ارزیابی جامع دوام و خواص مکانیکی مقاومت فشاری و کششی بتنهای ژئوپلیمری تقویت شده با الیاف طبیعی و مصنوعی

صنعت ساخت و ساز با چالشهای زیست محیطی ناشی از تولید سیمان پرتلند معمولی (OPC) از جمله انتشار بالای CO۲ و مصرف انرژی روبروست. بتن ژئوپلیمری (GPC) به عنوان جایگزینی پایدار و دوستدار محیط زیست مطرح شده که از مواد پوزولانی و فعال کننده های قلیایی ساخته می شود. GPC ردپای کربن کمتری دارد و مقاومت بالاتری در برابر حملات اسیدی و سولفاتی نشان می دهد. با این حال ماهیت ترد GPC و مقاومت کششی و خمشی پایین آن نیاز به تقویت با الیاف را ضروری می سازد. این مقاله مروری جامع بر تاثیر الیاف طبیعی (NPFs) و مصنوعی (SFs) بر خواص دوام GPC ارائه می دهد. NPFها مانند کنف (سیسال) تجدیدپذیر، مقرون به صرفه و سبک هستند و می توانند خواص مکانیکی را بهبود بخشند اما چالش هایی نظیر جذب آب بالا و پایداری قلیایی و حرارتی محدود دارند که با تیمارهای سطحی قابل رفع است. SFها مانند پلی پروپیلن، شیشه، بازالت خواص مکانیکی و مقاومت شیمیایی و حرارتی بالاتری ارائه می دهند و در کنترل ترک خوردگی موثرند اما هزینه و ردپای کربن بالاتری دارند. در برابر حملات اسیدی و سولفاتی ماتریس GPC مقاومت خوبی دارد و SFها به دلیل بی اثر بودن شیمیایی این مقاومت را بهبود می بخشند. در جذب آب و نفوذپذیری NPFها به دلیل آب دوستی نیاز به تیمار دارند در حالی که SFها به دلیل آب گریزی و کنترل ترک عملکرد بهتری دارند. مقاومت در برابر چرخه های ذوب و انجماد نیز در GPC بهبود یافته و SFها با ماهیت آب گریز خود به حفظ یکپارچگی ساختار کمک می کنند در حالی که NPFها در صورت عدم تیمار مناسب آسیب پذیرترند. به طور کلی انتخاب نوع الیاف به شرایط محیطی و الزامات دوام پروژه بستگی دارد. SFها در محیط های خورنده و شرایط ذوب و انجماد شدید برتری دارند در حالی که NPFها با تیمار مناسب می توانند مزایای زیست محیطی قابل توجهی ارائه دهند.

کلیدواژه ها:

بتن ژئوپلیمری ، الیاف طبیعی ، الیاف مصنوعی ، GPC ، PC