الیاف شیشه ای در بتن

بیشتر تحقیقات انجام شده بر روی الیاف شیشه ای و بتن مسلح شده با الیاف شیشه ای به اوایل دهه 1960 بر می گردد.

تحقیقات انجام شده بر روی الیافی از جنس بوروسیلیکات با اسم تجاری پیرکس و الیاف شیشه ای از جنس کربنات سدیم، آهک، سیلیس بود. مقاومت GFRC های ساخته شده با الیاف مذکور پس از مدت نسبتا کوتاهی به علت محیط قلیایی ملات سیمان کاهش می یافت.

زیرا این دو نوع الیاف با توجه به درصد زیاد سیلیس در محیط های قلیایی ناپایدار بودند در نتیجه برای موارد مصرف طولانی مدت مناسب نبودند.

ادامه تحقیقات منجر به تولید الیاف شیشه ای مقاومت در برابر محیط های قلیایی و محصولات GFRC پایاتر شد.

بتن های تولید شده AR-GFRC نام گرفتند. این تحقیقات توسط موسسه تحقیقات ساختمانی انگلستان در سال 1967 آغاز شد.

سرانجام در سال 1971 برادران پیلکینگتون با همکاری موسسه تحقیقاتی ساختمان انگلستان حق انحصاری تولید محصولات الیاف شیشه ای مقاوم در محیط های قلیایی و توزیع آن به سرتاسر جهان را به نام خود ثبت کردند.

آن ها توانستند الیاف شیشه ای حاوی 16 درصد زیرکونیوم با مقاومت زیاد در مقابل محیط های قلیایی تولید کنند.

از آن پس استفاده از AR-glass در تولید GFRC افزایش یافت. در دهه 1970 اولین استاندارد مشخصات الیاف شیشه ای انتشار یافت و در دهه 1980 در دوازده پروژه ساختمانی که در آمریکا اجرا شده بود برای ساخت پانل های دیواری، از GFRC استفاده شد.

در دو دهه اخیر موارد مختلف استفاده از این محصولات به طور گسترده به وجود آمده است. امروزه انواع مختلفی از الیاف شیشه ای با خواص مختلف در جهان تولید می شود.

آخرین نسل الیاف شیشه ای AR-glass است که توسط دو شرکت بزرگ NEG و Cem-fill تولید و به تمام دنیا صادر می شود.

همان طور که قبلا ذکر شد در نسل جدید الیاف شیشه ای با اضافه کردن دی اکسید زیرکونیوم پایایی الیاف تولیدی، در برابر محیط های قلیایی به ویژه بتن افزایش می یابد.

روش اجرای بتن الیافی شیشه ای:
علت نام گذاری این نوع الیاف به الیاف شیشه ای داشتن پایه شیشه ای است.

الیاف شیشه ای از اکسیدهای متنوعی از قبیل اکسید سدیم، سیلیس، آهک و … ساخته شده اند.

فرآیند تولید الیاف شیشه را می توان به صورت زیر خلاصه نمود

آماده سازی مواد خام:
بیش از نیمی از مواد اولیه مورد استفاده، ماده سیلیسی است و قسمت اصلی هر نوع الیاف شیشه را تشکیل می دهد. سایر اجزا شامل مقادیر ناچیز سایر ترکیبات شیمیایی می باشند.

بخش اختلاط:
در این جا مواد با هم مخلوط شده برای قسمت کوره آماده می شوند.

ذوب کردن مواد:
دمای کوره به اندازه کافی زیاد است تا ماسه و سایر اجزا را ذوب کند و به صورت شیشه مذاب درآورد. سطح داخلی کوره با آجرهای مخصوصی ساخته شده است که در دورهای زمانی مشخص تعویض می شوند.

بخش بوشینگ:
شیشه مذاب روی سینی های پلاتینی مقاوم حرارتی متعدد، جریان پیدا می کند. در این سینی ها هزاران روزنه وجود دارد که بوشینگ نامیده می شوند.

تشکیل الیاف:
جریان شیشه مذاب از درون بوشینگ ها بیرون کشیده می شود و تا قطر معین نازک می شود. سپس توسط آب یا هوا خنک می شود تا الیاف تشکیل شود.

آهار زنی:
برای محفوظ ماندن الیاف از سایش به یکدیگر در طی فرآیند ساخت و کار و همچنین به منظور حصول اطمینان از چسبندگی الیاف به رزین، الیاف مو مانند با یک مخلوط شیمیایی مایع پوشش داده می شود.