Shandong Jiurunfa Chemical Technology Co., Ltd. manager@chemical-sales.com 86-153-18854848
কংক্রিট আধুনিক নির্মাণের ভিত্তি হিসাবে কাজ করে, এর কার্যকারিতার ক্রমাগত উন্নতি প্রকৌশলে প্রাথমিক ফোকাস। ফাইবার-রিইনফোর্সড কংক্রিটের (এফআরসি) উত্থান এই অপরিহার্য উপাদানটিতে নতুন প্রাণশক্তি নিয়ে এসেছে। যাইহোক, এটি অসংখ্য প্রশ্নও উত্থাপন করে: ফাইবারগুলি আসলে কী? মাইক্রোফাইবার থেকে ম্যাক্রোফাইবারকে কী আলাদা করে? কিভাবে উপযুক্ত ফাইবারের ধরন এবং ডোজ নির্বাচন করা উচিত? এই নিবন্ধটি ফাইবার-রিইনফোর্সড কংক্রিটের একটি গভীর অনুসন্ধান প্রদান করে, ব্যবহারিক প্রয়োগের উদ্বেগের সমাধান করে এবং আরও মজবুত এবং টেকসই ভবন নির্মাণের জন্য নির্দেশিকা প্রদান করে।
ফাইবারগুলি কংক্রিটে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, নিছক সংযোজনগুলির পরিবর্তে শক্তিবৃদ্ধি উপকরণ হিসাবে কাজ করে। ACI CT-18 (কংক্রিট পরিভাষা) এ যেমন সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে, ফাইবার ব্রিজ ফাটল, কংক্রিটকে একত্রে আবদ্ধ করে এবং এর সামগ্রিক কর্মক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে।
ম্যাক্রোফাইবার এবং মাইক্রোফাইবারগুলির মধ্যে প্রাথমিক পার্থক্যটি তাদের আকারের মধ্যে রয়েছে, সাধারণত সমতুল্য ব্যাস বা রৈখিক ঘনত্ব দ্বারা পরিমাপ করা হয়। এফআরসি শিল্পে, রৈখিক ঘনত্ব প্রায়শই ডিনারে প্রকাশ করা হয়, যা 9,000 মিটার ফাইবারের ভর (গ্রামে) প্রতিনিধিত্ব করে।
মাইক্রোফাইবার এবং ম্যাক্রোফাইবারগুলির মধ্যে মূল পার্থক্যগুলির মধ্যে রয়েছে:
বিভিন্ন ধরনের সিন্থেটিক ম্যাক্রোফাইবার বিদ্যমান, প্রতিটিরই অনন্য সুবিধা রয়েছে। প্রসার্য শক্তি, স্থিতিস্থাপক মডুলাস, উপাদান গঠন বা আকৃতির মতো শারীরিক বৈশিষ্ট্যের বাইরে, কম স্পষ্ট পার্থক্যগুলির মধ্যে রয়েছে মিশ্রণের কার্যক্ষমতা, বল করার প্রবণতা, পৃষ্ঠের ফিনিস গুণমান এবং কংক্রিটের সাথে বন্ধনের বৈশিষ্ট্য।
সফল সিন্থেটিক ম্যাক্রোফাইবার ব্যবহারের মূল চাবিকাঠি হল উপযুক্ত ডোজ নির্বাচন যা কার্যক্ষমতার প্রয়োজনীয়তা এবং কার্যক্ষমতা/সমাপ্তির চাহিদা উভয়ই পূরণ করে। শক্তিশালী ফাইবার বা যারা ভাল বন্ধন বৈশিষ্ট্য সঙ্গে দুর্বল বিকল্প তুলনায় কম উপাদান প্রয়োজন হতে পারে. ডোজ সুপারিশ সমর্থন করার জন্য প্রস্তুতকারকদের পরীক্ষার ডেটা সরবরাহ করা উচিত, যখন অনিশ্চয়তা বিদ্যমান তখন ট্রায়াল মিক্সের সুপারিশ করা হয়।
মাইক্রোফাইবারগুলি প্রাথমিকভাবে প্লাস্টিকের সংকোচন ক্র্যাকিং নিয়ন্ত্রণ করে। গবেষণা দেখায় যে তারা সাধারণ ডোজগুলিতে শক্ত কংক্রিটে নগণ্য লোড-ভারিং ক্ষমতা প্রদান করে। উচ্চতর মাইক্রোফাইবার ডোজগুলি ফাইবারের সংখ্যা এবং পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল বৃদ্ধির কারণে মিশ্রণকে জটিল করে তুলতে পারে, সম্ভাব্যভাবে কার্যযোগ্যতার সমস্যা এবং উল্লেখযোগ্য মন্দার কারণ হতে পারে।
একই ধরনের খাটো ফাইবারের তুলনায়, লম্বা তন্তুগুলির পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল বেশি থাকে, যা শক্ত কংক্রিটে অ্যাঙ্কোরেজ উন্নত করে এবং সমতুল্য মাত্রায় ক্র্যাক-পরবর্তী কর্মক্ষমতা বাড়ায়। যাইহোক, নির্দিষ্ট আকৃতি, দৃঢ়তা বৈশিষ্ট্য এবং কংক্রিটের সংকোচন শক্তির উপর নির্ভর করে প্রতিটি ফাইবার ধরণের জন্য একটি সর্বোত্তম দৈর্ঘ্য বিদ্যমান।
প্লেসমেন্ট পদ্ধতি এবং ফিনিশিং প্রয়োজনীয়তা বিবেচনা করে প্রাক-প্রকল্প ট্রায়াল মিশ্রণগুলি আদর্শ ফাইবারের দৈর্ঘ্য নির্ধারণ করতে সাহায্য করে, বলিং বা পৃষ্ঠের ফাইবার প্রোট্রুশনের মতো সমস্যাগুলি প্রতিরোধ করে।
সিন্থেটিক ম্যাক্রোফাইবার (বিশেষ করে বড়, মোটা মোনোফিলামেন্ট) স্টিলের তন্তুর সাথে তুলনীয় অবশিষ্ট শক্তি প্রদান করতে পারে, ডোজ এর উপর নির্ভর করে। প্রত্যাশিত বিকৃতি এবং পরিবেশগত অবস্থার মতো অন্যান্য কারণগুলিও ফাইবার নির্বাচনকে প্রভাবিত করবে। কিছু কাঠামোগত অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ইস্পাত ফাইবার প্রয়োজন, সিন্থেটিক বিকল্পগুলি বৈধ করা হয়নি।
যদিও সিন্থেটিক ম্যাক্রোফাইবারগুলির সাধারণত ইস্পাত তন্তুগুলির তুলনায় কম প্রসার্য শক্তি এবং স্থিতিস্থাপক মডুলাস থাকে, তারা সম্ভাব্য ফাটলগুলি পূরণ করতে উল্লেখযোগ্যভাবে আরও বেশি ফাইবার সরবরাহ করে। সঠিকভাবে ডোজ করা হলে, ফাটল জুড়ে মোট চাপ স্থানান্তর ক্ষমতা সমান হওয়া উচিত। কার্যকর বিভাগীয় শক্তি ফাইবার-ম্যাট্রিক্স বন্ড মানের উপরও নির্ভর করে- অপর্যাপ্ত বন্ধন সহ উচ্চ-শক্তির ফাইবারগুলি দুর্বল শক্তিবৃদ্ধি প্রার্থীদের তৈরি করে। FRC কর্মক্ষমতা যৌগিক আচরণ প্রতিফলিত করে, পৃথক ফাইবার বৈশিষ্ট্য নয়।
ফাইবার-রিইনফোর্সড কংক্রিট (এফআরসি) হাইড্রোলিক সিমেন্ট কংক্রিটে বিযুক্ত ফাইবার (সাধারণত 2.5 ইঞ্চি বা 64 মিমি পর্যন্ত) অন্তর্ভুক্ত করে। ফাইবার-রিইনফোর্সড পলিমার (FRP) সিমেন্ট বা এগ্রিগেট ছাড়া পলিমার ম্যাট্রিসে এম্বেড করা যথেষ্ট লম্বা ফাইবার ব্যবহার করে।
প্রয়োজনীয় ফাইবারের পরিমাণ নির্দিষ্ট FRC কর্মক্ষমতা মানদণ্ডের উপর নির্ভর করে। প্লাস্টিক সংকোচন নিয়ন্ত্রণকারী মাইক্রোফাইবারগুলির জন্য, ক্র্যাক হ্রাস অনুপাত (CRR) নির্দেশিকা ডোজ নির্ধারণ প্রতি ASTM C1579। শক্ত কংক্রিটে ম্যাক্রোফাইবারগুলির জন্য, উপাদানের ধরন/বেধ, কংক্রিটের শক্তি, শক্তিবৃদ্ধিকরণের প্রয়োজনীয়তা এবং বিবেচনা করে ডোজগুলি নির্দিষ্ট অবশিষ্ট শক্তি (ASTM C1399), ক্র্যাক-পরবর্তী সমতুল্য নমনীয় শক্তি (ASTM C1609), বা শক্তি শোষণ ক্ষমতা (ASTM C1550) পূরণ করা উচিত।
অনেক সরবরাহকারী উপযুক্ত ডোজ গণনা করার জন্য ডিজাইন টুল (বিশেষ করে স্ল্যাবের জন্য) প্রদান করে।
স্ল্যাবগুলির জন্য, ন্যূনতম ডোজগুলি সাধারণত প্রয়োজনীয়তা বা শিল্পের মান পূরণের জন্য প্রমিত পণ্য পরীক্ষার উপর ভিত্তি করে নির্মাতারা দ্বারা প্রতিষ্ঠিত হয়।
কম্পোজিট মেটাল ডেকের জন্য ANSI/SDI C-2017 সিনথেটিক ফাইবারগুলির জন্য 4.0 lb/yd³ (2.4 kg/m³) এবং স্টিল ফাইবারগুলির জন্য 25.0 lb/yd³ (14.8 kg/m³) তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণের জন্য ব্যবহার করার সময় ম্যাক্রোফাইবার ডোজ নির্দিষ্ট করে৷ UL প্রয়োজনীয়তার অধীনে, সিন্থেটিকের জন্য উপরের সীমা 5.0 lb/yd³ (3.0 kg/m³) এবং স্টিল ফাইবারের জন্য 66.0 lb/yd³ (39.2 kg/m³)। ফাইবার শক্তিবৃদ্ধি বর্তমানে যৌগিক ডেক সমাবেশে নেতিবাচক মুহূর্ত ইস্পাত প্রতিস্থাপন করে না।
প্রস্তুতকারকের সুপারিশ বা কোডের প্রয়োজনীয়তার নীচে ডোজ পরামর্শ দেওয়া হয় না। অ্যাপ্লিকেশন বা ডোজ সম্পর্কে অনিশ্চিত হলে ইঞ্জিনিয়ারদের ফাইবার নির্মাতাদের সাথে পরামর্শ করা উচিত।
বিভিন্ন স্ট্রাকচারাল অ্যাপ্লিকেশানগুলিতে ম্যাক্রোফাইবার-রিইনফোর্সড কংক্রিটের জন্য বেশ কয়েকটি উত্স ডিজাইন নির্দেশিকা প্রদান করে:
ফাইবার নির্মাতারা অতিরিক্ত পণ্য-নির্দিষ্ট নির্দেশিকা অফার করতে পারে।
ম্যাক্রোফাইবার FRC স্পেসিফিকেশনগুলি পারফরম্যান্স-ভিত্তিক এবং অ্যাপ্লিকেশন-নির্দিষ্ট হওয়া উচিত, ACI 544.4R থেকে অনুমোদিত পদ্ধতিগুলি ব্যবহার করে বৈশিষ্ট্যগত পরামিতিগুলি গণনা করার জন্য যেমন:
নমুনা স্পেসিফিকেশন: "ফাইবার ডোজ 4,000 psi (28 MPa) কংক্রিটে ন্যূনতম 200 psi (1.4 MPa) অবশিষ্ট শক্তি প্রদান করবে।" প্রাসঙ্গিক ASTM মান অনুযায়ী প্রস্তুতকারকের পরীক্ষার ডেটার মাধ্যমে সম্মতি যাচাই করা উচিত।
শটক্রিটের জন্য, ফাইবার-রিইনফোর্সড শটক্রিট (FRS) কর্মক্ষমতা শক্তি শোষণ ক্ষমতা (ASTM C1550 বা EN 14488-5) দ্বারা নির্ধারিত হয়। নমুনা স্পেসিফিকেশন: "ফাইবার ডোজ 4,000 psi (28 MPa) শটক্রিটে 7 দিনে সর্বনিম্ন 280 J শক্তি শোষণ প্রদান করবে।"
FRC-এর ক্র্যাক-পরবর্তী কর্মক্ষমতা ASTM C1609, C1399, বা C1550 (শক্তি শোষণ) এর মাধ্যমে মূল্যায়ন করা যেতে পারে। নির্দেশিকা জন্য ACI 544.4R রেফারেন্স, নকশা অভিপ্রায় এবং প্রয়োজনীয় কর্মক্ষমতা স্তরের উপর ভিত্তি করে ইঞ্জিনিয়ারদের উপযুক্ত মান নির্ধারণ করা উচিত।
উন্মুক্ত পরিবেশে কংক্রিটের পৃষ্ঠের কাছাকাছি কিছু ফাইবার (যেমন, ইস্পাত) ক্ষয় হতে পারে। যদিও এই ধরনের স্থানীয় জারা কাঠামোগত অখণ্ডতার সাথে আপস করে না, এর নান্দনিক প্রভাব আগে থেকেই মূল্যায়ন করা উচিত। কৃত্রিম এবং প্রাকৃতিক ফাইবারগুলি অ-ক্ষয়কারী এবং রাসায়নিকভাবে নিষ্ক্রিয়, পরিবেশগত অবস্থার দ্বারা প্রভাবিত হয় না।
যদিও ফাইবারগুলি সাধারণত কংক্রিটের প্রথম ফাটল নমনীয় শক্তি বাড়ায় না (ফাটলের মডুলাস, ASTM C78), তারা স্ল্যাবের নমনীয় ক্ষমতা এবং ক্লান্তি শক্তি বাড়ায়। উপযুক্ত ফাইবার-নির্দিষ্ট দৃঢ়তা মান নকশা লোড সমর্থন করার জন্য পাতলা কংক্রিট বিভাগ সক্ষম করে।
এএনএসআই/এসডিআই সি-2017 ইস্পাত বা সিন্থেটিক ম্যাক্রোফাইবারকে অনুমতি দেয় (উৎপাদক-নির্ধারিত ডোজ ন্যূনতম প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে) ফাটল নিয়ন্ত্রণের জন্য ওয়েল্ডেড ওয়্যার রিইনফোর্সমেন্ট (WWR) প্রতিস্থাপনের জন্য, কাঠামোগত চাপ প্রতিরোধের নয়।
UL এবং ICC-ES মূল্যায়নের অধীনে, কিছু মাইক্রোফাইবার নির্দিষ্ট ফায়ার-রেটেড মেঝে/সিলিং অ্যাসেম্বলিতে WWR বিকল্প হিসাবে স্বীকৃত।
এই ঐতিহাসিক সমস্যাটি প্রাথমিকভাবে সিন্থেটিক মাইক্রোফাইবারগুলির সাথে ঘটেছিল যখন অনুপযুক্ত ফিনিশিং কৌশলগুলি ব্যবহার করা হয়েছিল। আধুনিক মনোফিলামেন্ট মাইক্রোফাইবার (সাধারণত 1.0–1.5 পাউন্ড/yd³ বা 0.6–0.9 kg/m³ পর্যন্ত সীমাবদ্ধ) এবং ম্যাক্রোফাইবারগুলি এই প্রভাবকে কমিয়ে দেয়। সঠিক মিশ্রণ, বসানো এবং সমাপ্তি চমৎকার পৃষ্ঠতল উত্পাদন করে। সারফেস ফাইবার প্রোট্রুশন স্ল্যাবের অখণ্ডতার সাথে আপস করে না- নান্দনিক উদ্বেগ দেখা দিলে গোলাপের টর্চগুলি উন্মুক্ত ফাইবারগুলিকে গলিয়ে দিতে পারে।
যদিও কিছু সিনথেটিক্স (যেমন, নাইলন) অল্প পরিমাণে ব্যাচের জল শোষণ করে, সাধারণ পলিপ্রোপিলিন/পলিথিন ফাইবারগুলি হাইড্রোফোবিক। উচ্চ মাত্রায় আপাত মন্দা হ্রাসের ফলে তন্তুগুলি জল শোষণের পরিবর্তে সমন্বিত এজেন্ট হিসাবে কাজ করে।
জল যোগ করা কংক্রিটের শক্তি হ্রাস করে। যখন উচ্চ ফাইবার সামগ্রী কার্যক্ষমতাকে প্রভাবিত করে, তখন রাসায়নিক মিশ্রণ - অতিরিক্ত জল নয় - ব্যবহার করা উচিত।
আদর্শ সংযোজন পয়েন্টগুলি ফাইবারের আকৃতি, দৃঢ়তা এবং ডোজ অনুসারে পরিবর্তিত হয়- কিছু প্রথম উপাদান হিসাবে সেরা কাজ করে, অন্যগুলি সমস্ত উপকরণ লোড হওয়ার পরে। প্রস্তুতকারকরা নির্দেশিকা প্রদান করতে পারেন, প্রাক-প্রকল্প ট্রায়ালের সাথে সর্বোত্তম সংযোজন সময় এবং মিশ্রণের সময়কাল নির্ধারণের জন্য সুপারিশ করা হয়।
সাধারণ কংক্রিটের জন্য, সমস্ত উপাদান যোগ করার পরে 4-5 মিনিট মেশানোর জন্য সাধারণত রেডি-মিক্স অপারেশনের জন্য সুপারিশ করা হয়।
সমস্ত ফাইবারের প্রকারগুলি অপর্যাপ্ত মিশ্রণ, অনুপযুক্ত সিকোয়েন্সিং, বা অতিরিক্ত শুষ্ক মিশ্রণের কারণে কোট ফাইবারগুলিতে পর্যাপ্ত জরিমানা না থাকার কারণে বল হতে পারে। প্রি-প্রকল্প ট্রায়ালগুলি উদ্দেশ্যযুক্ত ফাইবারের প্রকার এবং ডোজের সাথে মিশ্রণের সামঞ্জস্যতা যাচাই করতে সহায়তা করে।
মন্দা প্রভাব নির্ভর করে:
নোট করুন যে স্লাম্প শঙ্কু পরিমাপ ব্যাচের সামঞ্জস্যতা নির্দেশ করে, অগত্যা প্রকৃত কর্মক্ষমতা নয়। যদিও চাক্ষুষ মন্দা হ্রাস প্রদর্শিত হতে পারে, প্রকৃত কর্মক্ষমতা কম প্রভাবিত হতে পারে। প্রাক-প্রকল্প ট্রায়ালগুলি নির্ধারণ করে যে কার্যযোগ্যতা সমন্বয় প্রয়োজন কিনা।
মাইক্রোফাইবারগুলি প্রতি পাউন্ডে উচ্চতর ফাইবার গণনার কারণে সমতুল্য দৈর্ঘ্য-থেকে-ব্যাস অনুপাত এবং ডোজগুলিতে ম্যাক্রোফাইবারগুলির চেয়ে বেশি মন্দাকে প্রভাবিত করতে পারে। সাধারণতঃ
প্লাস্টিকাইজার (মাঝারি বা উচ্চ-পরিসরের জল হ্রাসকারী) মন্দা ক্ষতি পূরণ করা উচিত। পর্যাপ্ত পেস্ট সামগ্রী নিশ্চিত করতে উচ্চ মাত্রায় মিশ্রণের সমন্বয় প্রয়োজন হতে পারে। শক্তি হ্রাস এবং পৃথকীকরণ রোধ করতে অতিরিক্ত জল এড়িয়ে চলুন।
ম্যাক্রোফাইবারগুলি সাধারণত বায়ুর উপাদান বা সংকোচনের শক্তিকে বিরূপভাবে প্রভাবিত করে না। অনুভূত পরিবর্তনগুলি প্রায়শই অতিরিক্ত মিশ্রণ, জল যোগ করা, তাপমাত্রার তারতম্য বা সমষ্টিতে ভুল আর্দ্রতা পরিমাপ থেকে উদ্ভূত হয়। বায়ুর ওঠানামা প্রকৃত মন্দা পরিবর্তনের সাথেও সম্পর্কিত হতে পারে। কিছু ঐতিহাসিক ফাইবার পৃষ্ঠ চিকিত্সা অবাঞ্ছিত বায়ু প্রবর্তন করতে পারে, কিন্তু এটি এখন বিরল।
ইউনিট ওজন পরিবর্তন ফাইবার প্রকার এবং মিশ্রণ নকশা সমন্বয় উপর নির্ভর করে। সিন্থেটিক ফাইবার সাধারণত একক ওজন পরিবর্তন করে না যদি বাতাসের উপাদান স্থির থাকে। উচ্চ-ঘনত্বের ইস্পাত ফাইবারগুলি ভলিউম ভগ্নাংশ এবং মিশ্রণ সমন্বয়ের উপর নির্ভর করে ইউনিট ওজন বাড়াতে পারে।
সাধারণ-ওজন কংক্রিটে, সঠিকভাবে আনুপাতিক এবং মিশ্র তন্তুগুলি বস্তুগত নির্দিষ্ট মাধ্যাকর্ষণ এবং মিশ্র কংক্রিটের সান্দ্রতার কারণে ভাসতে বা ডুবে যায় না। ফাইবারগুলি আসলে বৃহত্তর সমষ্টিকে স্থগিত করতে এবং পৃথকীকরণ রোধ করতে সহায়তা করে।
সাধারণত সামঞ্জস্যপূর্ণ, কিন্তু কিছু ফাইবার প্রসেসিং এইড বা স্পিন ফিনিশ অন্যান্য কংক্রিট রাসায়নিককে প্রভাবিত করতে পারে। সর্বদা ফাইবার প্রস্তুতকারকদের সাথে যাচাই করুন।