تفاوت الیاف های میکرو و ماکرو پلیمری ,

برای مصرف در بتن دانستن اینکه الیاف‌ پلیمری یا مصنوعی به دو بخش میکرو و ماکرو تقسیم می‌شوند مهم است، زیرا هر کدام دارای مشخصات و ویژگی‌های متفاوتی هستند. الیاف‌ پلیمری میکرو حدود 35 سال پیش برای کاهش ترک‌های پلاستیک ناشی از جمع‌شدگی در بتن معرفی شدند و تا کنون هم به صورت گسترده استفاده شده اند. گسترش بیشتر در سال‌های اخیر در الیاف‌ پلیمری منجر به تولید الیاف‌ پلیمری سازه ای (ماکرو) شد، که از حدود 15 سال پیش برای کنترل ترک‌های بتن سخت شده و جایگزینی میلگرد و الیاف فولادی استفاده می‌شوند.

ویژگی های اصلی الیاف

ویژگی‌هایی که باعث منحصربفردکردن و تمایز یک الیاف نسبت به الیاف‌ دیگر می‌شود شامل موادی معروف به اصول چهارگانه C است که عبارتند از:

الف- پیکربندی و شکل الیاف  ب- مواد اولیه سازنده الیاف  ج- تعداد رشته‌های الیاف موجود در حجم بتن  د- طول و قطر الیاف

الف- پیکر بندی و شکل - Configuration

شکل الیاف یکی از اساسی‌ترین و مهمترین جنبه‌های هر نوع الیاف است. الیاف‌ تک رشته ای که دارای قطر بسیار نازکی می‌باشند و به شکل دوار مانندی هستند، همانند الیاف‌ سنگین تر و بدشکل در بتن نامتقارنی ایجاد نمی‌کنند. از الیاف‌ تک رشته ای عادی نمی‌توان انتظار داشت که به عنوان یک جایگزین برای باربری و آرماتور سازه ای عمل کنند، اما می‌توانند منجر به کاهش ترک‌های ناشی از جمع شدگی شوند و در لبه‌ها و کناره‌های کار از خوردگی محافظت کنند. الیاف‌ با تارهای به شکل شبکه دارای مقاومت بسیار بیشتری می‌باشند و در نتیجه، توانایی خود را در کنترل جمع شدگی ناشی از سخت شدن بتن ثابت کرده‌اند. برای به حداکثر رساندن مقاومت بتن پس از ایجاد ترک، در برخی موارد ترکیبی از الیاف تک رشته ای و شبکه ای به طور همزمان نتایج بسیار مثبتی ایجاد می‌کند.

ب- شیمی (مواد اولیه) - Chemistry

اگر از الیاف انتظار داشته باشیم که در محیط‌های تهاجمی قلیایی بتن مقاوم باشد، آنگاه مواد شیمیایی تشکیل دهنده الیاف بسیار مهم و حائز اهمیت می‌باشند. در این بین لازم است کاربرد برخی الیاف مصنوعی که دوام و مقاومت خوبی در محیط های قلیایی ندارند با تامل بیشتری انجام شود.

ج- تعداد رشته‌های الیاف موجود در حجم بتن - Content 

با توجه به مقدار طول و قطر هر الیاف، نسبت طول به قطر آن یا Aspect ratio تعیین می‌گردد که اگر الیاف دارای مقاومت حداقل استاندارد باشد، آنگاه الیاف با نسبت طول به قطر بیشتر می‌تواند تعداد رشته تارهای بیشتری در حجم بتن پخش کند و عوامل کنترل کننده جمع شدگی بتن را بیشتر و مطمئن تر ایجاد کند.

د- طول مناسب – Correct Length

با هر رشته الیاف، طول باند بحرانی -که حداکثر طول پوشش دهنده الیاف در دو طرف از یک ترک بالقوه است- برای عملکرد بلند مدت در بتن بسیار حائز اهمیت است. بدیهی است که الیاف‌ طویل‌تر بهتر می‌توانند نسبت به الیاف کوتاه که تسلط خود را زود از دست می‌دهند، درون مخلوط بتن بافته و قفل شوند. البته طول الیاف تا مقدار مشخصی می‌تواند بلند باشد چون ممکن است از آن بیشتر دچار مشکل گلوله ای شدن در بتن هنگام اختلاط شود. مطابق گزارش های انجمن بتن امریکا مقدار طول ماکزیمم الیاف نباید از 64 میلیمتر تجاوز کند.

مزایای الیاف پلیمری ماکرو

محققین گزارش کرده اند که الیاف پلیمری سازه ای با جنس پلی پروپیلن باعث بهبود شکل پذیری خمشی، مقاومت فشاری (در برخی موارد)، طاقت، مقاومت کششی، مقاومت در برابر ورقه ای و پوسته ای شدن، مقاومت خمشی و دوام و طول عمر بتن می‌گردد. علاوه بر این ها، باعث کاهش جمع شدگی‌های پلاستیکو بهبود نفوذپذیری بتن می‌شود و قادر است تا فشار بخار موجود در بتن که در اثر آتش سوزی در دماهای بالا ایجاد می‌شود را بوسیله منافذی که برای خروج بخار آب در اثر آب شدن الیاف در بتن ایجاد می‌شود، کاهش دهد و به این وسیله باعث کاهش معضل ورقه ای و پوسته ای شدن بتن در اثر آتش سوزی و جلوگیری از خرابی سازه و عضو شود.

گسترش مقدار مصرف بتن الیافی و مخصوصا الیاف ماکروسینتتیک در سطح دنیا، و اثبات تاثیر بسیار مثبت این الیاف بر روی خواص بتن باعث شد تا سرانجام کمیته اجرایی انجمن بتن امریکا (ACI) در راهنمای طراحی دال‌های بتنی روی زمین (ACI 360R-10)، از الیاف‌ ماکروسینتتیک به عنوان جایگزین آرماتورهای حرارتی، مش بندی و الیاف‌ فلزی نام ببرد. کاربرد این الیاف‌ در مواردی همچون کفسازی‌های صنعتی، سقف‌های عرشه فولادی، شاتکریت، قطعات پیش ساخته بتنی، روسازی‌های بتنی، سرریز سدها و... است.