الخرسانة قوية عند الضغط. الخرسانة ضعيفة في حالة الشد. يمكن أن تظهر التشققات مبكراً، وأحياناً خلال ساعات من وضع الخرسانة. كما يمكن أن تنمو التشققات في وقت لاحق تحت حركة المرور أو الصدمات أو حركة درجة الحرارة. يتم استخدام ألياف البولي بروبلين (PP) لأنها تقلل من بعض هذه المخاطر بخطوة بسيطة. يضيف الطاقم الألياف أثناء الخلط. تنتشر الألياف عبر الحجم الكامل. وهذا يخلق “التعزيز الموزع” الذي يدعم التحكم في التشققات والصلابة في العديد من الوظائف الشائعة.
تُستخدم ألياف PP في أغلب الأحيان للتحكم في التشققات في المراحل المبكرة من العمر، بالإضافة إلى ثبات الخرسانة الطازجة. كما أنها تُستخدم أيضًا في تصميم الحرائق للخرسانة الكثيفة، خاصةً في أعمال الأنفاق، حيث تساعد ألياف PP على تقليل مخاطر التشظي الانفجاري.
ما هي ألياف البولي بروبلين للخرسانة؟
ألياف البولي بروبلين للخرسانة عبارة عن ألياف صناعية تضاف إلى مزيج الخرسانة. يمكن أن تكون الألياف “دقيقة” أو “كبيرة”. يغير الحجم من الوظيفة التي يمكن أن تقوم بها الألياف.
يُعرّف ACI الألياف الاصطناعية الدقيقة كألياف ذات قطر مكافئ أقل من 0.3 مم. يعرف ACI الألياف الاصطناعية الكبيرة كألياف ذات قطر مكافئ أكبر من 0.3 مم. يشير ACI أيضًا إلى أن ألياف البولي بروبلين يمكن أن تكون إما أليافًا اصطناعية دقيقة أو اصطناعية كبيرة.
الطريقة العملية لعرض ذلك في الموقع بسيطة:
- ألياف البولي بروبيلين متناهية الصغر يستهدف سلوك الخرسانة الطازجة. يستهدف بشكل أساسي التشقق الناتج عن الانكماش البلاستيكي بالإضافة إلى التسوية البلاستيكية.
- ألياف البولي بروبيلين متعدد البروبيلين يستهدف سلوك الخرسانة المتصلبة. يدعم المتانة، بالإضافة إلى التحكم في مرحلة ما بعد التصدع عند مستويات جرعة أعلى.
السبب 1: ألياف البولي بروبلين تقلل من انكماش البلاستيك المتشقق
تتشكل تشققات الانكماش البلاستيكية بعد فترة وجيزة من وضع الخرسانة بينما لا تزال الخرسانة بلاستيكية. ويوضح المجلس الوطني للخرسانة الخرسانية والرخام أن التشققات الانكماشية البلاستيكية تصبح أكثر احتمالاً عندما يزيل التبخر الماء من السطح قبل أن تتماسك الخرسانة. كما يشير المجلس الوطني للخرسانة والردميات البلاستيكية إلى أن تسليح الألياف الاصطناعية يمكن أن يساعد في مقاومة الشد بينما تكون الخرسانة ضعيفة جدًا.
كما توصي NRMCA أيضًا بالنظر في الألياف الاصطناعية (ASTM C1116) كأحد طرق تقليل التشقق الناتج عن انكماش البلاستيك.
هذا هو السبب في شيوع ألياف PP في:
- ألواح على الأرض في الطقس الحار أو العاصف
- طبقة رقيقة تجف بسرعة
- الأرصفة والأرصفة المسطحة ذات المساحة السطحية الكبيرة
لا تحل ألياف PP محل المعالجة. تقلل ألياف PP من المخاطر. تظل خطة المعالجة الجيدة هي التي تحدد النتيجة النهائية.
السبب 2: تعمل ألياف البولي بروبلين على تحسين التماسك وتقليل التشقق الناتج عن الترسبات البلاستيكية
يشتري العديد من المقاولين الألياف الدقيقة PP لسبب واحد. فهم يريدون مزيجًا أكثر ثباتًا أثناء التنسيب.
وتوضح جمعية الخرسانة أن ألياف البولي بروبلين الدقيقة تزيد من تجانس المزيج. تساعد الألياف على استقرار حركة الجسيمات الصلبة. تسد الألياف قنوات المياه النازفة. وهذا يقلل من سعة النزف ويبطئ معدل النزف، بالإضافة إلى المساعدة في تقليل ترسيب البلاستيك.
هذا التأثير مهم عندما يكون المزيج حساسًا لتوقيت التشطيب. كما أنه مهم أيضًا حول التعزيز، والإدخالات، بالإضافة إلى حواف الشكل حيث تكون شقوق الترسيب شائعة. يسرد NRMCA الحد من تشققات التسوية البلاستيكية، بالإضافة إلى تحسين الدعم الداخلي والتماسك، كأسباب رئيسية لاستخدام الألياف الاصطناعية.
لذلك يتم استخدام ألياف PP في الخرسانة عندما يريد المشتري:
- عدد أقل من شقوق التسوية حول حديد التسليح
- ملاط سطحي أكثر ثباتًا
- عدد أقل من الطبقات الضعيفة المرتبطة بالنزيف
السبب 3: يمكن أن تزيد ألياف البولي بروبلين من الصلابة ومقاومة الصدمات
وتركز بعض منتجات ألياف البولي بروبيلين بروبيلين على الصلابة بدلاً من التشقق المبكر فقط. وعادةً ما يكون هذا نهجًا اصطناعيًا كليًا.
يدرج NRMCA “صلابة ومقاومة أكبر للصدمات” كحالة استخدام للألياف الاصطناعية.
ينص ACI أيضًا على أن إضافة الألياف يمكن أن تحسن خصائص مثل مقاومة الصدمات والصلابة والليونة، اعتمادًا على مادة الألياف وهندستها ومعدل الإضافة.
هذه القيمة عملية في:
- أرضيات المستودعات ذات حركة مرور الرافعات الشوكية
- الألواح التي تشهد انخفاض الأحمال
- أرصفة ذات أحمال عجلات صلبة
- القطع مسبقة الصب التي تتشقق أثناء المناولة
يجب على المشتري مواءمة التوقعات مع نوع الألياف. فوفقاً لجمعية الخرسانة فإن ألياف البولي بروبيلين الدقيقة لها ليونة محدودة بعد التصدع في العديد من الخلطات، وفقاً لجمعية الخرسانة.
يمكن أن تستهدف ألياف البولي بروبيلين بولي بروبيلين الكلية التحكم في مرحلة ما بعد التشقق، ولكنها تتطلب الجرعة المناسبة، بالإضافة إلى توثيق الاختبار.
السبب 4: تدعم ألياف البولي بروبلين طرق الوضع الصعبة
تفشل بعض عمليات وضع الخرسانة لأن المزيج لا “يتماسك” أثناء التسليم. تفشل بعض عمليات وضع الخرسانة لأن الطاقم يحتاج إلى منحدرات شديدة الانحدار أو مقاطع رقيقة أو استخدام الرذاذ.
يسرد NRMCA الدعم الداخلي والتماسك كسبب لاستخدام الألياف الاصطناعية. يسلط NRMCA الضوء على الاستخدام في المنحدرات الحادة والخرسانة المرشوشة بالإضافة إلى المواضع المشكلة بالانزلاق.
هذه ليست نظرية تسويقية. هذه فائدة لسير العمل في الموقع. يمكن أن يقلل تعزيز الألياف من مخاطر الفصل في بعض الظروف. ويمكنه أيضًا أن يجعل المزيج أكثر تسامحًا عندما يكون الوضع سريعًا.
تشمل الأمثلة الشائعة ما يلي:
- أعمال إصلاح الخرسانة المرشوشة
- حماية المنحدرات
- الرصف على شكل انزلاق
- تراكبات رقيقة
السبب 5: تساعد ألياف البولي بروبلين على تقليل مخاطر التشظي الانفجاري في حالة نشوب حريق
هذا هو أحد الأسباب الأعلى قيمة لاستخدام ألياف البولي بروبيلين بروبيلين PP، ولكنه ينطبق أكثر على الخرسانة الكثيفة.
في الحريق، تتحول الرطوبة داخل الخرسانة إلى بخار. يمكن أن يتراكم ضغط البخار في الخرسانة منخفضة النفاذية. وقد يؤدي ذلك إلى حدوث تشقق. وتشير ورقة تقنية عن ألياف البولي بروبلين إلى أن استخدام ألياف البولي بروبلين لمنع التشظّي الانفجاري أصبح ممارسة شائعة في أجزاء كثيرة من العالم، حيث يعد بناء الأنفاق أحد المحركات الرئيسية.
تشير الأدبيات التي راجعها النظراء أيضًا إلى أن إضافة ألياف البولي بروبيلين البولي بروبيلين تعطي نتائج واعدة لتخفيف التشظي في حالة التعرض للحريق.
يتم شرح الآلية على نطاق واسع بعبارات بسيطة. فمع ارتفاع درجة الحرارة، تذوب ألياف البولي بروبيلين. وهذا يمكن أن يخلق مسارات متصلة لخروج البخار. وهذا يقلل من تراكم ضغط المسام. تناقش مقالة المراجعة كيف تقلل ألياف البولي بروبيلين بروبيلين من ضغط المسام، بالإضافة إلى كيفية زيادة النفاذية بسرعة مع ارتفاع درجة الحرارة في خلطات الألياف.
وهذا هو السبب في أن العديد من المواصفات تشمل ألياف البولي بروبيلين بروبيلين دقيقة:
- بطانات الأنفاق
- عناصر خرسانية عالية الأداء مع متطلبات الحريق
- الخلائط الكثيفة حيث يكون خطر التشقق خطرًا معروفًا
الجرعة النموذجية: ما يستخدمه المشترون في المشاريع الحقيقية
تعتمد الجرعة على حجم الألياف، بالإضافة إلى الفائدة المستهدفة.
ألياف البولي بروبيلين بروبيلين متناهية الصغر للتحكم في التشققات الخرسانية الطازجة
تشير جمعية الخرسانة إلى أن ألياف البولي بروبلين الدقيقة تضاف عادةً عند حوالي 0.9 كجم/م³. ويوضح أيضًا أن دورها الأساسي هو تعديل خصائص الخرسانة الطازجة مثل التحكم في قناة النزف وتقليل الترسبات البلاستيكية.
يسرد ACI نطاقًا نموذجيًا للألياف الاصطناعية الدقيقة من من 0.051 تيرابايت إلى 0.21 تيرابايت إلى 3 تيرابايت بالحجم. يوفر ACI أيضًا نطاق كتلة مكافئ لـ 0.44 إلى 1.8 كجم/م³ للألياف الاصطناعية الدقيقة.
ألياف البولي بروبيلين بولي بروبيلين الكلية للصلابة والتحكم في التصدع اللاحق
ينص المجلس الوطني لرصد وتقييم المخاطر على أن الألياف الاصطناعية الكبيرة أكثر سمكًا وتستخدم بمعدل جرعة أعلى من 5 رطل/يد³, وهو عبارة عن 3.0 كجم/م³.
يسرد ACI جرعات الألياف الاصطناعية الكبيرة النموذجية من 0.2% إلى 1% بالحجم, بالإضافة إلى نطاق كتلة مكافئ 1.8 إلى 9 كجم/م³.
المشتري الجيد لا يخمن الجرعة. المشتري الجيد هو الذي يربط الجرعة بالمشكلة، ثم يتحقق من ذلك عن طريق الصب التجريبي أو اختبارات الأداء.
ما لا ينبغي استخدام ألياف البولي بروبلين فيه
ألياف PP ليست بديلاً لكل نظام تقوية. يحتاج المشترون إلى هذا الوضوح قبل كتابة المواصفات.
يدرج NRMCA قائمة “لا تستخدم الألياف الاصطناعية في”. وتشمل هذه العناصر استبدال أي حديد تسليح من الفولاذ المقاوم للحركة أو الفولاذ الإنشائي. كما ينص NRMCA أيضًا على أنه لا ينبغي استخدام الألياف الاصطناعية في تطوير قوة الانضغاط أو قوة الانثناء الإنشائية العالية.
لذا فإن الرسالة الصحيحة مباشرة:
- تساعد ألياف PP على التحكم في التشقق، بالإضافة إلى المتانة.
- لا يزال حديد التسليح يحمل الشد الهيكلي في معظم الأعضاء الإنشائية.
- لا يزال تصميم البلاطة يحتاج إلى سُمك مناسب، وقاعدة فرعية، بالإضافة إلى خطة الوصلات.
ألياف البولي بروبلين مقابل الألياف الأخرى: لماذا غالبًا ما يكون PP هو الخيار الأول
تحتاج بعض المشروعات إلى ألياف ذات صلابة عالية ومعامل شد أعلى لنقل الأحمال. تحتاج بعض المشاريع إلى تخفيف التشقق الناتج عن الحرائق. تحتاج بعض المشاريع إلى التحكم المبكر في التشققات بتكلفة منخفضة.
ينص كتيب سيكا للألياف على أنه عندما يكون الهدف هو الحد من انكماش البلاستيك وتشقق التسوية، فإن المادة الأكثر استخدامًا هي البولي بروبيلين. وتربط سيكا ذلك بالتوافر والجدوى التجارية. ويشير الكتيب نفسه إلى أن الحماية من الحرائق وتقليل التشقق يستدعي استخدام الألياف ذات نقطة انصهار منخفضة، مثل البولي بروبيلين أو البولي بروبيلين عالي الكثافة.
هذا يعطي منطق شراء نظيف:
- اختر الألياف الدقيقة PP عندما يكون الهدف الرئيسي هو التحكم المبكر في التشققات بالإضافة إلى ثبات المزيج الطازج.
- اختر الألياف الكلية PP عندما يكون الهدف الرئيسي هو الصلابة أو التحكم في ما بعد التصدع في الألواح. استخدام الوثائق والاختبارات.
- اختر الألياف الدقيقة PP من أجل التخفيف من تشقق الحرائق في الخلطات الكثيفة عندما يستدعي التصميم ذلك.
إرشادات الخبراء: كيفية تحديد ألياف PP مع تقليل مشاكل الموقع
معظم “مشاكل الألياف” ليست مشاكل ألياف. إنها مشاكل عملية. ويتمثل الحل في سير عمل بسيط.
- حدد الفشل الذي ترغب في الحد منه: انكماش البلاستيك، أو التسوية، أو الصدمة، أو تشظّي الحريق.
- حدد الجزئي مقابل الكلي باستخدام تعريفات واضحة. يعطي ACI عتبة 0.3 مم.
- حدد الجرعة التي تتناسب مع الهدف. استخدم النطاقات الإرشادية المعترف بها.
- التحكم في التشتت. اتبع طريقة إضافة مضبوطة. تمديد وقت الخلط إذا لزم الأمر. يسلط ACI الضوء على الحاجة إلى تقنيات الخلط التي تحقق خلطات متجانسة.
- حافظ على صرامة المعالجة. تقلل الألياف من المخاطر، ولكن تظل المعالجة تمنع إجهاد الجفاف.
الألياف الخرسانية البيئية شركة شاندونغ جيانبانغ للألياف الكيماوية المحدودة.
تدعم Ecocretefiber™ Ecocretefiber™ مطابقة المشروع أولاً. نحن نساعد العملاء على اختيار ألياف البولي بروبيلين بروبيلين الدقيقة أو ألياف البولي بروبيلين الكلية بناءً على أهداف الموقع الحقيقية. ثم ندعم بعد ذلك اقتراحات الجرعات وإرشادات الخلط بالإضافة إلى التوثيق للتوزيع أو تقديم العطاءات.
المنتجات ذات الصلة
- ألياف البولي بروبلين الدقيقة (خيوط أحادية/ليفية)
- ألياف البولي بروبلين الاصطناعية الكلية
- ألياف PVA للمركبات الأسمنتية
- الألياف الزجاجية بتقنية الواقع المعزز لأنظمة GRC
الخاتمة
تُستخدم ألياف البولي بروبلين في الخرسانة لأنها تحل المشاكل الشائعة والمكلفة بتغيير بسيط في الخلط. فهو يقلل من التشقق الناتج عن انكماش البلاستيك بينما لا تزال الخرسانة ضعيفة.
يعمل على تحسين التماسك ويساعد على تقليل التشقق الناتج عن الترسبات البلاستيكية عن طريق تثبيت المواد الصلبة وسد قنوات النزيف.
ويمكنه تحسين الصلابة ومقاومة الصدمات عندما يستهدف نوع الألياف والجرعة هذا الهدف.
كما أنها تستخدم على نطاق واسع للحد من مخاطر التشظي الانفجاري في الحرائق للخرسانة الكثيفة، خاصةً في تطبيقات الأنفاق.
وللحصول على أفضل النتائج، يجب على المشتري مطابقة نوع الألياف مع نوع العمل، وتحديد الجرعة بإرشادات موثوقة، ثم التحكم في الخلط والمعالجة في الموقع.
