คอนกรีตเสริมใยแก้วได้รับความนิยมในการก่อสร้างสำเร็จรูปอย่างยั่งยืน

อุตสาหกรรมก่อสร้างเผชิญกับโจทย์ที่ไม่เคยมีมาก่อน: กฎระเบียบสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดมากขึ้น, ค่าวัสดุที่เพิ่มขึ้น, และความต้องการที่เพิ่มขึ้นสําหรับการแก้ไขการก่อสร้างที่ยั่งยืนและทนทานในกรณีนี้, คอนกรีตเสริมใย (FRC) ได้ปรากฏขึ้นเป็นแรงก่อการเปลี่ยนแปลงในการผลิตคอนกรีตถักรัง, ส่งผลงานที่ดีกว่าและประโยชน์ทางเศรษฐกิจที่กําลังเปลี่ยนรูปแบบของภาค.

การก่อสร้างยังคงเป็นหนึ่งในผู้ส่งผลต่อการบริโภคทรัพยากรและการทําลายสิ่งแวดล้อมที่ใหญ่ที่สุดในโลก การผลิตคอนกรีตแบบดั้งเดิมต้องใช้ปริมาณซีเมนต์จํานวนมากซึ่งกระบวนการผลิตมีส่วนประมาณ 8% ของการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ทั่วโลกในขณะเดียวกัน การผลิตเหล็กเสริมท่อ ใช้พลังงานและแร่ธาตุที่สําคัญในขณะที่ผลิตขยะที่สําคัญกับการจัดสรรวัตถุดิบที่ลดลง และราคาเหล็กที่ปรับปรุงคอนกรีตเสริมใยเป็นทางเลือกที่เป็นไปได้ ที่ตอบสนองความต้องการโครงสร้างในขณะที่ลดผลกระทบและค่าใช้จ่ายต่อสิ่งแวดล้อม

โดยการนําเส้นใยแยกแยก (เหล็ก, โพลีโปรพีเลน, กระจก, หรือวัสดุสังเคราะห์) ลงในเมทริกซ์คอนกรีต, FRC จะบรรลุคุณสมบัติทางเครื่องกลที่ท้าทายคอนกรีตเสริมเหล็กแบบดั้งเดิม:

• ความทนทานต่อการแตกเพิ่มขึ้นสายใยสร้างเครือข่ายการสนับสนุนสามมิติ ที่กระจายความเครียด และยับยั้งการแพร่กระจายของรอยแตก จากการหดตัวของพลาสติก การหดตัวจากการแห้ง และการบกพร่องโครงสร้าง
• ความทนทานที่ดีขึ้นความกว้างของรอยแตกที่ลดลง ทําให้น้ําและสารเคมีที่ผ่านเข้าไปลดลง เพิ่มความทนทานต่อการหมุนเวียนการแข็งและการละลาย
• การลดน้ําหนัก:ความแข็งแรงในการดึงที่สูงขึ้นทําให้มีส่วนบางกว่า, ลดการใช้งานวัสดุและค่าขนส่ง
• ประสิทธิภาพการก่อสร้างกําจัดการวางแผ่นเสริมเหล็กที่ใช้เวลามาก ทําให้ระยะเวลาโครงการเร่งขึ้นถึง 30% ในแอปพลิเคชั่นที่ทําแบบเรียบร้อย
• ความยืดหยุ่นในการออกแบบทําให้มีกณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน และองค์ประกอบส่วนบาง ที่เป็นไปไม่ได้กับการเสริมแบบปกติ

อุตสาหกรรมพรีฟาสต์ได้กลายเป็นผู้ได้รับประโยชน์หลักจากเทคโนโลยี FRC โดยมีการใช้งานที่สําคัญ เช่น

• โครงสร้างภายใต้ดิน:ระบบระบายน้ําพายุ ท่อระบายน้ําและท่อระบายน้ําได้รับประโยชน์จากความทนทานต่อการกัดกร่อนและการควบคุมรอยแตกของ FRC
• องค์ประกอบสถาปัตยกรรม:คอนกรีตเสริมเหล็กจากใยแก้ว (GFRC) ทําให้มีแผ่นหน้าผนังเบาและลักษณะตกแต่งที่มีประสิทธิภาพทางความร้อนสูง
• องค์ประกอบโครงสร้าง:กําแพงแบบถูกล้าง, รางสะพาน, และโครงสร้างจอดรถใช้เส้นเหล็กเพื่อเสริมเสริมการตัดและความทนต่อการชน
• การเก็บน้ํา:สายใยสังเคราะห์ในถังและถังเก็บน้ําป้องกันการรั่วไหลในขณะที่กําจัดความกังวลเกี่ยวกับการกัดกร่อน

ผลิตจากคาร์บอนหรือสแตนเลสในกณิตศาสตร์ที่แตกต่างกัน (ขนม, ตรง, หรือบิด) เหล่านี้ให้ความสามารถโครงสร้างสูงสุดสายใยเหล็กตอนนี้เสริมสร้างพื้นฐานสําคัญ ด้วยความแข็งแรงในการดึงมากกว่า 1,000 MPa

ไมโครไฟเบอร์พอลิโพรพีเลน (12-19 มม.) ควบคุมการสับสนของพลาสติก ขณะที่ไมโครไฟเบอร์ (38-50 มม.) ให้ผลงานโครงสร้างที่ 1/5 ของน้ําหนักของเหล็กเหล็กเท่ากันลักษณะที่มันไม่เกรี้ยว ทําให้มันเหมาะสมสําหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง.

ใยแก้วที่ทนทานแอลคาลีผลิตแผ่นผนังสถาปัตยกรรมบางมาก (10-15 มม) ที่มีความแข็งแรงในการบิดสูงและมีความหลากหลายในการออกแบบ

ASTM C1765 (2013) กําหนดมาตรฐานการทํางานสําหรับ FRC เหล็กในโครงสร้างระบายน้ํา, ในขณะที่ ACI 544.4R ให้วิธีการออกแบบสําหรับการแทนที่เส้นใยเพื่อการเสริมเหล็ก. ปริมาตรสําคัญประกอบด้วย:

• การทดสอบความแข็งเหลือตาม ASTM C1609
• การคํานวณความจุของกระแสเทียบเท่า
• การควบคุมคุณภาพการกระจายเส้นใย
• การปรับความสามารถในการทํางานโดยใช้ Superplasticizers

การวิเคราะห์วงจรชีวิตแสดงถึงข้อดีของ FRC:

• การลดต้นทุนของวัสดุ 30-50% เมื่อเทียบกับการเสริมเหล็กแบบปกติ
• คาร์บอนในระบบไฟเบอร์ไฮบริดลดลง 60%
• อายุการใช้งานต่อเนื่อง (75+ ปี)
• ความต้องการในการบํารุงรักษาและซ่อมแซมที่ลดลง

การวิจัยที่กําลังดําเนินอยู่เน้น:

• Smart FRC พร้อมเซ็นเซอร์ที่ติดตั้งสําหรับการติดตามสุขภาพโครงสร้าง
• สายใยที่มีประสิทธิภาพสูง (คาร์บอน, บาซัลต์, PVA) สําหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
• การบูรณาการพิมพ์ 3 มิติสําหรับกณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน
• การประยุกต์ใช้เศรษฐกิจหมุนเวียน

เมื่อการตั้งมาตรฐานและการศึกษากรณีเพิ่มขึ้น คอนกรีตเสริมเหล็กด้วยเส้นใยจะกลายเป็นตัวเลือกโดยกําหนด สําหรับการก่อสร้างแบบถ่วงใยที่ยั่งยืนทั่วโลก