الیاف سنتتیک

مواد و الیاف افزودنی به بتن

در گذشته های دور در کشورهای پیشرفته اروپایی در ساختمان سازی به جای استفاده از میل‌گرد، از الیاف های مختلفی برای استحکام و دوام بتن ها استفاده می شد. چند سالی  است که کشور ما ایران هم توانسته از این الیاف در بتن سازی استفاده کرده و ماندگاری و استحکام بتن را افزایش دهد. یکی از بهترین الیاف که می‌تواند جایگزین میل‌گردها شود، الیاف سنتتیک است که از متریال های پلیمری تولید می شود. دارای خواص فوق‌العاده‌ای است که نسبت به دیگر الیاف موجود مقاومت کششی بسیار زیادی دارد

الیاف سنتتیک چیست؟

از انواع الیاف های مصنوعی است که در ساختمان سازی ها به جای میل‌گرد در ساخت بتن مسلح شده، استفاده می شود. یکی از انواع بهترین الیاف های مصنوعی در بازار است که خاصیت پلیمری دارد. این الیاف یا همان فیبرهای مصنوعی از پلیمرهای متنوعی مانند نایلون، پلی اکریلونیتریل، پلی‌استر و پلی‌پروپیلن تولید می شوند که دارای خاصیت های متفاوتی هستند.

الیاف سنتتیک در برابر آب بسیار مقاوم بوده و در برابر حرارت، سایش و خوردگی و شعله هم مقاومت خوبی دارد. به همین دلیل در صنایعی مانند الکترونیکی، پوشاک، خودروسازی، بسته بندی و… مورد استفاده قرار می‌گیرد. این الیاف در دو دسته مصنوعی و الیاف مصنوعی تقویت شده طبقه بندی شده است. وزن کمی دارد و دارای انعطاف پذیری، مقاومت به شکست و خوردگی، مقاومت در برابر مواد شیمیایی، پایداری ابعادی است و توانایی تولید به روش پیچیده و ساختارهای متنوع را دارد.

مزایای استفاده از الیاف های سنتتیک

استفاده از این الیاف مصنوعی در بیشتر صنایع افزایش پیدا کرده؛ زیرا خاصیت های زیادی دارد. از جمله مزایای استفاده آن در بتن مسلح شده شامل موارد زیر است:

افزایش مقاومت به ضربه

الیاف سنتتیک موجب افزایش مقاومتی بتن در برابر هر ضربه ای است و بتنی که با این الیاف مسلح شده است، توانایی تحمل ضربه های زیادی را دارد.

افزایش مقاومت کششی و خمشی

این الیاف مقاومت بتن را در مقابل کشش و خمش بیشتر می‌کند و بتن مسلح شده به این الیاف تحمل بارهای زیادی را دارد.

کاهش هزینه ها

با استفاده کردن از این الیاف مصنوعی هزینه‌های ساخت بتن هم کمتر می شود و نیاز به مصالح دیگری مانند فولاد کمتر می‌شود.

کاهش ترک ها

الیاف سنتتیک ترک‌های بتن را کمتر می‌کند و باعث جلوگیری از به وجود آمدن ترک‌های پیشرفته و عمیق تر در بتن می شود.

افزایش مقاومت در برابر حرارت

این الیاف باعث مقاومت بتن در برابر حرارت شده و بتن مسلح شده با این الیاف دارای تحمل دمای بالاتر را هم دارد.

کاهش وزن

با استفاده از این الیاف سنتتیک موجب کمتر شدن وزن بتن می شود و بتن مسلح شده به این الیاف سبک‌تر و حمل آن راحت‌تر است.

کاربرد الیاف های سنتتیک

با توجه به مزایای فوق العاده ای که این الیاف در ساخت بتن دارد و در بیشتر صنایع از آن استفاده می شود و دارای کاربرد های زیادی نیز است. از جمله کاربردهای الیاف سنتتیک می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• برای تولید متریال های ساختمانی مانند آسفالت، عایق حرارتی و صوتی، بتن و … استفاده می شود.

• در صنعت پوشاک و تولید لباس های مختلف ورزشی، لباس های کار، لباس شنا و … کاربرد دارد.

• از الیاف سنتتیک برای تولید قطعه‌های الکترونیکی مثل باتری ها، کابل الکتریکی و… استفاده می شود.

• در بسته‌بندی‌ها و تولید بسته بندی های مواد غذایی مثل پلاستیک های غذایی و … کاربرد دارد.

• در تولید قطعات اتومبیل مانند کف‌پوش، صندلی، داشبورد و … مورد استفاده قرار می‌گیرد.

• این الیاف در تولید وسایل و تجهیزات ورزشی مانند راکت، کفش، توپ و … استفاده می شود.

• در تولید وسایل و مواد پزشکی مانند بانداژ، پانسمان، دستکش و … بسیار کاربرد دارد.

میزان مصرف و زمان استفاده از الیاف مصنوعی در بتن

استفاده و مصرف الیاف سنتتیک در بتن به عواملی مانند نوع الیاف، بتن و هدف  از استفاده آن بستگی دارد. این الیاف می تواند بهترین جایگزین فولاد در بتن باشد و در بعضی از موارد خواص بتن را هم بهبود می‌دهد. میزان مصرف این الیاف در بتن معمولا بین 0.5 تا ۳ درصد از میزان و حجم بتن است. بیشتر شدن اندازه الیاف سنتتیک موجب می‌شود خواص بتن مانند: مقاومت به ضربه، انعطاف پذیری و مقاومت به خمش آن بهبود پیدا کند.

البته باید توجه کرد که مصرف بیش از اندازه از الیاف احتمال دارد موجب کاهش بیشتر مقاومت فشاری بتن شود. پس اندازه مصرف این الیاف طبق نوع بتن و هدف استفاده مشخص می‌شود. این الیاف معمولا در زمانی که بتن تولید می شود به آن اضافه می گردد و یکی از مواد و متریال‌هایی است که در زمان طراحی و تولید بتن در نظر گرفته می شود. از جمله مواد افزودنی به شمار می رود که در مرحله مخلوط کردن بتن با دیگر مواد مخلوط می شود. هدف از اضافه کردن الیاف سنتتیک به بتن افزایش مقاومت و ایمنی بتن در مقابل خرابی‌ها و تنش های مختلف است.

انواع الیاف سنتتیک در بتن

این الیاف طبق تحقیقات که در صنعت پتروشیمی و نساجی انجام شده تولید شده است که در صنعت بتن‌سازی با فرمول های پلیمری آلی استفاده می‌شود. از بهترین نوع الیاف سنتتیک می توان موارد زیر را نام برد:

اکرلیک و آرامید

این الیاف شامل ۸۵ درصد کریلونیتریل است که در نساجی به کار می‌رود. جایگزین الیاف پنبه نسوز بوده و توانایی کشش بسیار بالایی دارد. الیاف آرامید نیز گران قیمتی است که کشش بالایی دارد و به دلیل قیمت زیاد مانع کاربرد آن در بتن سازی می شود.

کربن

از نمونه محکم ترین مصالح ساختمانی محسوب می شود که استحکام بسیار بالایی در برابر حرارت دارد که در قطعه های ضد آتش و انفجار استفاده می شود.

الیاف نایلون

این الیاف به اندازه پلیمر و طرز ساخت آن بستگی دارد. در دو مدل الیاف 6 و ۶۶ در بتن استفاده می شود که دارای خاصیت هایی مانند جذب، خاصیت مقاومت و لاستیکی در مقابل حرارت دارد.

الیاف پلی استر

از دیگر الیاف بتن است که در داخل میکسر بتن در کارگاه یا کارخانه ریخته می‌شود و خاصیت کششی و مقاومتی بتن را افزایش می‌دهد.

الیاف پلی‌اتیلن

این الیاف در مسلح سازی بتن بسیار کاربرد دارد و پلیمر هیدروکربنی است که برای اولین بار در شرکت ژاپنی ساخته شده و به صورت رشته های قطعه قطعه شده با غلظت زیاد در بتن سازی استفاده می شود.

الیاف پلی‌پروپیلن

این الیاف هم از پلیمر هیدروکربنی ساخته شده که از شکاف در بتن جلوگیری می کند. در زمان مصرف این الیاف نیاز به جذب آب اضافی در زمان بتن سازی نیست.

کلام آخر

به دلیل گرانی مواد اولیه الیاف طبیعی استفاده از آن سخت‌تر و کمتر شده است. به همین دلیل تولید الیاف مصنوعی که با مواد شیمیایی ساخته می شود، بیشتر شده و جایگزین مواد طبیعی شده است. یکی از این الیاف مصنوعی کاربردی، الیاف سنتتیک است.