسانة تحتاج إلى سلوك مفيد بعد التصدع الأول، وليس فقط خلال الساعات القليلة الأولى بعد الصب. تربط كل من الأبحاث والتوجيهات الصناعية بين استخدام ألياف البولي بروبلين الكلية مع تحسين المتانة والتحكم في مرحلة ما بعد التشقق، ولهذا السبب غالبًا ما تتم مناقشة هذه المادة كبديل عملي للشبكة الاسمية في تطبيقات مختارة.

يستخدم في الخرسانة المرشوشة وأنظمة دعم الأنفاق

تستخدم الخرسانة المقواة بألياف البولي بروبلين أيضًا في الخرسانة المرشوشة والتطبيقات المتعلقة بالأنفاق. وتتضمن EN 14889-2 صراحةً الخرسانة المرشوشة في نطاق ألياف البوليمر، وتقول جمعية الخرسانة إنه يمكن استخدام الألياف الاصطناعية الكلية في بعض تطبيقات الخرسانة الإنشائية القائمة على تحليل البلاستيك، مثل الألواح المدعومة بالأرض والدعائم الصخرية باستخدام الخرسانة المرشوشة.

وهذا الأمر مهم لأن أعمال الأنفاق والدعم الأرضي غالبًا ما تحتاج إلى نظام تسليح موزع على كامل الطبقة الخرسانية بأكملها، وليس فقط في مستوى تسليح واحد. في هذه التطبيقات، يمكن أن تساعد الخرسانة المقواة بألياف البولي بروبلين في التحكم في التشققات وامتصاص الطاقة وسرعة البناء. ولهذا السبب تظهر هذه المادة كثيرًا في مناقشات الخرسانة المرشوشة والخرسانة المرشوشة. إنها تناسب الوظائف التي تكون فيها السرعة والسلامة وسلوك ما بعد التصدع مهمة في آن واحد.

يستخدم في تراكبات أسطح الجسور وأنظمة تراكب الأرصفة

كما تمت دراسة الخرسانة المقواة بألياف البولي بروبلين واستخدامها في تراكب أسطح الجسور وأعمال التراكب المتعلقة بالأرصفة. بحث تقرير لمجلس بحوث النقل في فرجينيا في الخرسانة المقواة بالألياف مع ألياف البولي بروبلين الأحادية والألياف الليفية لتطبيقات تراكب الأرصفة وأسطح الجسور. وتصف تقارير النقل الحديثة عن تراكبات الخرسانة المقواة بالألياف الخرسانية الخرسانية بأنها مادة متعددة الاستخدامات يمكنها التحكم في التشققات والمتانة بما يتناسب مع ظروف التراكبات، وتشير إلى إمكانية اختيار نوع الألياف والجرعة لمعالجة التشقق في مختلف الأعمار.

هذا الاستخدام منطقي لأن التراكبات تكون رقيقة ومقيدة ومعرضة للانكماش وإجهاد درجات الحرارة. فهي تحتاج إلى التحكم في التشققات في وقت مبكر، وتحتاج أيضًا إلى المتانة في وقت لاحق. في أعمال التراكبات، تعتبر الخرسانة المقواة بألياف البولي بروبلين جذابة لأنها يمكن أن تساعد في تقليل عرض الشقوق، ودعم المتانة، وتحسين قابلية الخدمة دون الحاجة إلى نفس تصميم التعزيز مثل الأعضاء الهيكلية الأكثر سمكًا. وهذا يجعلها ملائمة عمليًا لتراكبات أسطح الجسور والتراكبات المترابطة وبعض أنظمة إعادة تأهيل الأرصفة.

يُستخدم لتحسين مقاومة التشقق الناتج عن الحرائق في الخرسانة عالية القوة وبطانات الأنفاق

يعد أحد أهم الاستخدامات المتخصصة للخرسانة المقواة بألياف البولي بروبلين هو تقليل مخاطر تشقق المتفجرات في الحرائق, خاصةً في الخرسانة الكثيفة عالية القوة وأعمال الأنفاق. تشير ورقة فنية استضافتها شركة سيكا إلى أن استخدام ألياف البولي بروبلين في الخرسانة لمنع التشظي الانفجاري في الحريق أصبح ممارسة شائعة في أجزاء كثيرة من العالم، خاصةً في بناء الأنفاق. مراجعة عام 2019 في المواد ويوضح أن الألياف البوليمرية، بما في ذلك البولي بروبلين، يمكن أن تساعد في الحد من التشظي الانفجاري عن طريق الذوبان وتحرير مساحة لحركة الرطوبة وتخفيف الضغط.

يختلف هذا الاستخدام عن التحكم في تشقق البلاطة القياسي. فهنا، لا توجد ألياف البولي بروبلين بشكل أساسي لتحسين جودة السطح في اليوم الأول. إنها موجودة لأن الخرسانة عالية القوة يمكن أن تبني ضغط بخار داخلي تحت التسخين السريع، ويمكن لألياف البولي بروبلين أن تخلق مسارات تساعد على تخفيف هذا الضغط بمجرد أن تنعم الألياف أو تذوب. وهذا هو السبب في ظهور الخرسانة المقواة بألياف البولي بروبلين في بطانات الأنفاق، وأجزاء الأنفاق، وغيرها من الأنظمة الخرسانية الحساسة للحريق. تشير الأدبيات الحديثة المفتوحة الوصول أيضًا إلى أن ألياف البولي بروبلين تُستخدم في عناصر تبطين الأنفاق الخرسانية مسبقة الصب لمواجهة السلوك الانفجاري والتشظي في درجات حرارة الحريق.

يستخدم في منتجات الخرسانة مسبقة الصب، بما في ذلك العناصر مسبقة الصب المتعلقة بالأنفاق

تستخدم الخرسانة المقواة بألياف البولي بروبلين أيضًا في خرسانة مسبقة الصب, على الرغم من أن السبب يمكن أن يتغير من منتج إلى آخر. تشمل EN 14889-2 الخرسانة مسبقة الصب في نطاق استخدام ألياف البوليمر، وتشمل إرشادات صناعة الخرسانة الخرسانة مسبقة الصب ضمن مجالات الاستخدام العادية لألياف البوليمر. في المنتجات مسبقة الصب المتعلقة بالخرسانة مسبقة الصب ذات الصلة بالأنفاق، تعتبر ألياف البولي بروبلين ذات صلة خاصة بسبب دورها في التحكم في تشقق الحرائق وإدارة التشققات.

بالنسبة لمنتج الخرسانة مسبقة الصب، فإن الجاذبية عملية. يتم توزيع الألياف من خلال المزيج، ويمكنها دعم التحكم في التشققات منذ مرحلة مبكرة، ويمكنها إضافة قيمة في المنتجات التي تكون فيها المتانة والمناولة وسلوكيات الحريق مهمة. هذا هو أحد أسباب استمرار ظهور ألياف البولي بروبلين في مناقشات تبطين الأنفاق المقطعية وفي الأنظمة مسبقة الصب حيث تكون ظروف الخدمة متطلبة.

يتم استخدامه عندما يرغب المشترون في خيار الألياف الخالية من التآكل

هناك سبب آخر لاستخدام الخرسانة المقواة بألياف البولي بروبلين وهو أن البولي بروبلين مادة تقوية بوليمرية غير قابلة للتآكل. تشير ASTM C1116 إلى أن البولي أوليفينات مثل البولي بروبلين والبولي إيثيلين أثبتت متانتها في الخرسانة. كما أفادت بحوث FHWA عن الخرسانة عالية الأداء أن ألياف النايلون 6 والبولي بروبيلين متينة في البيئة القلوية الموجودة في الخرسانة.

وهذا الأمر له قيمة في المشروعات التي يرغب المشتري فيها في الحصول على مزايا التسليح الموزع بالألياف الموزعة ولكنه لا يريد مخاوف التآكل من الألياف الفولاذية أو أطراف الألياف الفولاذية المكشوفة على السطح. وهذا لا يعني أن البولي بروبلين هو الحل الأفضل لكل وظيفة. بل يعني أن الخرسانة المقواة بألياف البولي بروبلين غالبًا ما يتم اختيار الخرسانة المقواة بألياف البولي بروبلين حيثما يكون التسليح الخالي من التآكل وسهولة التعامل جزءًا من حالة القيمة.

ما الذي لا تستخدم فيه الخرسانة المسلحة بألياف البولي بروبلين عادةً

من المهم أيضًا أن نقول ما هي الخرسانة المقواة بألياف البولي بروبلين لا تُستخدم عادةً في. لا يتم اختيار الخرسانة المصنوعة من ألياف البولي بروبلين الدقيقة عادةً كبديل كامل للتقوية الهيكلية الأولية. واستخدامها الأكثر شيوعًا هو التحكم في التشققات ودعم قابلية الخدمة. يمكن أن تحل الخرسانة المصنوعة من ألياف البولي بروبلين الكلية محل القضبان الاسمية أو التسليح القماشي في بعض الأنظمة، ولكن جمعية الخرسانة توضح أن الألياف الاصطناعية الكلية لا تحل محل الفولاذ الإنشائي بالمعنى العام لتصميم الخرسانة المسلحة ولا يمكن التعامل معها ببساطة كبدائل مباشرة في التصميم القياسي للرمز الأوروبي.

لذا فإن السؤال الصحيح ليس “هل يمكن ألياف PP استبدال كل حديد التسليح؟” السؤال الصحيح هو “ما هي وظيفة التعزيز التي يُطلب من ألياف البولي بروبلين القيام بها؟ إذا كانت المهمة هي التحكم في انكماش البلاستيك المتشقق، فإن الإجابة تختلف تمامًا عن المهمة التي تحتاج إلى قوة انثناء متبقية في بلاطة أو طبقة دعم صخرية. لهذا السبب يجب أن تتطابق فئة المنتج والجرعة وطريقة الاختبار والتطبيق.

ما الذي يجب على المشترين التحقق منه قبل تحديده

يجب أن يتحقق المشتري أولاً من فئة الألياف مقترح. ASTM C1116/C1116M-23 هي مواصفات ASTM الحالية للخرسانة المقواة بالألياف، و ASTM D7508/D7508M-20 هي مواصفات خيوط البولي أوليفين المفرومة للاستخدام في الخرسانة. وتساعد هاتان الوثيقتان في تحديد نوع منتج ألياف البولي بروبيلين الذي يتم توفيره.

يجب على المشتري بعد ذلك التحقق من هدف الأداء. إذا كان المشروع يتعلق بالتحكم في التشقق المبكر في العمر، فإن ASTM C1579 هو المرجع الصحيح لأنه يقارن التشقق الانكماشي البلاستيكي للألواح المقواة بالألياف. إذا كان المشروع يدور حول قوة الانحناء المتبقية وسلوك ما بعد التشقق، فإن ASTM C1609 أو إطار عمل القوة المتبقية EN هو الأكثر ملاءمة. يغطي EN 14889-2 ألياف البوليمر للاستخدام الهيكلي أو غير الهيكلي في الخرسانة والملاط والجص، بما في ذلك الخرسانة المرشوشة والأرضيات والخرسانة مسبقة الصب والخرسانة في الموقع وخرسانة الإصلاح.

يجب على المشتري أيضًا التحقق من حالة الاستخدام. إن ألياف البولي بروبلين الدقيقة للتحكم في تشقق البلاطة ليست نفس المنتج مثل الألياف الاصطناعية الكبيرة لتصميم البلاطة بعد التشقق، ولا هي نفسها ألياف البولي بروبلين المضافة للحماية من التشقق الناتج عن الحرائق في مزيج تبطين الأنفاق. قد يبدو اسم المنتج متشابهًا، ولكن منطق التطبيق مختلف.

سبب أهمية هذا الموضوع بالنسبة لـ Ecocretefiber™

هذا العنوان قوي لأنه قريب من نية الشراء الحقيقية. فالقارئ الذي يسأل عن استخدام الخرسانة المقواة بألياف البولي بروبلين لا يكون عادةً في قمة القمع. غالبًا ما يقارن هذا القارئ بين فئات المنتجات، ويقرر بين الألياف الدقيقة والكبيرة، أو يحاول مطابقة نوع الألياف مع بلاطة أو طبقة فوقية أو نفق. وهذا يجعل الموضوع مفيدًا للبحث ومفيدًا للمبيعات في نفس الوقت.

بالنسبة لـ إيكوكريتي فايبر™ Ecocretefiber™, ، فإن أفضل إجابة ليست غامضة. يجب أن توضح أن الخرسانة المقواة بألياف البولي بروبلين تستخدم للتحكم المبكر في التشققات والتعزيز الثانوي وأداء البلاطة بعد التشقق والخرسانة المرشوشة والخرسانة المتراكبة وتخفيف تشقق الحرائق، ولكن كل استخدام يعتمد على شكل الألياف الصحيح وأساس التصميم الصحيح. هذا هو نوع المقال الذي يساعد المشتري على الانتقال من مصطلح بحث واسع النطاق إلى مناقشة جادة للمنتج.

الخاتمة

تستخدم الخرسانة المقواة بألياف البولي بروبلين في التحكم في التشققات في بداية العمر، والتسليح الثانوي، وأداء ما بعد التشقق، والخرسانة المرشوشة ودعم الأنفاق، والتراكبات، والتطبيقات مسبقة الصب، ومقاومة تشقق الخرسانة الكثيفة في الخرسانة الكثيفة. ويعتمد الاستخدام الدقيق على ما إذا كانت ألياف البولي بروبلين متناهية الصغر أو كبيرة، وعلى ما إذا كان المشروع يستهدف التحكم في انكماش البلاستيك، أو قوة الانثناء المتبقية، أو أداء الحرائق. يدعم كل من ACI و NRMCA و ASTM و EN و FHWA والأبحاث الحالية المفتوحة الوصول هذا التقسيم في الاستخدام.

وبعبارات بسيطة، تُستخدم الخرسانة المقواة بألياف البولي بروبلين حيثما يريد المشروع سلوك تشقق أفضل من الخرسانة العادية ويريد تلك الفائدة في شكل عملي للخلط والوضع والخدمة. في الألواح والتراكبات، غالبًا ما يعني ذلك شقوقًا مبكرة أصغر. في أنظمة الألياف الكبيرة، يعني ذلك غالبًا صلابة أفضل بعد التشقق. في الأعمال المتعلقة بالأنفاق والحرائق، قد يعني ذلك انخفاض مخاطر التشقق. وهذا هو السبب في أن الخرسانة المقواة بألياف البولي بروبلين تظل واحدة من أكثر فئات الخرسانة المقواة بالألياف فائدة ومرونة في السوق اليوم.