Fibrilliertes Polypropylen ist ein Polypropylenfaser in Form eines Schlitzfilms, der sich in viele kleine verzweigte Fibrillen öffnet. Konkret bedeutet dies in der Regel eine Mikro-Kunstfaser werden verwendet, um die frühe Rissbildung zu verringern und den Zusammenhalt in der frischen Mischung zu verbessern. Die National Precast Concrete Association erklärt, dass es sich bei fibrillierten Fasern um eine Faser mit geschlitztem Film handelt, bei der sich Teile der Faser ablösen und verzweigte Fibrillen bilden. In demselben White Paper heißt es, dass diese synthetischen Mikrofasern üblicherweise zur Sekundärbewehrung von Beton verwendet werden. Das aktuelle Faserhandbuch von Sika zeigt auch, dass fibrillierte Fasern in der Mikrofaser Gruppe nach EN 14889-2, während Makrofasern eine eigene Klasse bilden.
Diese Definition ist wichtig, weil viele Käufer das Wort “Polypropylen” hören und denken, dass alle PP-Fasern gleich sind. Das sind sie aber nicht. Im Konkreten verändert die Form der Faser die Aufgabe, die sie erfüllt. Eine fibrillierte PP-Faser unterscheidet sich von einer monofilen PP-Faser, und beide unterscheiden sich von einer Makro-PP-Faser. Auf der Produktseite von Sika Australia für eine fibrillierte PP-Faser heißt es, dass sie folgende Anforderungen erfüllt EN 14889-2 Klasse 1b, das ist die Klasse der fibrillierten Mikrofasern, und sie gibt auch die Übereinstimmung mit ASTM C1116/C1116M Typ III für kunstfaserverstärkten Beton.
Was der Begriff wirklich bedeutet
Der Begriff hat zwei Teile. Polypropylen ist das Basispolymer. Fibrilliert beschreibt die Form. ASTM D7508 definiert geschnittene Polyolefinfasern für die Verwendung in Beton und erklärt, dass diese Fasern geschnittene Stränge sind, die in Beton oder Mörtel gemischt werden. Dieselbe ASTM-Norm definiert Garn in diesem Zusammenhang mit Betonfasern auch als schmal geschlitzte, extrudierte Folie. Das ist deshalb von Bedeutung, weil fibrilliertes Polypropylen in der Regel von dieser Schlitzfolie ausgeht und nicht von einem glatten, runden Monofilament.
Die Fibrillierung ist der entscheidende optische Unterschied. Laut NPCA handelt es sich bei fibrillierten Fasern um geschlitzte Fasern, bei denen sich Abschnitte ablösen und verzweigte Fibrillen bilden. In der Praxis entsteht dadurch eine kleine maschen- oder netzartige Struktur anstelle eines einzelnen festen Strangs. Das Produktblatt PPF-300 von Sika beschreibt das Ergebnis in Bezug auf die Leistung. Es besagt, dass das fibrillierte Muster die mechanische Verbindung zwischen der Mörtelmatrix und dem Fasernetzwerk optimiert. Das Sinta F-Blatt von GCP verwendet eine ähnliche Formulierung und sagt, dass sich die kleinen fibrillierten Fasern mechanisch mit der frischen Betonmatrix verbinden.
Wenn also jemand fragt: “Was ist fibrilliertes Polypropylen?”, lautet die praktische Antwort: Es ist ein netzartige Polypropylen-Faserform ist so konzipiert, dass es sich in der Mischung ausbreitet und viele kleine Kontaktpunkte mit dem Zementstein schafft. Diese zusätzliche Kontaktfläche ist der Grund dafür, dass sie in Beton und Mörtel so beliebt ist. Es handelt sich nicht um eine dekorative Textur. Es handelt sich um eine Arbeitsgeometrie.
In Beton bedeutet fibrilliertes Polypropylen in der Regel eine Mikrokunstfaser.
Bei Betonarbeiten wird fibrilliertes Polypropylen in der Regel als Mikro-Kunstfaser, und nicht eine Makrofaser. Das Faserhandbuch von Sika fasst die EN 14889-2 zusammen, indem es die Polymerfasern in folgende Kategorien unterteilt Mikrofasern der Klasse Ia, monofil, Klasse Ib Mikrofasern, fibrilliert, und Makro-Fasern der Klasse II über 0,30 mm. Dasselbe Handbuch fasst auch die ASTM D7508 zusammen, indem es Mikro-Polyolefinfasern von Makro-Polyolefinfasern an der Linie von 580 Denier und 0,3 mm Äquivalentdurchmesser trennt.
Diese Klassifizierung ist wichtig, weil Mikro- und Makrofasern unterschiedliche Aufgaben erfüllen. Die NRMCA sagt, dass synthetische Fasern sowohl im plastischen als auch im ausgehärteten Zustand helfen, aber sie weist auch darauf hin, dass Makro-Synthetikfasern dicker sind und in höherer Dosierung zur Risskontrolle im ausgehärteten Beton oder als Temperatur- und Schwindbewehrung in einigen Anwendungen eingesetzt werden. In demselben NRMCA-Dokument wird erklärt, dass Beton im Frühstadium von synthetischen Fasern profitiert, da die Fasern das Risswachstum mechanisch blockieren und die Bildung von Rissen durch plastische Setzungen verhindern helfen.
Aus diesem Grund wird fibrilliertes Polypropylen in der Regel für Frühzeitige Risskontrolle, Sekundärbewehrung, und Mischkohäsion, und nicht für die strukturelle Biegebeanspruchung nach dem Riss. Auf dem PPF-300-Blatt von Sika heißt es, dass das Produkt in erster Linie für die Sekundär- oder Temperaturschwundbewehrung und zur besseren Kontrolle von plastischen Schwind- und Setzungsrissen verwendet wird. Das Sinta F-Blatt von GCP sagt im Wesentlichen dasselbe und verortet den Nutzen in den ersten 24 Stunden nach dem Einbau, wenn der Beton am anfälligsten für Risse ist.
Was fibrilliertes Polypropylen im Frischbeton bewirkt
Frischer Beton verändert sein Volumen sehr früh. Wasser bewegt sich. Es bilden sich Sickergräben. Die Oberfläche trocknet. Im Bereich der Zuschlagstoffe und der Bewehrung kommt es zu Setzungen. Wenn diese Spannungen schneller ansteigen, als der junge Beton an Festigkeit gewinnt, bilden sich Risse. Die NRMCA erklärt dies deutlich. Sie sagt, dass Volumenänderungen im frühen Alter zu geschwächten Flächen und Rissen führen, und dass das Wachstum dieser Mikroschwindrisse durch die mechanische Blockierwirkung der synthetischen Fasern verhindert wird. Außerdem wird gesagt, dass das interne Stützsystem der synthetischen Fasern plastische Setzungsrisse verhindert und der Bildung großer Kapillarkanäle entgegenwirkt, die durch Sickerwasserwanderung entstehen.
Fibrilliertes Polypropylen eignet sich gut für diese Aufgabe, da die verzweigten Fibrillen ein mehrdimensionales Netzwerk in der Mischung bilden. Laut Sika PPF-300 wirken die Fasern mechanisch, indem sie den Beton mit einem mehrdimensionalen Fasernetzwerk verstärken, das mit Mörtel beschichtet ist. Das gleiche Blatt besagt, dass sie plastische und trocknende Schwindungsrisse reduzieren, das Ausbluten verringern, die Schlag- und Abriebfestigkeit verbessern und die Dauerhaftigkeit und Zähigkeit erhöhen können. Laut GCPs Sinta F-Blatt verteilen sich die Fasern mehrdimensional in der gesamten Mischung und verbessern die Oberflächeneigenschaften, die Schlagfestigkeit und die Zähigkeit bei gleichzeitiger Reduzierung der Permeabilität.
Das ist auch der Grund, warum fibrillierte PP-Fasern häufig in Platten, Belägen, Gehwegen, Spritzbeton, Stuck und Fertigteilen verwendet werden. Dies sind Arbeiten, bei denen der Bauunternehmer weniger frühe Risse und ein dichteres, kohäsiveres Gemisch wünscht, ohne eine vollständige Makrofaser-Strukturkonstruktion anzustreben. Sika Australia nennt Bodenplatten, Einfahrten, Kippplatten, Bodenbeläge, Fertigteile, farbigen Beton und sowohl Trocken- als auch Nassspritzbeton als typische Anwendungen für ihr fibrilliertes PP-Produkt.
Der Unterschied zu monofilem Polypropylen
Ein Käufer vergleicht fibrilliertes Polypropylen oft mit monofiles Polypropylen. Der Unterschied liegt zuerst in der Form, dann im Verbundverhalten und schließlich in der Haptik. NPCA sagt, dass die traditionelle Verwendung von synthetischen Mikrofasern in Beton hauptsächlich auf monofile Formen und fibrillierte Formen von Polypropylenfasern beschränkt war. Die NPCA erklärt weiter, dass fibrillierte Fasern die Form des Schlitzfilms mit verzweigten Fibrillen sind. Das bedeutet, dass der Markt diese lange Zeit als zwei verschiedene Produktformen behandelt hat, auch wenn es sich bei beiden um Polypropylen-Mikrofasern handelt.
Das Faserhandbuch von Sika macht die Aufteilung noch klarer, indem es Monofilament und fibrilliert als die beiden Mikrofaserformen unter EN 14889-2 aufführt. Ein Käufer sollte also “PP-Mikrofaser” nicht als vollständige Spezifikation betrachten. Der Lieferant muss immer noch angeben, ob es sich bei dem Produkt um Monofilament oder fibrilliert, Denn die Geometrie beeinflusst die Dispersion, das Bindungsmuster und manchmal auch das Aussehen der Oberfläche.
In der Baustellenpraxis wird fibrilliertes Polypropylen oft gewählt, wenn der Käufer einen stärkeren Netzwerkeffekt und eine bessere mechanische Verriegelung in der Paste wünscht. Die PPF-300-Platte von Sika verbindet das fibrillierte Muster direkt mit einer optimierten Verbindung zwischen Mörtelmatrix und Fasernetzwerken. Im Sinta-F-Blatt von GCP heißt es, dass sich die kleinen fibrillierten Fasern mechanisch in der frischen Matrix verankern und die durch Schwinden, Setzungen und andere innere Spannungen verursachte frühe Rissbildung verringern. Diese Aussagen bedeuten nicht, dass fibrilliertes PP immer “besser” ist als monofiles PP. Sie bedeuten, dass die Form die Funktionsweise der Fasern verändert, und das ist der Grund, warum die Unterscheidung wichtig ist.
Wie sie sich von Makro-Polypropylenfasern unterscheidet
Genauso wichtig ist es, fibrilliertes Polypropylen von Makro-PP-Faser. ASTM D7508 unterscheidet zwischen Mikro- und Makro-Polyolefinfasern nach Denier und Äquivalentdurchmesser. Mikrofasern haben weniger als 580 Denier und einen äquivalenten Durchmesser von weniger als 0,3 mm. Makrofasern haben 580 Denier oder mehr und einen Äquivalentdurchmesser von 0,3 mm oder mehr. In der Norm sind auch Schnittlängenbereiche aufgeführt, die für Mikrofaserstränge wesentlich kürzer sind als für Makrofaserstränge.
NRMCA beschreibt den funktionalen Unterschied in einfacher Sprache. Makrosynthetische Fasern sind dickere Fasern, die in höherer Dosierung verwendet werden und zur Risskontrolle in gehärtetem Beton oder als Temperatur- oder Schwindbewehrung in einigen Anwendungen eingesetzt werden. Im Gegensatz dazu werden Mikrosynthetikfasern in demselben NRMCA-Dokument durch ihre Wirkung auf das plastische Schwinden und die plastische Setzungsrissbildung erklärt.
So liegt fibrilliertes Polypropylen normalerweise auf der Mikro Seite des Marktes. Ein Käufer verwendet sie zur frühzeitigen Risskontrolle, als Sekundärbewehrung und zur Verbesserung der Kohäsion. Eine Makro-Polypropylenfaser gehört in eine andere Diskussion. In dieser Diskussion geht es um die Biegeleistung nach dem Riss, eine höhere Dosierung und die Auslegung der Restfestigkeit. Im Sika-Handbuch und in den Produktauswahlhilfen von Sika werden diese Kategorien aus diesem Grund getrennt behandelt.
Welche Normen Käufer prüfen sollten
Ein seriöser Käufer sollte sich nicht mit dem Begriff “fibrilliertes Polypropylen” zufrieden geben. Der Käufer sollte die Normen prüfen, die hinter dem Produkt stehen. Die erste ist ASTM C1116/C1116M, die von der ASTM als Spezifikation für faserverstärkten Beton bezeichnet wird. Auf der Seite der ASTM-Norm heißt es, dass die Materialien nach Fasertyp klassifiziert sind und dass Typ III ist synthetischer faserbewehrter Beton. Außerdem heißt es, dass der Beton bei der Lieferung frei von Faserkugeln sein sollte.
Die zweite Norm ist ASTM D7508, die sich auf Polyolefin-Hackschnitzel zur Verwendung in Beton bezieht. Die ASTM D7508 besagt, dass es sich bei den Fasern um geschnittene Stränge handelt, die in Beton oder Mörtel eingemischt werden, definiert die Mikro- und Makrospaltung und besagt, dass geschnittene Polyolefinstränge für die Verwendung in Beton beide Anforderungen erfüllen müssen C1116/C1116M und D7508. Das ist wichtig, weil es das Faserprodukt selbst an eine konkrete Verwendungsspezifikation bindet, nicht nur an eine Textilbeschreibung.
Die dritte Norm ist EN 14889-2 wenn das Projekt der EN-Praxis entspricht. Sowohl in der Handbuchzusammenfassung von Sika als auch auf der Produktseite von Sika Australien wird fibrilliertes Polypropylen in der Klasse 1b / Klasse Ib Kategorie Mikrofasern. Das gibt den Käufern eine klare Möglichkeit, die Produktklasse in Exportmärkten und internationalen Projektdateien zu identifizieren.
Typische Dosierung, Handhabung und Erwartungen an den Standort
Auf der Baustelle ist fibrilliertes Polypropylen in der Regel einfach zu verarbeiten, aber es muss dennoch richtig dosiert und gemischt werden. Laut NRMCA werden die synthetischen Fasern vor oder während des Mischens zugegeben. Sie sagt auch, dass typische Zugabemengen von 1 bis 2 Pfund pro Kubikmeter in der Regel keine Änderung der Mischung erfordern, während höhere Mengen die Verarbeitbarkeit beeinträchtigen und wasserreduzierende Zusatzmittel erforderlich machen können, um das Setzverhalten zu erhalten.
Die Datenblätter der Lieferanten stimmen mit dieser praktischen Anleitung überein. Das Blatt PPF-300 von Sika gibt eine typische Standarddosierung von 1,5 lb/yd³ und sagt, dass das Produkt während oder nach dem Mischen zugegeben werden kann und vier bis fünf Minuten lang mit hoher Geschwindigkeit gemischt werden kann. Auf der Seite Confibre 51F von Sika Australien wird eine Mindestdosierung von 0,9 kg/m³ und sagt, dass die optimale Dosierung von der Betonart, den Baustellenbedingungen, den Mischungsverhältnissen und den Zieleigenschaften abhängt. Das Sinta F-Blatt von GCP gibt ebenfalls einen Standardbereich an und sagt, dass die Ladung nach der Zugabe lange genug gemischt werden sollte, um eine gleichmäßige Verteilung zu gewährleisten.
Ein Käufer sollte auch seine Erwartungen realistisch halten. Fibrilliertes Polypropylen kann das Risiko der Rissbildung verringern. Es kann den Zusammenhalt und die Zähigkeit verbessern. In den richtigen dokumentierten Anwendungen kann es als Sekundärbewehrung dienen. Aber es ist kein pauschaler Ersatz für alle von den Bauvorschriften geforderten Bewehrungen. GCP gibt dies direkt auf dem Sinta F-Blatt an. Dort heißt es, dass das Produkt nicht als Ersatz für die in den Bauvorschriften und -normen geforderte Bewehrung empfohlen wird, auch wenn es in einigen Fällen der Sekundärbewehrung geschweißtes Drahtgewebe ersetzen kann.
Was fibrilliertes Polypropylen nicht ist
Sie ist nicht mit allen Polypropylenfasern identisch. Einige PP-Fasern sind monofile Mikrofasern. Einige sind makrosynthetische Fasern. Einige sind abgestufte oder hybride Produkte. Die ASTM D7508 führt ausdrücklich die Kategorien Mikro-, Makro-, Hybrid-, Mehrlängen- und Sortierfasern für Polyolefin-Hackschnitzel auf, die in Beton verwendet werden. Das Wort “Polypropylen” allein ist also zu weit gefasst für eine seriöse Spezifikation.
Es handelt sich auch nicht hauptsächlich um ein strukturelles Makrofaserprodukt. Fibrilliertes Polypropylen wird normalerweise spezifiziert, um die Kunststoff-Schrumpfungsrissbildung, plastische Setzungsrisse, und damit verbundene Probleme im frühen Alter. Sika Australia sagt dies direkt auf seiner Produktseite. Sika PPF-300 und GCP Sinta F sagen dasselbe in ihren Datenblättern.
Sie sind auch kein Allheilmittel für schlechte Aushärtung oder schlechte Einbaupraxis. Die NRMCA erklärt, dass synthetische Fasern durch mechanische Blockierung und interne Unterstützung helfen, aber das gleiche Dokument sieht sie als Teil eines breiteren Ansatzes für die Betonpraxis. Die Fasern unterstützen die Mischung. Schlechte Witterungseinflüsse, schlechtes Timing oder schlechte Entscheidungen bei der Fertigstellung lassen sich damit nicht ausgleichen.
Warum dies für Ecocretefiber™ wichtig ist
Für Ecocretefiber™, Dieses Thema ist wichtig, weil der Suchbegriff zwischen Bildung und Kaufabsicht angesiedelt ist. Ein Leser, der fragt “Was ist fibrilliertes Polypropylen?”, ist oft nicht auf der Suche nach einer Chemiestunde. Der Leser ist oft ein Bauunternehmer, Einkäufer oder Verfasser von Spezifikationen, der zu entscheiden versucht, ob eine fibrillierte PP-Faser für eine Platte, einen Belag, einen Straßenbelag oder einen Spritzbetonauftrag geeignet ist. Aus diesem Grund muss die beste Antwort sowohl in einfacher Sprache als auch in der Sprache der Normen formuliert sein. Die Marktquellen und Normen weisen alle in die gleiche Richtung: fibrilliertes Polypropylen ist eine mikro-synthetische Faserform mit geschlitztem Film, die hauptsächlich zur frühen Risskontrolle und als Sekundärbewehrung in Beton verwendet wird.
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Schlussfolgerung
Fibrilliertes Polypropylen ist ein geschlitzte Polypropylenfaser, die sich in verzweigte Fibrillen öffnet und eine netzartige mikro-synthetische Bewehrung in Beton bildet. In der konkreten Praxis ist es meist eine Mikro-PP-Faser, Sie ist keine Makrofaser und wird hauptsächlich zur Verringerung der plastischen Schwindrisse, zur Verringerung der plastischen Setzungsrisse, zur Verbesserung der Kohäsion und zur Unterstützung der Sekundärbewehrung in den richtigen Anwendungen eingesetzt. In den Normen und in der Produktliteratur wird ihm diese Rolle eindeutig zugewiesen, insbesondere durch ASTM C1116 Typ III, ASTM D7508, und EN 14889-2 Klasse 1b / Ib Referenzen.
Für den Käufer ist die praktische Schlussfolgerung einfach. Wenn der Auftrag eine frühzeitige Risskontrolle, eine bessere Kohäsion der Mischung und eine bewährte mikro-synthetische Faserform erfordert, ist fibrilliertes Polypropylen eine der etabliertesten Optionen auf dem Betonmarkt. Aus diesem Grund bleibt es für Platten, Beläge, Pflaster, Spritzbeton und Fertigteile relevant, und deshalb passt es gut zu einer auf Beton ausgerichteten Marke wie Ecocretefiber™ von Shandong Jianbang Chemical Fiber Co., Ltd.
