مهندسان الیاف مصنوعی را به جای مش سیم در بتن ترجیح می دهند

کنترل ترک در سازه های بتنی مسلح مدت هاست که یک تمرکز حیاتی در مهندسی بوده است. به طور سنتی، مش فولادی جوش داده شده به طور گسترده در بتن ریزی روی عرشه های فلزی به عنوان آرماتور ثانویه برای به حداقل رساندن ترک خوردگی استفاده می شود. با این حال، پیشرفت در علم مواد، الیاف مصنوعی - به ویژه الیاف مصنوعی ماکرو - را به عنوان یک جایگزین ایمن تر، اقتصادی تر و موثرتر قرار داده است. این مقاله مزایای الیاف مصنوعی در سازه های بتنی را بررسی می کند، آنها را با مش فولادی سنتی مقایسه می کند و عملکرد آنها را در ایمنی، هزینه و راندمان ساخت و ساز ارزیابی می کند.

روش مرسوم برای ساخت دال های بتنی روی عرشه های فلزی شامل تیرهای فولادی سازه ای و عرشه فلزی به عنوان یک پلت فرم پشتیبانی است که به دنبال آن بتن ریزی می شود. مش فولادی جوش داده شده در بتن تعبیه شده است تا انقباض اولیه و ترک های تنش حرارتی را کنترل کند. در حالی که مش فولادی آرماتور ثانویه (غیر سازه ای) را برای محدود کردن انتشار ترک و افزایش دوام فراهم می کند، محدودیت های ذاتی را به همراه دارد:

• خطرات ایمنی: مش فولادی در هنگام جابجایی، برش و نصب خطراتی را به همراه دارد، لبه های تیز خطر بریدگی و آسیب های سوراخ شدن را برای کارگران افزایش می دهد.
• نصب پر زحمت: فرآیند قرار دادن و محکم کردن مش فولادی برای حفظ موقعیت در هنگام بتن ریزی، پیچیدگی و هزینه های زمانی را اضافه می کند.
• کنترل ترک محدود: مش فولادی در درجه اول به ترک های سطحی می پردازد و حداقل اثربخشی را در برابر شکستگی های عمیق تر دارد. اندازه های شبکه ثابت و قطر سیم ها عملکرد بهینه را بیشتر محدود می کند.
• آسیب پذیری خوردگی: قرار گرفتن در معرض رطوبت زنگ زدگی را تسریع می کند، که کارایی آرماتور را به خطر می اندازد و طول عمر سازه را کاهش می دهد.

الیاف مصنوعی ماکرو که از مواد پلیمری مهندسی شده اند، مقاومت، مدول و مقاومت در برابر خوردگی بالایی را ارائه می دهند. هنگامی که در بتن مخلوط می شوند، مقاومت در برابر ترک، عملکرد ضربه و دوام را افزایش می دهند. مزایای کلیدی نسبت به مش فولادی عبارتند از:

• مقاومت در برابر ترک برتر: شبکه فیبر سه بعدی تنش های داخلی را پراکنده می کند و از شروع و رشد ترک جلوگیری می کند. مقاومت کششی و مدول بالای الیاف ماکرو ظرفیت باربری را بهبود می بخشد و عرض و فراوانی ترک را کاهش می دهد.
• دوام افزایش یافته: برخلاف فولاد، الیاف مصنوعی در برابر خوردگی مقاوم هستند و یکپارچگی ساختاری را حفظ می کنند و در عین حال نفوذپذیری بتن را به عوامل مضر کاهش می دهند.
• مقاومت در برابر ضربه بهبود یافته: الیاف انرژی جنبشی را جذب می کنند و از انتشار سریع ترک تحت بارهای دینامیکی جلوگیری می کنند - برای پل ها، تونل ها و سازه های پر ترافیک بسیار مهم است.
• صرفه جویی در هزینه و زمان: اختلاط مستقیم در بتن، نصب دستی مش را حذف می کند، ساعت کار را کاهش می دهد و تدارکات را ساده می کند. الیاف سبک وزن نیز هزینه های حمل و نقل را کاهش می دهند.
• ایمنی محل کار: الیاف نرم و انعطاف پذیر خطرات آسیب مرتبط با لبه های تیز فولادی را از بین می برند و سوابق ایمنی در محل را بهبود می بخشند.

الیاف مصنوعی توسط سازمان های استاندارد پیشرو، از جمله موسسه عرشه فولادی (SDI)، آزمایشگاه های Underwriters (UL)، ASTM International و موسسه بتن آمریکا (ACI) به رسمیت شناخته شده اند. دستورالعمل های آنها عملکرد فیبر و پروتکل های کاربردی را تأیید می کند و از قابلیت اطمینان فنی اطمینان حاصل می کند.

دال های کف مرتفع و عرشه های پل به طور فزاینده ای از الیاف مصنوعی برای جایگزینی مش فولادی استفاده می کنند. پروژه های مستند شده بهبودهای قابل اندازه گیری در کنترل ترک، طول عمر و راندمان هزینه را نشان می دهند و در عین حال جدول زمانی ساخت و ساز را تسریع می کنند.

الیاف مصنوعی نشان دهنده یک پیشرفت متحول کننده در آرماتور بتن است که مقاومت در برابر ترک، دوام و راندمان عملیاتی بی نظیری را ارائه می دهد. با پیشرفت علم مواد، احتمالاً پذیرش آنها گسترش می یابد و راه حل های ایمن تر و پایدارتری را برای چالش های ساخت و ساز مدرن ارائه می دهد.