कंक्रीट में किस प्रकार के रेशों का उपयोग किया जाता है?

फाइबर {{0}प्रबलित कंक्रीट (एफआरसी) एक सीमेंट आधारित मिश्रित सामग्री को संदर्भित करता है जो मैट्रिक्स के रूप में सीमेंट पेस्ट, मोर्टार या कंक्रीट से बना होता है और सुदृढीकरण के रूप में फाइबर होता है। फ़ाइबर {{3}प्रबलित कंक्रीट, जिसे फ़ाइबर कंक्रीट के रूप में भी जाना जाता है, आम तौर पर सीमेंट आधारित मिश्रित सामग्री को संदर्भित करता है जो मैट्रिक्स के रूप में सीमेंट पेस्ट, मोर्टार या कंक्रीट से बना होता है और सुदृढीकरण के रूप में असंतुलित छोटे फाइबर या निरंतर लंबे फाइबर से बना होता है। फाइबर मैट्रिक्स कंक्रीट में दरारों के आगे विकास को नियंत्रित कर सकते हैं, जिससे दरार प्रतिरोध में सुधार होता है। फाइबर की उच्च तन्यता ताकत और बढ़ाव कंक्रीट की तन्यता, लचीलेपन और प्रभाव शक्ति, बढ़ाव और कठोरता को बढ़ाता है। फाइबर कंक्रीट के प्रमुख प्रकारों में एस्बेस्टस सीमेंट, स्टील फाइबर कंक्रीट, ग्लास फाइबर कंक्रीट, पॉलीप्रोपाइलीन फाइबर कंक्रीट, कार्बन फाइबर कंक्रीट, प्लांट फाइबर कंक्रीट और उच्च लोचदार मापांक सिंथेटिक फाइबर कंक्रीट शामिल हैं। यह फाइबर और सीमेंट आधारित सामग्री (सीमेंट पेस्ट, मोर्टार या कंक्रीट) से बनी मिश्रित सामग्री के लिए एक सामान्य शब्द है। सीमेंट पेस्ट, मोर्टार और कंक्रीट के मुख्य नुकसान कम तन्यता ताकत, कम अंतिम बढ़ाव और भंगुरता हैं। उच्च तन्यता शक्ति, उच्च अंतिम बढ़ाव और अच्छे क्षार प्रतिरोध वाले फाइबर को जोड़कर इन नुकसानों को दूर किया जा सकता है।

कंक्रीट में फाइबर की भूमिका:

साधारण कंक्रीट एक भंगुर सामग्री है, जिसमें लोडिंग से पहले ही कई माइक्रोक्रैक होते हैं। बढ़ती बाहरी ताकतों के तहत, ये माइक्रोक्रैक धीरे-धीरे विस्तारित होते हैं और अंततः मैक्रोक्रैक बनाते हैं, जिससे भौतिक विफलता होती है। उचित मात्रा में फाइबर मिलाने से माइक्रोक्रैक की वृद्धि रुक ​​जाती है, जिससे अप्रबलित सीमेंट मैट्रिक्स की तुलना में मिश्रित सामग्री की तन्यता और लचीली ताकत के साथ-साथ फ्रैक्चर ऊर्जा में काफी सुधार होता है। विभिन्न प्रकार के फाइबर कंक्रीट की अभेद्यता, जमने के प्रतिरोध, क्लोराइड आयन प्रवेश प्रतिरोध और कार्बोनेशन प्रतिरोध को अलग-अलग डिग्री तक बेहतर बनाते हैं। फ़ाइबर -प्रबलित कंक्रीट मुख्य रूप से एक विशिष्ट पहलू अनुपात (फ़ाइबर की लंबाई और व्यास का अनुपात) के साथ छोटे फ़ाइबर का उपयोग करता है। हालाँकि, कभी-कभी लंबे फाइबर (जैसे ग्लास फाइबर रोविंग और पॉलीप्रोपाइलीन फाइबरयुक्त फिल्म) या फाइबर उत्पाद (जैसे ग्लास फाइबर जाल और ग्लास फाइबर मैट) का उपयोग किया जाता है। अंतिम तन्य शक्ति को 30{10}}50% तक बढ़ाया जा सकता है। फाइबर प्रबलित कंक्रीट में फाइबर का प्राथमिक कार्य बाहरी ताकतों के तहत सीमेंट मैट्रिक्स में दरारों की वृद्धि को सीमित करना है। लोडिंग (तनाव और झुकने) के प्रारंभिक चरण में, जब सामग्री उपयुक्त होती है और एक उपयुक्त उच्च दक्षता वाला पानी - कम करने वाला एजेंट जोड़ा जाता है, तो सीमेंट बेस और फाइबर बाहरी बल को एक साथ सहन करते हैं, जिसमें पूर्व बाहरी बल का मुख्य वाहक होता है; जब आधार टूटता है, तो दरारों के पार के तंतु बाहरी बल के मुख्य वाहक बन जाते हैं। मान लीजिए कि फाइबर की मात्रा सामग्री एक निश्चित महत्वपूर्ण मूल्य से अधिक है। उस स्थिति में, संपूर्ण मिश्रित सामग्री उच्च भार का सामना करना जारी रख सकती है और बड़े विरूपण उत्पन्न कर सकती है जब तक कि फाइबर टूट न जाएं या आधार सामग्री से बाहर न निकल जाएं, जिससे मिश्रित सामग्री नष्ट न हो जाए। साधारण कंक्रीट की तुलना में, फाइबर-प्रबलित कंक्रीट में उच्च अंतिम तन्यता और लचीली ताकत होती है, विशेष रूप से कठोरता में सुधार होता है।

रेशों का सामान्य वर्गीकरण

रेशों को उनके भौतिक गुणों के आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है:
① धातु फाइबर, जैसे स्टील फाइबर (स्टील फाइबर प्रबलित कंक्रीट) और स्टेनलेस स्टील फाइबर (गर्मी प्रतिरोधी कंक्रीट के लिए उपयुक्त)।
② अकार्बनिक फाइबर, मुख्य रूप से प्राकृतिक खनिज फाइबर (क्राइसोटाइल, क्रोकिडोलाइट, एमोसाइट, आदि) और मानव निर्मित खनिज फाइबर (क्षारीय प्रतिरोधी ग्लास फाइबर, क्षार प्रतिरोधी ग्लास फाइबर, कार्बन फाइबर जैसे क्षार प्रतिरोधी खनिज ऊन)।
③ कार्बनिक फाइबर, मुख्य रूप से सिंथेटिक फाइबर (पॉलीथीन, पॉलीविनाइल अल्कोहल, नायलॉन, सुगंधित पॉलीमाइड, आदि) और पौधे फाइबर (सिसल, एगेव, आदि)। सिंथेटिक फाइबर प्रबलित कंक्रीट का उपयोग 60 डिग्री से अधिक तापमान वाले वातावरण में नहीं किया जाना चाहिए।
उनके लोचदार मापांक के आधार पर, फाइबर को दो प्रमुख श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:
सीमेंट मैट्रिक्स की तुलना में छोटे लोचदार मापांक वाले फाइबर को लचीले फाइबर के रूप में जाना जाता है, जिसमें पॉलीप्रोपाइलीन फाइबर, नायलॉन फाइबर और सेलूलोज़ फाइबर शामिल हैं।
मैट्रिक्स से बड़े लोचदार मापांक वाले फाइबर को कठोर फाइबर कहा जाता है, जैसे स्टील फाइबर, ग्लास फाइबर और कार्बन फाइबर।

सामान्य कंक्रीट फाइबर और उनकी विशेषताएं

स्टील फाइबर

साधारण कंक्रीट में उचित मात्रा में स्टील फाइबर को शामिल करके तैयार किए गए कंक्रीट को स्टील फाइबर कंक्रीट या स्टील फाइबर प्रबलित कंक्रीट कहा जाता है। साधारण कंक्रीट की तुलना में, इसकी तन्यता ताकत, लचीली ताकत, पहनने के प्रतिरोध, प्रभाव प्रतिरोध, थकान प्रतिरोध, क्रूरता, दरार प्रतिरोध और विस्फोट प्रतिरोध में काफी सुधार हुआ है। उच्च शक्ति वाले स्टील वायर कट {{3} अंतिम हुक {4} प्रकार के फाइबर, इंगोट मिल्ड {{5} अंत हुक {{6} प्रकार के फाइबर, कतरनी वाले विशेष {{7} आकार के फाइबर, और कम {{8} मिश्र धातु स्टील पिघल {{9} तैयार फाइबर इंजीनियरिंग परियोजनाओं में कंक्रीट मैट्रिक्स के साथ उनकी बढ़ी हुई बॉन्डिंग के कारण व्यापक रूप से आवेदन प्राप्त कर रहे हैं, जो दरारें, मजबूती और कंक्रीट को सख्त करने से रोकते हैं।

फायदे और नुकसान

स्टील फाइबर का तकनीकी लाभ कंक्रीट की कठोरता और तन्य शक्ति को बढ़ाने की इसकी क्षमता है। हालाँकि, मिश्रण के दौरान स्टील के रेशे आपस में चिपक जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप खराब कार्यशीलता, कठिन पम्पिंग, कठिन निर्माण और जंग लगने की संभावना हो जाती है। इसके अलावा, स्टील फाइबर कंक्रीट भारी होता है और इसके लिए महत्वपूर्ण स्टील उत्पादन की आवश्यकता होती है, जिससे स्टील की खपत और लागत बढ़ जाती है। उपयोग के दौरान स्टील फाइबर की विफलता का मुख्य रूप टूटने के बजाय बाहर निकाला जाना है, जो इंगित करता है कि कंक्रीट के लिए स्टील फाइबर का आसंजन अपर्याप्त है, जो कंक्रीट की तन्य शक्ति में सुधार को प्रभावित करेगा। सख्त करने और मजबूत करने का सिद्धांत यह है कि जब दरारें पड़ती हैं, तो स्टील का उच्च मापांक और एकल फाइबर की उच्च तन्यता ताकत दरारों को और अधिक विकसित होने से रोकती है; हालाँकि, सीमित संख्या के कारण, माइक्रोक्रैक को रोकने का प्रभाव महत्वपूर्ण नहीं है, और एंटी-सीपेज, फ़्रीज़-पिघलना और अन्य गुणों में सुधार स्पष्ट नहीं है। इसके अलावा, निर्माण के दौरान स्टील फाइबर का घनत्व बहुत अधिक होता है, और कंपन और डालने के दौरान वे अक्सर कंक्रीट के नीचे तक डूब जाते हैं, जिससे उन्हें समान रूप से वितरित करना असंभव हो जाता है। यही मुख्य कारण है कि सैद्धांतिक शोध के निष्कर्ष अच्छे हैं, लेकिन वास्तविक अनुप्रयोग प्रभाव बहुत भिन्न होते हैं।

कार्बन फाइबर

कार्बन फाइबरएक मिश्रित सामग्री है जिसमें कंक्रीट के भौतिक और यांत्रिक गुणों को बढ़ाने के लिए कार्बन फाइबर को सीमेंट मैट्रिक्स के भीतर समान रूप से फैलाया जाता है। कार्बन फाइबर कंक्रीट की मुख्य विशेषताओं में उत्कृष्ट यांत्रिक गुण, वॉटरप्रूफिंग और प्राकृतिक तापमान में उतार-चढ़ाव का प्रतिरोध शामिल है, जो पारंपरिक प्रबलित कंक्रीट में नहीं पाए जाते हैं। यह स्थिर रासायनिक गुण, लंबे समय तक चलने वाली यांत्रिक शक्ति और अत्यधिक क्षारीय वातावरण में आयामी स्थिरता भी प्रदर्शित करता है।

स्टील को कार्बन फाइबर से बदलने से खारे पानी के कारण प्रबलित कंक्रीट की गिरावट और गिरावट समाप्त हो जाती है, भवन घटकों का वजन कम हो जाता है, स्थापना और निर्माण में आसानी होती है, और निर्माण कार्यक्रम छोटा हो जाता है। कार्बन फाइबर में कंपन को कम करने, शॉक तरंगों को अवशोषित करने और भूकंपीय प्रतिरोध और फ्लेक्सुरल ताकत को दस गुना से अधिक बढ़ाने के गुण भी होते हैं। कार्बन फाइबर कंक्रीट उच्च तन्यता ताकत, लचीली ताकत, फ्रैक्चर प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध प्रदर्शित करता है। विस्तार के कम गुणांक के कारण, कार्बन फाइबर कंक्रीट उत्कृष्ट गर्मी प्रतिरोध और न्यूनतम थर्मल विरूपण प्रदर्शित करता है।

कार्बन फाइबर कंक्रीट में कार्बन फाइबर का प्राथमिक कार्य कंक्रीट के भीतर माइक्रोक्रैक के प्रसार को रोकना और मैक्रोक्रैक की घटना और विकास को रोकना है। इसलिए, इसकी तन्यता ताकत और कतरनी, झुकने और मरोड़ वाली ताकत, जो मुख्य रूप से मुख्य तन्यता तनाव द्वारा नियंत्रित होती हैं, में काफी सुधार हुआ है; साथ ही, इसमें उच्च मैट्रिक्स विरूपण प्रतिरोध होता है, जिससे इसकी तन्यता, झुकने और प्रभाव क्रूरता में सुधार होता है। जब कार्बन फाइबर का आयतन अंश 1.18% होता है, तो नमूने की विभाजन तन्य शक्ति 1.2% बढ़ जाती है। समग्र नियम के अनुसार, सीमेंट में फाइबर सामग्री में वृद्धि के साथ कार्बन फाइबर का सुदृढ़ीकरण प्रभाव बढ़ना चाहिए। जब कार्बन फाइबर का वजन प्रतिशत 5% से कम होता है, तो यह संबंध लगभग रैखिक होता है। जब सामग्री और बढ़ जाती है, तो कार्बन फाइबर को मैट्रिक्स में समान रूप से फैलाना मुश्किल होता है, और सुदृढ़ीकरण प्रभाव प्राप्त नहीं किया जा सकता है, और यहां तक ​​कि कार्बन फाइबर कंक्रीट की तन्य शक्ति भी कम हो जाती है। इसके अलावा, कार्बन फाइबर कंक्रीट में अच्छा संक्षारण प्रतिरोध, पारगम्यता प्रतिरोध, पहनने का प्रतिरोध, संकोचन प्रतिरोध और स्थायित्व भी होता है।

फाइबरग्लास

ग्लास फाइबर प्रबलित कंक्रीट (जीएफआरसी) एक मिश्रित सामग्री है जो सीमेंट मोर्टार या पारंपरिक कंक्रीट में उच्च लोचदार मापांक के साथ क्षार प्रतिरोधी ग्लास फाइबर को समान रूप से वितरित करके बनाई जाती है। चूँकि ग्लास फाइबर का व्यास केवल 5 से 20 माइक्रोमीटर होता है, जो लगभग सीमेंट कणों के समान होता है, जीएफआरसी में उपयोग किया जाने वाला बाइंडर सीमेंट पेस्ट या महीन रेत होता है, जिसमें वस्तुतः कोई मोटा समुच्चय नहीं होता है। इसलिए, इस सामग्री से बनी मिश्रित सामग्री को प्रबलित सीमेंट के रूप में भी जाना जाता है। जीएफआरसी निर्माण इंजीनियरिंग में भविष्य की विकास प्रवृत्ति है। यह न केवल पारंपरिक कंक्रीट उत्पादों की भारी वजन, कम तन्यता ताकत और खराब प्रभाव प्रतिरोध जैसी कमियों को दूर करता है, बल्कि पारंपरिक कंक्रीट में नहीं पाए जाने वाले गुण भी रखता है। जीएफआरसी उत्पाद पतले और हल्के होते हैं। क्योंकि वे सुदृढीकरण के रूप में अत्यधिक उच्च तन्यता ताकत वाले ग्लास फाइबर का उपयोग करते हैं, उनमें उच्च तन्यता ताकत होती है। कंक्रीट में ग्लास फाइबर का समान वितरण सतह को टूटने से बचाता है। क्योंकि वे क्षति के दौरान महत्वपूर्ण ऊर्जा को अवशोषित करते हैं, वे उत्कृष्ट प्रभाव प्रतिरोध और उच्च लचीली ताकत प्रदर्शित करते हैं। जीएफआरसी उत्पाद उत्कृष्ट डिमोल्डिंग गुण भी प्रदान करते हैं और इन्हें संसाधित करना आसान होता है, जिससे वे विभिन्न आकारों में आसानी से अनुकूलनीय हो जाते हैं।

पॉलीप्रोपाइलीन फाइबर कंक्रीट

पॉलीप्रोपाइलीन फाइबर कंक्रीट एक मिश्रित सामग्री है जो मैट्रिक्स के भौतिक और यांत्रिक गुणों को बढ़ाने के लिए सीमेंट मोर्टार या पारंपरिक कंक्रीट मैट्रिक्स के भीतर एक विशिष्ट लंबाई में काटे गए पॉलीप्रोपाइलीन फाइबर को समान रूप से वितरित करके बनाई जाती है। यह फ़ाइबर -प्रबलित कंक्रीट हल्के वजन, उच्च तन्यता ताकत और प्रभाव और दरार के प्रतिरोध जैसे लाभ प्रदान करता है। कंक्रीट के वजन को कम करने के लिए पॉलीप्रोपाइलीन फाइबर स्टील सुदृढीकरण को आंशिक रूप से प्रतिस्थापित कर सकते हैं, जिससे संरचना का भूकंपीय प्रतिरोध बढ़ जाता है।

पॉलीप्रोपाइलीन फाइबर कंक्रीट सबसे व्यापक रूप से शोधित और प्रयुक्त कंक्रीट है। फाइबर के आकार और संरचना के आधार पर, पॉलीप्रोपाइलीन फाइबर को मोनोफिलामेंट्स, समानांतर फाइब्रिलेटेड फाइबर बंडल और फिल्म फाइबर के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। मोनोफिलामेंट्स में उच्च पहलू अनुपात होता है, जबकि समानांतर फाइब्रिलेटेड फाइबर बंडलों को सीमेंट मैट्रिक्स के भीतर आसानी से फैलाया जा सकता है। जबकि रासायनिक बंधन सीमित है, यांत्रिक बंधन मजबूत है, जो तनाव के तहत तंतुओं को बाहर खींचने से रोकता है।

जबकि पॉलीप्रोपाइलीन फाइबर में पारंपरिक कंक्रीट की तुलना में अधिक तन्यता ताकत होती है, उनका लोचदार मापांक अपेक्षाकृत कम होता है, जिससे उन्हें उच्च तनाव की स्थिति में अत्यधिक विरूपण का खतरा होता है। हालाँकि, जब उचित मात्रा में पॉलीप्रोपाइलीन फाइबर मिलाया जाता है, तो इस मिश्रित सामग्री का प्रभाव प्रतिरोध सामान्य कंक्रीट की तुलना में बहुत अधिक होता है। इससे कम भार लेकिन उच्च प्रभाव प्रतिरोध और कठोरता वाले घटकों का उत्पादन करने का एक बहुत ही आशाजनक तरीका मिल गया है। इसके अलावा, पॉलीप्रोपाइलीन फाइबर जंग प्रतिरोधी है और इसमें अच्छा एसिड और क्षार प्रतिरोध है।

बेसाल्ट फाइबर

सतत बेसाल्ट फाइबर (सीबीएफ) एक अकार्बनिक फाइबर सामग्री है जो शुद्ध प्राकृतिक ज्वालामुखीय एक्सट्रूसिव चट्टान से बना है। यह 1450-1500 डिग्री के उच्च तापमान पर पिघलने के बाद जल्दी तैयार हो जाता है। इसमें सुनहरे भूरे रंग की उपस्थिति, उत्कृष्ट व्यापक प्रदर्शन और कम कीमत है।

बेसाल्ट फाइबर के लक्षण:
(1) कच्चे माल की प्राकृतिकता। चूंकि सीबीएफ के उत्पादन के लिए कच्चा माल प्राकृतिक ज्वालामुखीय एक्सट्रूसिव चट्टान पर निर्भर करता है, इसके अंतर्निहित उच्च रासायनिक और थर्मल स्थिरता के अलावा, इसमें कोई भी घटक शामिल नहीं होता है जो मानव स्वास्थ्य के लिए हानिकारक हो।
(2) व्यापक प्रदर्शन. बेसाल्ट फ़ाइबर वास्तव में एक "बहु-कार्यात्मक" फ़ाइबर है। उदाहरण के लिए, यह अम्ल प्रतिरोधी, क्षार प्रतिरोधी, कम तापमान प्रतिरोधी, उच्च तापमान प्रतिरोधी, 9 तापमान प्रतिरोधी, गर्मी प्रतिरोधी, विद्युतरोधी और ध्वनि प्रतिरोधी है। इसकी तन्यता ताकत बड़े -टो कार्बन फाइबर से अधिक है, और टूटने पर इसका बढ़ाव छोटे -टो कार्बन फाइबर की तुलना में बेहतर है। राल के साथ मिश्रित होने पर सीबीएफ में एक ध्रुवीय सतह और उत्कृष्ट इंटरफेशियल वेटेबिलिटी होती है। सीबीएफ में तीन आयामी आणविक आयाम भी होते हैं, जिनकी तुलना एक आयामी आणविक आयाम वाले रैखिक पॉलिमर फाइबर से की जाती है, जिसमें अन्य उत्कृष्ट व्यापक गुणों के अलावा, उच्च संपीड़न शक्ति, कतरनी शक्ति और कठोर वातावरण और उम्र बढ़ने के प्रतिरोध के लिए अनुकूलन क्षमता होती है।
(3) कम लागत। सीमेंट कंक्रीट में उपयोग किए जाने वाले बेसाल्ट फाइबर की कीमत अधिक नहीं है, स्टील फाइबर, कार्बन फाइबर इत्यादि की तुलना में काफी कम है, और सिंथेटिक फाइबर के बराबर है।
(4) प्राकृतिक अनुकूलता. बेसाल्ट फाइबर एक विशिष्ट सिलिकेट फाइबर है। सीमेंट, कंक्रीट और मोर्टार के साथ मिश्रित होने पर इसे फैलाना आसान होता है। ताजा मिश्रित बेसाल्ट फाइबर कंक्रीट में स्थिर मात्रा, अच्छी कार्यशीलता और अच्छा स्थायित्व होता है। इसमें उत्कृष्ट उच्च तापमान प्रतिरोध, रिसावरोधी और दरार प्रतिरोध और प्रभाव प्रतिरोध है। इसके अलावा, बेसाल्ट फ़ाइबर क्षार प्रतिरोधी ग्लास की तुलना में अधिक क्षारीय {{8}प्रतिरोधी है।

फ़ाइबर के अनुप्रयोग-प्रबलित कंक्रीट

फाइबर -प्रबलित कंक्रीट का उपयोग विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में किया जाता है, जो सामग्री के स्थिर और गतिशील गुणों का फायदा उठाने की कंस्ट्रक्टर और बिल्डर की क्षमता पर निर्भर करता है। कुछ अनुप्रयोगों में रनवे, पार्किंग गैरेज, फुटपाथ, सुरंग लाइनिंग, ढलान स्थिरता, गोले, दीवारें, पाइप, मैनहोल कवर, बांध, हाइड्रोलिक संरचनाएं, वायाडक्ट्स, सड़कें, पुल और गोदाम फर्श शामिल हैं।

फाइबर कंक्रीट के प्रदर्शन और स्थायित्व को बढ़ाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। चाहे वह स्टील फाइबर, ग्लास फाइबर, पॉलीप्रोपाइलीन फाइबर, या प्राकृतिक फाइबर हो, प्रत्येक प्रकार के अद्वितीय फायदे हैं और विभिन्न निर्माण आवश्यकताओं के लिए उपयुक्त है। फाइबर के प्रकार और खुराक का उचित चयन करके, इंजीनियर न केवल कंक्रीट की दरार प्रतिरोध, कठोरता और दीर्घकालिक ताकत में प्रभावी ढंग से सुधार कर सकते हैं, बल्कि बाद के रखरखाव की लागत को भी काफी कम कर सकते हैं। जैसे-जैसे निर्माण तकनीक आगे बढ़ रही है, फाइबर प्रबलित कंक्रीट मजबूत, सुरक्षित और अधिक टिकाऊ संरचनाएं बनाने के लिए एक महत्वपूर्ण समाधान बनता जा रहा है।