بررسی اجمالی ملات گچی تقویت شده با الیاف بازالت
۱. ویژگیهای اساسی الیاف بازالت
الیاف بازالتاین ماده عمدتاً از اکسید سیلیکون، اکسید آلومینیوم و اکسید آهن تشکیل شده است، با مقادیر بالای اکسید سیلیکون و اکسید آلومینیوم، که به آن مزایای قابل توجهی در مقاومت در برابر حرارت و شیمیایی مقاومت در برابر خوردگی. در مقایسه با الیاف شیشه، الیاف بازالت حاوی اکسیدهای فلزی مضر نیست و در نتیجه پایداری شیمیایی بهتر و دوام عالی در محیطهای خورنده مانند قلیاها و اسیدهای قوی دارد.
مقاومت کششی الیاف بازالت عموماً بین ۳۰۰۰ تا ۴۸۰۰ مگاپاسکال و مدول الاستیک آن در محدوده ۸۰ تا ۱۱۰ گیگاپاسکال است. این امر باعث میشود که این الیاف از الیاف شیشه قویتر باشند و ازدیاد طول در نقطه شکست کمتری داشته باشند که به طور مؤثر مقاومت در برابر ترک خوردگی مواد پایه سیمانی را بهبود میبخشد.
الیاف بازالت مقاومت بسیار خوبی در برابر دمای بالا نشان میدهد، با نقطه ذوب بیش از ۱۴۰۰ درجه سانتیگراد و دمای کارکرد طولانی مدت تا ۷۰۰ درجه سانتیگراد، که بسیار فراتر از الیاف شیشه است. این امر به آن اجازه میدهد تا خواص فیزیکی پایدار را حتی در محیطهای با دمای بالا حفظ کند.
الیاف بازالت همچنین مقاومت قلیایی، اسیدی و UV فوقالعادهای دارند. این الیاف میتوانند در محیطهای خشن مانند رطوبت، اسپری نمک و خوردگی شیمیایی عمر طولانی داشته باشند، که این امر آنها را به ویژه برای مصالح مهندسی مانند لایههای گچ دیوار خارجی که برای مدت طولانی در معرض محیطهای پیچیده قرار دارند، مناسب میکند.
۲. مکانیسم مقاومت در برابر ترک خوردگی ملات تقویت شده با الیاف
اثر تقویتکنندگی الیاف در ملات در درجه اول به توزیع فضایی، طول، مقدار و عملکرد پیوند آنها با مصالح سیمانی بستگی دارد. در طول فرآیند سخت شدن ملات، به دلیل عواملی مانند انقباض حجمی ناشی از واکنشهای هیدراتاسیون و تنش حرارتی ناشی از تغییرات دما، ترکهای ریز میتوانند به راحتی در داخل تشکیل شوند.
الیاف میتوانند هر دو طرف ترکهای ریز را به هم متصل کنند و در هنگام تشکیل اولیه ترکها، یک اثر پلزننده ایجاد کنند که به طور مؤثری انتشار ترک را به تأخیر میاندازد و مقاومت کلی کششی و ترک ماده را بهبود میبخشد. الیاف بازالت دارای سطح ناهمواری است که باعث ایجاد قفل فیزیکی قوی با خمیر سیمان میشود. هنگامی که بارهای خارجی به ملات اعمال میشود، بخشی از تنش میتواند از طریق الیاف به ماتریس اطراف منتقل شود و در نتیجه تمرکز تنش موضعی را کاهش داده و از انتشار بیشتر ترک جلوگیری میکند. این مکانیسم پراکندگی تنش به بهبود چقرمگی کلی و مقاومت در برابر ضربه ملات کمک میکند.
در طول فرآیند سخت شدن ملات، الیاف میتوانند یک توزیع تصادفی تشکیل دهند. مش تقویت کننده ساختار درون ماتریس، مقاومت در برابر تغییر شکل ملات را بهبود میبخشد. هنگامی که لایه گچ در معرض تغییرات دمای خارجی، تنشهای انقباض خشک شدن یا بارهای مکانیکی قرار میگیرد، این مش تقویتکننده میتواند به طور مؤثر در برابر تغییر شکل در نواحی تمرکز تنش مقاومت کند و منجر به مقاومت بیشتر در برابر ترک در ماده شود.
