Betoni i përforcuar me fibra i referohet materialit me bazë çimentoje me fibra ose pëlhurë si material përforcues. Betoni tradicional i përforcuar me çelik (SRC) ka rezistencë të lartë në shtypje, por ka disa probleme të tilla si rezistencë e ulët në tërheqje, rezistencë e dobët ndaj goditjes, çarje e lehtë dhe qëndrueshmëri e dobët. Materialet tekstile janë të lehta në peshë, të buta, të shkëlqyera në rezistencë ndaj korrozionit, rezistencë ndaj fortësisë dhe çarjeve. Ato përdoren në shumë struktura të mëdha dhe komplekse ose ndërtesa mbrojtëse speciale, dhe janë fokusi i kërkimit të materialeve moderne të ndërtimit.

Aktualisht, fibrat që përdoren zakonisht për të forcuar betonin janë fibrat metalike (fibrat e çelikut), fibrat inorganike, fibrat sintetike dhe fibrat bimore.

Me zhvillimin e teknologjisë së prodhimit, fibra sintetike është bërë materiali më i përdorur për përforcimin e ndërtesave për vetitë e saj të shkëlqyera fizike dhe kimike. Fibrat sintetike të përdorura zakonisht janë fibra e alkoolit polivinil (PVA), fibra e polipropilenit (PP), fibra e poliakrilonitrilit (PAN) etj. Më poshtë përqendrohet në kërkimin e materialeve të betonit të përforcuar me fibra sintetike.

fibër PVA

Krahasuar me fibra të tjera sintetike si fibra PP dhe fibra PAN, rezistenca në tërheqje e fibrave PVA me rezistencë të lartë dhe modul të lartë mund të arrijë 1500 MPa, që është ekuivalente me rezistencën në tërheqje të fibrave të çelikut me karbon të ulët (1000 ~ 2000 MPa). Përveç kësaj, fibra PVA e modifikuar ka rezistencë të mirë ndaj korrozionit dhe rezistencë të lartë kur kombinohet me matricën e çimentos. Mund të përmirësojë duktilitetin dhe fortësinë e betonit dhe të zvogëlojë çarjet. Zbatimi i saj në arkitekturë bazohet në fibrat KURALON™ K-ⅱ (fibra e re PVA) që janë përfaqësuese. Në praktikën e inxhinierisë së ndërtimit në Kinë, ka pasur raste të shtimit të sasisë së duhur të fibrave PVA me rezistencë të lartë dhe modul të lartë në beton. Për çdo metër kub betoni të përzier me 1 kg fibra PVA me rezistencë të lartë dhe modul të lartë, 20 ditë derdhje të vazhdueshme për të përfunduar një sipërfaqe dyshemeje prej 33000m2 në punishte, zgjidh në mënyrë efektive problemin e çarjeve të tkurrjes të shkaktuara nga tkurrja e hershme e betonit.

Kredia e imazhit: Kuraray

fibër PP

Fibra PP është e lehtë dhe e lirë, me rezistencë të lartë në tërheqje, rezistencë të shkëlqyer ndaj goditjes dhe korrozionit, kështu që përdoret shpesh në digat e urave dhe strukturat rezistente ndaj erës për të parandaluar formimin e çarjeve dhe për të penguar zhvillimin e tyre, për të përmirësuar rezistencën ndaj ngrirjes dhe papërshkueshmërinë e ndërtesës. Hulumtimet tregojnë se fibra PP mund të përmirësojë vetitë mekanike dhe qëndrueshmërinë e betonit, ka një vlerë të mirë aplikimi, dhe fibra PP vendase ka performancë të shkëlqyer dhe çmim të ulët, kështu që mund të popullarizohet në aplikimet praktike inxhinierike. Aktualisht, fibra PP është përdorur në autostradën Chang-Jiu, autostradën Pekin-Fu-Sanming, autostradën Hebei Qing-Yin dhe në inxhinierinë e bodrumeve në zonën e Guangzhou, duke treguar përshkueshmëri të mirë dhe rezistencë ndaj çarjeve.

fibër PAN

Fibra PAN, me modul elastik, stabilitet të lartë kimik dhe rezistencë ndaj klimës në fibrat sintetike, të përdorura në beton mund të përmirësojnë rezistencën e tyre ndaj çarjeve, rezistencën ndaj ngricave dhe rezistencën ndaj korrozionit, kështu që fibra PAN po bëhet një lloj i ri i inxhinierisë së ndërtimit me fibra të përforcuara, të cilat mund të përdoren gjerësisht në rrugë, ura dhe struktura të tjera sipërfaqësore, projektet e ruajtjes së ujit dhe inxhinierinë e rajoneve të ftohta për ndërtimin e rrugëve.

Fibër POM

Fibra POM është një lloj fibre sintetike me performancë të lartë me veti të shkëlqyera gjithëpërfshirëse. Rrëshira POM tjerret dhe shtrihet për të përftuar fibra POM. Fibra POM ka rezistencë të shkëlqyer ndaj goditjes, gërryerjes dhe gërvishtjeve. Ka shumë lidhje eterike në strukturën e saj molekulare, e cila ka përputhshmëri të mirë me materialet me bazë çimentoje dhe forcë të lartë lidhëse, dhe ka potencial të madh në përmirësimin e performancës së materialeve të betonit. Megjithatë, procesi i prodhimit të saj është i monopolizuar nga vendet e huaja aktualisht. Kina duhet të forcojë kërkimin mbi procesin e prodhimit dhe përgatitjes së fibrave POM për të përmbushur kërkesën e tregut të betonit.

Fibra të tjera

Fibra e çelikut është fibra e parë e përdorur për të forcuar betonin dhe është gjithashtu fibra më e përdorur në betonin ultra të performancës së lartë. Rezistenca në tërheqje e fibrave të çelikut mund të arrijë 2500 MPa, gjë që mund të përmirësojë ndjeshëm rezistencën në tërheqje dhe rezistencën ndaj çarjeve të betonit. Megjithatë, shkalla e kombinimit të fibrave të çelikut dhe matricës së çimentos është e dobët, shtimi i tepërt i fibrave të çelikut është i lehtë për të shkaktuar problem të shpërndarjes së pabarabartë të fibrave, duke zvogëluar rrjedhshmërinë e betonit, kështu që sasia e inkorporimit të fibrave të çelikut është rreth 2%.

Fibra e karbonit është fibër inorganike me performancë të lartë, përmbajtja e karbonit është më shumë se 90%, veti të shkëlqyera mekanike, performanca në tërheqje është 1-2 herë më e madhe se fibra e çelikut, rezistenca në tërheqje deri në 3000-4000 MPa, sesa fibra e çelikut është më rezistente ndaj temperaturave të larta, rezistencës ndaj korrozionit, është zhvillimi i materialeve të nevojshme të hapësirës ajrore dhe mbrojtjes kombëtare. Fibra e karbonit gjithashtu mund të përmirësojë rezistencën ndaj shtypjes dhe rezistencën ndaj goditjes së betonit dhe është një material i shkëlqyer sizmik. Megjithatë, kostoja e lartë e fibrave të karbonit kufizon zbatimin e saj në ndërtesat civile. Aktualisht, fibra e karbonit përdoret kryesisht për riparimin dhe përforcimin e ndërtesave të vjetra dhe projekteve të ruajtjes së ujit. Në projektin e restaurimit të ujësjellësit të Institutit të Kërkimeve Hidraulike Sichuan në provincën Sichuan, ujësjellësi i vjetër u riparua dhe u forcua në vend duke përdorur fibra karboni, të cilat përmirësuan vetitë anti-çarje, anti-goditje dhe anti-veshje të ujësjellësit dhe zgjatën jetëgjatësinë e tij të shërbimit.