Apakah perbezaan antara keluli dan gentian sintetik dalam konkrit?
Sep 21, 2024| 
Gentian sering digunakan dalam konkrit untuk memberikan prestasi struktur dan ketahanan tambahan, pengecilan retak dan juga untuk menghapuskan keperluan untuk mengukuhkan bar sama sekali.
Terdapat beberapa jenis gentian yang lazimnya ditambah kepada campuran konkrit untuk menambah baik sifat tertentu bagi konkrit yang dikeraskan, memperoleh faedah kebolehbinaan atau mengurangkan kos bahan dan penempatan. Jenis yang paling biasa ialah gentian keluli, gentian sintetik dan gentian karbon dan gentian kaca.
Walaupun gentian keluli telah digunakan dalam konkrit selama beberapa dekad, kemajuan terkini dalam teknologi bahan dan kemasukan tetulang gentian sintetik dalam piawaian bangunan telah membawa kepada peningkatan penggunaan gentian sintetik dalam aplikasi praktikal. Faedah ini termasuk kos yang lebih rendah, rintangan kakisan, kelebihan alam sekitar dan sifat ringan berbanding keluli.
Komposisi keluli vs gentian sintetik
Gentian sintetik biasanya diperbuat daripada monofilamen dan polipropilena fibrilasi, poliester monofilamen, nilon atau campuran mana-mana daripada ini. Gentian sintetik dikelaskan sama ada gentian makro atau gentian mikro bergantung pada diameternya.
Gentian mikro mempunyai diameter kurang daripada {{0}}.3 mm manakala gentian makro 0.3 mm atau lebih besar. Gentian keluli, biasanya terdiri daripada keluli hitam, umumnya berkisar antara 0.5 hingga 1.1 mm diameter dan dari 15 hingga 60 mm panjang.
Gentian sintetik jauh lebih ringan daripada gentian keluli, dengan berat hanya 910 kg/m3 berbanding 7,850 kg/m3 untuk gentian keluli.
Prestasi struktur
Gentian mikro biasanya tidak digunakan untuk aplikasi struktur, iaitu apabila penambahan gentian menyumbang kepada kapasiti galas beban elemen konkrit. Walau bagaimanapun, gentian makro boleh digunakan sama ada untuk meningkatkan kapasiti struktur, atau menggantikan sepenuhnya mesh kawalan retak dan bar tetulang sama sekali.
Gentian keluli mempunyai modulus Young yang lebih tinggi (210,000 MPa) dan kekuatan tegangan (500-2,000 MPa) daripada gentian sintetik (3,000-10,{{6 }} MPa dan 200-600 MPa) serta rintangan cengkaman yang lebih tinggi.
Gentian sintetik mempunyai modulus Young yang rendah (antara 3,000 dan 10,000 MPa) yang bermaksud ia berkesan dalam mencegah keretakan semasa peringkat awal pengawetan konkrit seperti keretakan pengecutan plastik, tetapi menjadi kurang berkesan dari semasa ke semasa apabila konkrit mengeras.
Gentian sintetik lebih terdedah kepada rayapan daripada keluli, terutamanya pada suhu yang lebih tinggi, menyebabkan ia merosot dalam keberkesanan mencegah keretakan konkrit dari semasa ke semasa dan dalam iklim panas.
Kod reka bentuk untuk struktur konkrit bertetulang gentian adalah seperti berikut:
fibKod Model untuk Struktur Konkrit 2010
Dianggap sebagai pihak berkuasa utama untuk reka bentuk FRC
Diguna pakai dan digunakan di Eropah
Berdasarkan metodologi faktor keselamatan separa
ACI jawatankuasa 544 - Gentian Diperkukuh Konkrit
544.4R-18: Panduan Reka Bentuk dengan Konkrit Bertetulang Gentian
Rujukan dan menggabungkan teori Kod Model fib
Faktor Penting Yang Mempengaruhi Sifat Konkrit Bertetulang Gentian
Isipadu Gentian:
Kekuatan komposit sebahagian besarnya bergantung pada kuantiti gentian yang digunakan di dalamnya. Peningkatan dalam isipadu gentian, meningkat lebih kurang secara linear, kekuatan tegangan dan keliatan komposit. Penggunaan peratusan gentian yang lebih tinggi berkemungkinan menyebabkan pengasingan dan kekerasan konkrit dan mortar.
Nisbah Aspek Gentian:
Satu lagi faktor penting yang mempengaruhi sifat dan tingkah laku komposit ialah nisbah aspek gentian. Telah dilaporkan bahawa sehingga nisbah aspek 75, peningkatan pada nisbah aspek meningkatkan konkrit muktamad secara linear. Melebihi 75, kekuatan dan keliatan relatif berkurangan. Jadual-1 menunjukkan kesan nisbah bidang pada kekuatan dan keliatan.
Jadual-1: Kesan nisbah aspek gentian ke atas konkrit biasa dengan gentian terserak secara rawak
| Nisbah aspek | Kekuatan relatif | Ketangguhan relatif |
| 0 | 1 | 1 |
| 25 | 1.5 | 2.0 |
| 50 | 1.6 | 8.0 |
| 75 | 1.7 | 10.5 |
| 100 | 1.5 | 8.5 |
Kes Penggunaan
Gentian mikro sintetik digunakan sebagai pengukuhan sekunder untuk aplikasi bukan struktur seperti kawalan retak pengecutan plastik, rintangan lelasan dan rintangan spalling dalam papak, pratuang dan shotcrete.
Gentian Mikro Sintetik berkesan untuk mengurangkan keretakan pengecutan plastik dalam konkrit segar. Ini adalah kerana keupayaan mereka yang lebih besar untuk mengagihkan secara sama rata dalam pes dan oleh itu duduk dekat dengan permukaan dan keupayaan mereka untuk memperlahankan penyejatan air dan oleh itu mengurangkan pendarahan.
Ia juga berguna untuk perlindungan kebakaran pasif dengan meminimumkan spalling konkrit di hadapan kebakaran. Ini disebabkan oleh takat leburnya yang rendah yang membuka liang-liang dalam konkrit, membolehkan konkrit melepaskan wap terbina dan tegasan dalaman.
Macrofibres Sintetik, sebaliknya, boleh digunakan untuk aplikasi struktur, sama ada untuk meningkatkan integriti struktur, menggantikan mesh kawalan retak dan menggantikan bar tetulang struktur dalam beberapa aplikasi. Macrofibers berkesan untuk digunakan di mana peningkatan kekuatan lentur sisa (pasca retak) diperlukan.
Ia boleh digunakan di mana pilihan pengukuhan yang setara dengan gentian keluli, jejaring kawalan retak dan bar pengukuh tolok cahaya diperlukan dalam konkrit pratuang, papak pada gred, dek keluli komposit dan shotcrete. Ia amat sesuai untuk persekitaran yang menghakis di mana penggunaan keluli akan menghalang ketahanan jangka panjang.