Beton çatlar çünkü beton gerilimde zayıftır. Büzülme stres yaratır. Sıcaklık değişimi gerilim yaratır. Yükler stres yaratır. Lifler yardımcı olur çünkü lifler küçük çatlakları köprüler. Lifler ayrıca gerilimi karışım boyunca yayar. Betona elyaf eklemenin ana amacı budur.
Elyaf tek bir ürün değildir. Elyaf çelik, cam, sentetik veya doğal olabilir. ASTM, elyaf takviyeli betonu elyaf türüne göre sınıflandırır.
Elyaf takviyeli beton (FRC) nedir?
Lif takviyeli beton, yığın boyunca karıştırılmış kısa lifler içeren betondur. ASTM C1116 bunu, bir alıcıya eşit şekilde karıştırılmış malzemelerle teslim edilen fiber takviyeli beton olarak tanımlar.
Lifler “dağıtılmış takviye” olarak çalışır. İnşaat demiri “yerleştirilmiş takviye” olarak çalışır. Fiberler matrisin her yerinde bulunur. İnşaat demiri ise belirli gerilim bölgelerinde yer alır. Bu fark, fiberlerin neden çatlak kontrolünde güçlü olduğunu, inşaat demirinin ise yapısal gerilim kapasitesinde güçlü olduğunu açıklar.
Amaç 1: Erken yaşta çatlamayı azaltmak
Erken çatlama ilk saatlerde başlayabilir. Yüzey çok hızlı kuruduğunda plastik büzülme çatlaması meydana gelebilir. NRMCA'nın kılavuzu, plastik büzülme çatlamasını en aza indirmek için sentetik liflerin (ASTM C1116) dikkate alınmasını önermektedir.
Elyaflar ayrıca plastik oturma çatlağını azaltmaya da yardımcı olur. NRMCA, plastik oturma çatlaklarının azaltılmasını önemli bir kullanım alanı olarak listelemektedir.
Polipropilen mikro lifler bu amaç için yaygın bir seçimdir. Beton Birliği, bu liflerin karışım homojenliğini artırdığını, parçacık hareketini stabilize ettiğini ve su kanallarını bloke ettiğini açıklamaktadır. Bu, kanamayı yavaşlatır ve plastik oturmasını azaltmaya yardımcı olur. Aynı notta, filament ağının yüzey hızla kuruduğunda plastik büzülme çatlamasını azaltmaya yardımcı olduğu belirtilmektedir.
Amaç 2: Çatlama sonrası tokluğu artırmak
Düz beton çatlamadan sonra performansını hızla kaybedebilir. Lifli beton, lif türüne ve dozajına bağlı olarak ilk çatlaktan sonra yük taşımaya devam edebilir.
NRMCA, sentetik elyaf kullanımının temel nedeni olarak “daha yüksek tokluk ve darbeye karşı direnci” göstermektedir.
NRMCA ayrıca elyafların çatlakları kapattığını ve betonu sıkıca bir arada tutmaya yardımcı olduğunu, tipik mikrofiber dozajlarından daha yüksek dozajlarda daha güçlü faydalar sağladığını açıklamaktadır.
Bu amaca uygundur:
- forklift trafiğine sahip endüstriyel plakalar
- kaldırımlar ve sert zeminler
- taşıma sırasında kırılan prekast üniteler
Amaç 3: Bazı döşemelerde ikincil büzülme ve sıcaklık takviyesi sağlamak
Bazı projeler elyafları yapısal olmayan büzülme veya sıcaklık takviyesi için alternatif bir sistem olarak kullanır. NRMCA bu kullanımı belgelerle birlikte geçerli bir amaç olarak listeler.
NRMCA ayrıca, ürünün ASTM C1609 kalıntı eğilme dayanımı sonuçları gibi belgelerle desteklenen sertleşmiş beton kriterlerini karşılaması durumunda sentetik liflerin ikincil donatı olarak kullanılabileceğini belirtmektedir.
Bu amaç, ana riskin asma elemanlarda yapısal esneme kapasitesi değil, büzülme çatlaması olduğu zemin üstü döşemelerde yaygındır.
Amaç 4: Zorlu dökümlerde yerleştirme stabilitesini iyileştirmek
Lifler taze betonda iç desteği ve kohezyonu artırabilir. NRMCA bunu, dik eğimli beton, püskürtme beton ve kayma biçimli yerleştirmeler de dahil olmak üzere temel bir amaç olarak listelemektedir.
Bu fayda pratiktir. Ekipler genellikle bir arada daha iyi duran bir karışım görürler. Bu, püskürtme betonda sloughing'in azaltılmasına yardımcı olur. Beton Birliği ayrıca polipropilen liflerin püskürtme betonda ilk özellikleri iyileştirmek ve sloughing ve rebound'u azaltmak için kullanıldığını belirtmektedir.
Amaç 5: Dayanıklılığı ve yüzey performansını iyileştirmek
Çatlak kontrolü dayanıklılığı destekler çünkü çatlak genişliği su girişini kontrol eder. Daha sıkı bir çatlak deseni sıvılar için yolları azaltabilir.
Lifler yüzey kalitesini de destekleyebilir. Beton Birliği, polipropilen liflerin akmayı ve ayrışmayı azalttığını ve bunun da yüzey harcının orijinal su/çimento oranının korunmasına yardımcı olduğunu belirtmektedir. Bu etkiyi yüzey katmanındaki iyileşmelere ve daha yüksek aşınma direncine bağlamaktadır.
Bu amaca uygundur:
- depo zeminleri
- rampalar ve yükleme alanları
- aşınmaya veya sık temizlenmeye maruz kalan plakalar
Amaç 6: Yoğun beton için yangında patlayıcı dökülme riskini azaltmak
Yoğun beton yangında parçalanabilir. Nem buhara dönüşür. Buhar basıncı hızlı bir şekilde oluşabilir. Polipropilen lifler, belirli tasarımlarda bu riski azaltmak için yaygın olarak kullanılmaktadır.
Hakemli bir inceleme ortak bir mekanizmayı açıklıyor: lifler eridiğinde gözenekler oluşur. Geçirgenlik artar. Buhar kaçabilir. Buhar basıncı düşer. Dökülme riski azalır.
Bu amaç, tünel şartnamelerinde ve yangına maruz kalmanın tasarım temelinin bir parçası olduğu yüksek performanslı karışımlarda yaygındır.
Hangi lifler için kullanılmamalıdır
Lifli beton, yapısal tasarımda bir kestirme yol değildir. NRMCA, sentetik liflerin moment dirençli veya yapısal çelik donatının yerine kullanılmaması gerektiğini belirtmektedir. NRMCA ayrıca liflerin daha yüksek yapısal basınç veya eğilme dayanımı geliştirmek için kullanılmaması gerektiğini belirtmektedir.
Lifler de otomatik olarak izin vermez:
- daha büyük bağlantı aralığı
- daha ince döşeme plakaları
- azaltılmış sütunlar NRMCA bunları “kullanmayın” beklentileri olarak listelemektedir.
Doğru elyaf amacı ve türü nasıl seçilir?
Basit bir karar tek bir soruyla başlar. Hangi sorunu azaltmak istiyorsunuz?
Sorun erken yüzey çatlaması ise
Mikro sentetik elyaflar yaygın bir uyumdur. ACI mikro sentetik lifleri 0,3 mm çapın (veya eşdeğerinin) altındaki lifler olarak tanımlar.
Eğer sorun tokluk ve çatlama sonrası performans ise
Makro sentetik lifler veya çelik lifler genellikle daha iyi uyum sağlar. ACI makro sentetik fiberleri 0,3 mm veya daha büyük olarak tanımlar.
Sorun yoğun betonda yangın sıçraması riski ise
Polipropilen mikrofiberler, özellikle tünellerde bu rolde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Alıcı ayrıca işlenebilirlik kontrolü için de planlama yapmalıdır. Beton Birliği, liflerin çökmeyi azaltabileceği konusunda uyarmaktadır, çünkü lifler kalınlaştırıcı bir madde gibi davranmaktadır.
Spesifikasyon ve kabulü destekleyen standartlar
Temiz bir satın alma şartnamesine ihtiyacınız varsa, ASTM C1116 ile başlayın. ASTM, eşit şekilde karıştırılmış malzemelerle teslim edilen elyaf takviyeli betonu kapsadığını belirtir. Ayrıca lifli betonu lif türüne (çelik, cam, sentetik, doğal) göre sınıflandırır.
Amacınız çatlak sonrası performans ise, sadece “elyaf eklemek” değil, performans hedeflerini de belirtmelisiniz. NRMCA, ikincil takviye olarak kullanılan elyaflar için ASTM C1609 gibi artık eğilme dayanımı testlerini kullanan belgelere işaret etmektedir.
Uzman rehberliği
Bir elyaf projesi, amaç ve elyaf türü eşleştiğinde başarılı olur.
Pratik bir iş akışı iyi çalışır:
- Mal sahibi sorunlu noktayı tanımlar: erken çatlaklar, eklem hasarı, darbe, yangın riski.
- Mühendis rolü seçer: sadece çatlak kontrolü, ikincil takviye, çatlak sonrası kapasite.
- Ekip elyaf tipini seçer: mikro ve makro, ardından tedarikçi verileri ve denemelerle dozajı belirler. ACI, mikro ve makro sentetik elyaflar için hacme göre tipik dozaj aralıkları sağlar.
- Yüklenici karıştırma ve kürlemeyi kontrol eder. Elyaflar riski azaltır, ancak kürleme yine de büzülme stresini kontrol eder.
Ecocretefiber™ | Shandong Jianbang Kimyasal Elyaf Co, Ltd.
Ecocretefiber™ bu süreci önce genel rehberlik, ardından ürün eşleştirme ile destekler:
- plasti̇k büzülme ve çökme çatlaği kontrolü i̇çi̇n mi̇kro li̇fler
- tokluk ve çatlama sonrası kontrol hedefleri için makro-sentetik elyaflar
- ASTM C1116 tedarik dili ile uyumlu dokümantasyon desteği ve gerektiğinde performans verileri
İlgili Ürünler
- Polipropilen Mikrofiber (Monofilament / Fibrillenmiş)
- Polipropilen Makro-Sentetik Elyaf
- Çimento Esaslı Kompozitler için PVA Elyafı
- GRC Sistemleri için AR Cam Elyaf
Sonuç
Betona lif eklemenin amacı açıktır. Lifler erken çatlamayı, özellikle de plastik büzülme artı plastik oturmayı kontrol eder.
Elyaf tipi artı dozaj çatlak sonrası davranışı hedeflediğinde elyaflar tokluğu ve darbe direncini artırır.
Elyaflar, dokümantasyonun performansı desteklediği bazı döşeme uygulamalarında ikincil takviye olarak kullanılabilir.
Yangına maruz kalan yoğun betonda, polipropilen lifler erime sonrası geçirgenliği artırarak dökülme riskini azaltabilir.
İyi bir spesifikasyon amaç ile başlar. İyi bir sonuç, doğru elyaf seçimi, kontrollü karıştırma ve disiplinli kürleme ile elde edilir.
