“En iyi” somut soruna bağlıdır ve sorun önce gelmelidir
Bir müteahhit sık sık “Beton için en iyi elyaf hangisidir?” diye sorar. Bir şartname yazarı da aynı soruyu sorar. Bir alıcı tek bir cevap ister çünkü satın alma işlemi hız ve netlik gerektirir.
Bir ekip önce küçük bir soru sorduğunda yine de daha iyi sonuçlar alır. Ekip, “Hangi sorunu azaltmamız gerekiyor?” diye sormalıdır. Bir döşeme ekibinin daha az erken yüzey çatlağına ihtiyacı olabilir. Bir tünel ekibinin yangında daha az dökülme riskine ihtiyacı olabilir. Bir prekast ekibinin daha güçlü kenarlara ve daha az talaşa ihtiyacı olabilir. Bir kaplama ekibi, tekrarlanan tekerlek yükleri altında daha yüksek tokluğa ihtiyaç duyabilir.
Modern elyaf kılavuzlarının çoğu aynı başlangıç noktasını kullanır. Bir ekip şunları ayırmalıdır mikro lifler ve makro lifler. ACI 544.3R, mikrosentetik elyafları 0,3 mm'nin altında (veya eşdeğeri) ve makrosentetik elyafları 0,3 mm'nin üzerinde olarak tanımlar ve ACI polipropilen elyafların mikrosentetik veya makrosentetik olabileceğini belirtir.
Bu ayrım yardımcı olur çünkü mikro lifler ve makro lifler betonda farklı işler yapar. Mikro lifler esas olarak yerleştirmeden sonraki ilk saatlerde yardımcı olur. Makro lifler esas olarak çatlama başladıktan sonra yardımcı olur ve yük taşımaya ve çatlak açılmasını kontrol etmeye yardımcı olurlar.
Mikro fiberler: taze betondaki erken çatlaklar için “en iyi” seçim
Taze bir plaka daha son sertleşmeye ulaşmadan çatlayabilir. Döşeme, rüzgar ve ısı yüzeyden su çektiğinde çatlayabilir. Beton, inşaat demiri ve büyük agrega etrafına yerleştiğinde de bir döşeme çatlayabilir. Bunlar erken yaş çatlak modlarıdır ve düz işlerde yaygındır.
Birçok ekip mikro polipropilen (PP) elyaflar Bu nedenle. NRMCA, sentetik elyafları çatlakların köprülenmesine ve yayılmasına yardımcı olabilecek malzemeler olarak tanımlar ve faydayı büzülme, sıcaklık ve bükülmeden kaynaklanan çatlamaya bağlar ve elyafların karıştırmadan önce veya karıştırma sırasında eklendiğini belirtir.
Mikro PP fiber ağı iyi çalışır çünkü fiberler macun boyunca yayılır ve beton hala zayıfken karışımı bir arada tutmaya yardımcı olur. Mikro PP elyaf aynı zamanda şantiye gerçekliğine de uygundur çünkü ekipler çoğu işte inşaat demiri planını değiştirmeden bunu ekleyebilir.
Başlıca sıkıntınız plastik büzülme çatlaması ise, mikro PP elyaflar genellikle en iyi ilk tercihtir. Mikro PP elyafların birçok konut ve ticari döşeme ve kaplamada kullanılmasının nedeni de budur.
Makro fiberler: Çatlama sonrası performansa ihtiyaç duyduğunuzda “en iyi” seçim
Beton çatladıktan sonra farklı bir sorun başlar. Bir döşeme, tekerlek yükleri, raf yükleri ve derz hareketleri nedeniyle çatlayabilir. Bir kaldırım tekrarlanan yükler altında çatlayabilir. Püskürtme beton zemin hareketi altında çatlayabilir. Bu sorunlar ilk çatlamadan sonra tokluk ve artık mukavemet gerektirir.
Makro fiberler bu ihtiyacı hedefler. Sika'nın fiber takviyeli beton el kitabında, yaygın fiber malzemelerin çelik ve polipropilen gibi poliolefin fiberleri içerdiği belirtilmekte ve performansın tek bir fiber özelliğinden değil, kompozit davranıştan kaynaklandığı vurgulanmaktadır.
Tasarımcılar genellikle makro fiber katkısını eğilme testiyle doğrular. ASTM C1609, testin, üçüncü nokta yüklemesinde test edilen bir kirişten elde edilen yük-sapma eğrisindeki parametreleri kullanarak fiber takviyeli betonun eğilme performansını değerlendirdiğini belirtir.
Ana sorununuz çatlak sonrası yük kapasitesi ise, makro fiberler genellikle en uygun olanıdır ve test verilerinin tasarım hedefiyle eşleşmesi gerekir. Makro PP elyaflar, korozyon riskinin önemli olduğu ve kullanım kolaylığının önemli olduğu durumlarda güçlü bir seçenek olabilir ve çelik elyaflar, çok yüksek kalıntı mukavemetlerinin gerekli olduğu durumlarda güçlü bir seçenek olabilir.
Çelik lifler: yüksek artık mukavemet öncelikli olduğunda “en iyi” seçim
Çelik lifler, lif takviyeli betonda uzun bir geçmişe sahiptir. Çelik lifler yüksek köprüleme mukavemeti sağlayabilir çünkü çelik yüksek gerilme mukavemetine ve sertliğe sahiptir. Çelik lifler ayrıca ürün türleri ve sınıflandırma için net standart çerçeveler getirir.
ASTM A820, şartnamenin elyaf takviyeli beton için çelik elyaflara yönelik minimum gereklilikleri kapsadığını ve soğuk çekilmiş tel, kesilmiş levha ve eritilerek çıkarılmış elyaflar gibi çelik elyaf türlerini tanımladığını belirtmektedir.
Bazı projeler çelik lifleri seçer çünkü tasarımcılar yüksek artık mukavemet sınıflarına ulaşabilir ve tasarımcılar bunları zemin destekli döşemelerde, tünel kaplamalarında ve endüstriyel kaplamalarda kullanabilir. Bazı projeler de çelik lifleri seçmektedir çünkü tasarım yöntemi desteklediğinde çelik lifler bazı döşeme sistemlerinde hasırı azaltabilir veya hasırın yerini alabilir.
Çelik elyafların hala dezavantajları vardır. Çelik fiberler bazı maruz kalma koşullarında korozyona uğrayabilir. Bazı ekipler ayrıca belirli yüzeyler için yüzeyde çelik elyaf çıkıntılarından kaçınmak ister. Bu ödünleşimler çelik elyafları “kötü” yapmaz. Bu ödünleşimler sadece çelik elyafların en iyi seçim olup olmadığına iş koşullarının karar verdiği anlamına gelir.
Polipropilen (PP) elyaflar: dayanıklılık, düşük korozyon riski ve kolay kullanım istediğinizde genellikle “en iyi” seçimdir
Birçok ekip polipropilen lifleri seçer çünkü polipropilen beton ortamında dayanıklı bir polimerdir ve paslanma yapmaz. ASTM C1116, polipropilen de dahil olmak üzere poliolefinler gibi liflerin betonda dayanıklı olduğunun gösterildiğine dair bir not içerir.
PP fiberler ayrıca mikro ve makro kategorilere ayrılmıştır ve bu ayrım ana kullanım durumlarıyla eşleşmektedir.
- Mikro PP elyaflar genellikle erken yaşta çatlamayı ve yüzey bütünlüğünü hedefler. ACI 544.3R mikrosentetik fiberleri 0,3 mm çizgisi ile tanımlar.
- Makro PP elyaflar genellikle çatlak sonrası mukavemet ve tokluğu hedefler ve ekipler genellikle bu etkiyi ASTM C1609 gibi testlerle değerlendirir.
PP elyaflar ayrıca belirli bağlamlarda yangınla ilgili performansı da destekleyebilir. Bazı tünel projeleri ve yüksek performanslı beton projelerinde patlayıcı dökülme riskini azaltmak için PP mikrofiberler kullanılmaktadır. Dökülme riski üzerine bir inceleme makalesi, betona PP lifleri eklenmesinin yangın nedeniyle dökülme riskini azaltabileceğini belirtmektedir.
Patlayıcı dökülme direncine ilişkin bir teknik dokümanda, yangında patlayıcı dökülmeyi engellemek için polipropilen liflerin kullanılmasının dünyanın birçok yerinde, özellikle de tünel inşaatında yaygın bir uygulama haline geldiği belirtilmektedir.
İşiniz çatlak kontrolü ve dayanıklılık gerektiriyorsa ve düşük korozyon endişeleri varsa, PP elyaflar genellikle en iyi çok yönlü seçenektir. Kesin cevap hala mikro davranışa mı yoksa makro davranışa mı ihtiyacınız olduğuna bağlıdır.
Cam elyaflar: GFRC ve gerilme takviyesine ihtiyaç duyan ince paneller için “en iyi” seçim
Bazı projeler lifleri esas olarak döşeme çatlakları için kullanmaz. Bazı projelerde lifler ince beton paneller ve mimari şekiller yapmak için kullanılır. Cam elyaf takviyeli beton (GFRC) buna açık bir örnektir.
AR cam elyafları alkali çimento ortamı için tasarlanmıştır. Concrete Network, AR cam elyafların alkali direncinin zirkonya eklenmesinden kaynaklandığını ve en iyi elyafların 19% veya daha yüksek zirkonya içeriğine sahip olduğunu belirtmektedir.
Pratik bir GFRC referansı da AR cam elyafının GFRC'de kullanılan birincil takviye olduğunu belirtmektedir.
Eğer işiniz GFRC paneller ve ince kabuklar ise, AR cam elyaf genellikle en iyi lif seçimidir. Bir ekip yine de elyaf uzunluğu ve dağılım yöntemini GFRC süreci ve karışım tasarımıyla eşleştirmelidir.
Bazalt elyaflar: Dayanıklılık ve kimyasal direnç önemli olduğunda ve tasarım işlenebilirlik değişikliklerini kabul edebildiğinde “en iyi” seçimdir
Bazalt lifleri tokluğu ve çatlak kontrolünü ve bazı dayanıklılık göstergelerini iyileştirebilen mineral liflerdir. Bazalt lifleri denizcilik ve endüstriyel maruziyet tartışmalarında da dikkat çekmektedir.
Bazalt elyaf takviyeli beton üzerine bir inceleme, bazalt elyafın yüksek elastik modül ve yüksek kırılma mukavemeti, korozyon direnci ve iyi donma direnci gibi avantajlarını açıklamaktadır.
Bazalt elyaf takviyeli beton üzerine bir PMC incelemesi, bazalt elyaf takviyeli betonun yüksek çekme mukavemeti ve elastik modül ve aside karşı daha fazla direnç gibi faydalar sağlayabileceğini belirtmekte ve aynı zamanda bazı alternatiflere kıyasla daha düşük akış özellikleri ve daha yüksek fiyat gibi ödünleşimlere dikkat çekmektedir.
İşiniz agresif maruziyete sahipse ve ekstra çatlak kontrolü ve dayanıklılığa ihtiyacınız varsa, bazalt elyaflar doğru karışımda en iyi seçim olabilir. İşlenebilirlik değişiklikleri yerleştirme başarısını etkileyebileceğinden, bir ekip yine de deneme partileri çalıştırmalıdır.
PVA elyafları ve ECC: aşırı süneklik ve dar çatlak genişlikleri hedeflendiğinde “en iyi” seçim
Bazı projeler “daha az çatlamadan” daha fazlasına ihtiyaç duyar. Bazı projelerde gerilim altında gerilirken yük taşıyabilen ve çatlak genişliklerini kontrol edebilen bir malzemeye ihtiyaç duyulur. Tasarlanmış Çimentolu Kompozitler (ECC) önemli bir örnektir ve PVA lifleri ECC sistemlerinde yaygındır.
Frontiers, ECC'yi ultra sünek elyaf takviyeli çimentolu kompozitler olarak tanımlıyor ve ECC çekme gerinimi sertleşme davranışını elyaf ve matris ile arayüzey arasındaki mikromekaniğe bağlıyor.
ECC dayanıklılık performansı üzerine bir PMC makalesi de ECC'nin çekme gerilmesi sertleşmesi ve çoklu çatlama özellikleri nedeniyle daha fazla ilgi gördüğünü belirtiyor ve PVA elyaf maliyetinin yaygın olarak benimsenmesini sınırlayabileceğinden bahsediyor.
Hedefiniz yüksek süneklik ve esneklik için sıkı çatlak kontrolü ise, ECC tipi sistemlerdeki PVA elyafları en iyi seçim olabilir. Bir ekip daha yüksek malzeme maliyeti ve daha fazla karışım kontrol gereksinimi beklemelidir.
Standartlar ve tasarım kılavuzları tahmin yürütmeden “en iyi” elyafı seçmenize nasıl yardımcı olur?
Alıcı, seçimlerini standart dil ve standart test verilerine bağladığında elyaf seçimini kolaylaştırabilir.
1) Sentetik elyaflar için mikro ve makro ayrımını kullanın
ACI 544.3R, mikrosentetik ve makrosentetik elyaflar için 0,3 mm ayrımı vermektedir.
Bu ayrım, doğrudan işlevle bağlantılı olduğu için yardımcı olur ve bir ekibin makro bir iş için mikro bir elyaf satın almaktan kaçınmasına yardımcı olur.
2) Sentetik elyaflar için dayanıklılık dili kullanın
ASTM C1116, çimento hamurunda ve katkı maddesine maruz kalmada nem ve alkalilerdeki bozulmaya karşı direnç için belgesel kanıt gerektirir ve polipropilen gibi poliolefinlerin betonda dayanıklı olduğunun gösterildiğini belirtir.
Bu nokta, bir proje dosyası temiz bir uyum çizgisine ihtiyaç duyduğunda önemlidir.
3) Makro performans için artık mukavemet testini kullanın
ASTM C1609, yük-sapma eğrisinden eğilme performansı değerlendirmesini tanımlar.
Alıcı, test yöntemini ve bildirilen artık değerleri istemeli ve bu değerleri kullanılan tasarım kılavuzuyla eşleştirmelidir.
4) Çelik lifler için açık ürün tipi standartları kullanın
ASTM A820 çelik elyaf türlerini ve temel gereksinimleri tanımlar.
Bu, alıcılara tedarik için ortak bir kelime dağarcığı sağlar.
5) Proje EN uygulamalarını kullandığında EN tabanlı beyanları kullanın
Singapur tasarım kılavuzu, liflerin çelik lifler için EN 14889-1'e ve polimer lifler için EN 14889-2'ye uygun olması gerektiğini belirtmekte ve lif takviyeli beton tasarımını artık mukavemet sınıflarına bağlamaktadır.
EN 14889-2'yi açıklayan bir teknik notta, üreticinin EN test çerçevesindeki CMOD değerlerinde belirtilen kalıntı eğilme mukavemetine ulaşan birim elyaf hacmini beyan ettiği de belirtilmektedir.
Bu araçlar mühendislik kararlarını ortadan kaldırmaz. Bu araçlar kafa karışıklığını azaltır ve satıcı karşılaştırmalarını adil hale getirir.
Uygulamaya göre pratik bir “en iyi fiber” haritası
Bir ekip bu haritayı hızlı bir karar kılavuzu olarak kullanabilir.
Zemin üstü döşemeler ve depo zeminleri
Bir ekip genellikle daha az erken çatlak ve trafik altında daha iyi hizmet performansı ister. Mikro PP fiberler genellikle erken çatlak kontrolüne, makro fiberler ise çatlak sonrası performans ihtiyaçlarına uygundur. ACI mikro ve makro sentetik elyaf gruplarını tanımlar ve PP elyaflar her iki grupta da yer alabilir.
Bir ekip, korozyon endişeleri söz konusu olduğunda ve kullanım önemli olduğunda makro PP elyafları seçebilir ve bir ekip, tasarım daha yüksek artık mukavemet ve sertlik gerektirdiğinde çelik elyafları seçebilir.
Tüneller ve yangın dökülme riski
Bir ekip, yüksek performanslı betonda dökülme direnci için sıklıkla PP mikrofiberler kullanmaktadır. Bir inceleme makalesi, PP liflerin yangın nedeniyle dökülme riskini azaltabileceğini desteklerken, teknik bir makale de bu uygulamanın tünel inşaatında yaygınlaştığını belirtiyor.
Mimari paneller ve ince ürünler
Bir ekip GFRC için genellikle AR cam elyafları kullanır. AR cam elyafları alkali beton için tasarlanmıştır ve zirkonya içeriği alkali direncini destekler.
Denizcilik ve endüstriyel maruziyet ve dayanıklılık çalışmaları
Bir ekip, kimyasal direnç ve tokluk önemli olduğunda bazalt elyafları düşünebilir ve ekip ayrıca işlenebilirlik kontrolleri için planlama yapmalıdır.
Sismik ve darbelere karşı dayanıklılık ve sıkı çatlak genişliği kontrolü
Bir ekip, süneklik ve çoklu çatlama davranışı en önemli hedefler olduğunda ECC tipi sistemlerde PVA elyaflarını düşünebilir ve ekip daha yüksek maliyet ve daha sıkı karışım kontrolü planlamalıdır.
Ecocretefiber™, inşa etmesi de kolay olan “en iyi” sonucu istediğinizde nereye uyar?
Ecocretefiber™ beton için polipropilen elyaf çözümlerine odaklanmaktadır ve ürünlerimiz, spesifikasyonların halihazırda kullandığı mikro ve makro çerçeveye uymaktadır. ACI 544.3R, 0,3 mm'lik ayrımı verir ve polipropilen elyafların mikro sentetik veya makro sentetik olabileceğini belirtir.
ASTM C1116, polipropilen gibi poliolefinlerin betonda dayanıklı olduğunun gösterildiğini ve bunun PP elyaf kullanımında uzun vadeli güveni desteklediğini belirtmektedir.
ASTM C1609, yük-sapma eğrisini kullanarak makro elyaf eğilme performansını doğrulamak için standart bir yol sunar.
Shandong Jianbang Kimyasal Elyaf Co, Ltd. alıcıları istikrarlı tedarik, tutarlı elyaf geometrisi ve net dokümantasyon ile destekler. Alıcı daha sonra elyaf seçimini işle eşleştirebilir ve alıcı, dökümler arasında çalışan tekrarlanabilir bir spesifikasyon oluşturabilir.
Sonuç
Tüm betonlar için tek bir en iyi elyaf yoktur. En iyi elyaf soruna, spesifikasyona ve yerleştirme yöntemine uygundur. Mikro fiberler genellikle erken yaş çatlak kontrolü için en iyisidir ve makro fiberler genellikle çatlak sonrası mukavemet ve tokluk için en iyisidir. ACI 544.3R, 0,3 mm'lik basit bir mikro ve makro ayrım belirler ve polipropilen liflerin her iki grupta da olabileceğini belirtir.
Çelik elyaflar, çok yüksek kalıntı mukavemetinin öncelikli olduğu durumlarda en iyisi olabilir ve ASTM A820 çelik elyaf türleri için standart bir çerçeve sunar.
PP elyaflar, dayanıklılık, düşük korozyon riski ve kolay kullanım söz konusu olduğunda genellikle en iyisidir ve ASTM C1116, polipropilen gibi poliolefinlerin betonda dayanıklı olduğunu belirtmektedir.
AR cam elyafları genellikle GFRC için en iyisidir ve zirkonya içeriği alkali direncini destekler.
Bazalt elyaflar ve PVA elyaflar, dayanıklılık veya süneklik hedeflerinin tasarımı yönlendirdiği özel durumlarda en iyisi olabilir.
Genel teknik özelliklere ve gerçek şantiye iş akışlarına uyan pratik bir elyaf seçimi istiyorsanız, Shandong Jianbang Chemical Fiber Co, Ltd'den Ecocretefiber™ mikro ve makro polipropilen elyaf ihtiyaçlarınızı destekleyebilir.
