الیاف پلی پروپیلن PP چیست و چه کاربردی دارد؟

الیاف پلی پروپیلن (PP) مجموعه ای از الیاف مصنوعی با ویژگی های خاصی هستند که آن‌ها را به مواد افزودنی عالی برای مصالح ساختمانی به خصوص بتنبرای کنترل ترک‌ها تبدیل می‌کند. از این ماده با هدف جلوگیری از تشکیل ترک های ریز به دنبال انقباض، خشک شدن زودرس یا نوسانات زود هنگام دما استفاده می شود. الیاف پلی پروپیلن پ پ، بر پایه مواد خام منتخب و تحت شرایط کنترل شده تولید می شود تا محصولی یک دست و با کیفیت به وجود بیاید.
الیاف پلی پروپیلن PP، با توجه به نوع ساختاری که دارد ویژگی های بسیاری مانند مقاومت در برابر ضربه و کشش داشته که این موضوع موجب شده است تا کاربرد زیادی در صنعت داشته باشد. این الیاف محصولی با قیمت اقتصادی است که برای بهبود سختی مکانیکی و شیمیایی و افزایش مقاومت بتن مورد استفاده قرار می گیرد. الیاف پلی پروپیلن پ پ می تواند جایگزین مناسبی برای کاشت میلگرد در بتن باشد. در ادامه این مقاله با بررسی بیشتر ویژگی های این محصول آشنا خواهیم شد.

الیاف پلی پروپیلن PP چیست؟

الیاف پلی پروپیلین pp ، از جمله جدیدترین الیاف های شیمیایی تولید شده در دنیا است که برای نخستین بار توسط گروهی از مهندسین آمریکا در سال 1965 برای ساختن بتن مقاوم در برابر انفجار تولید شد و مورد استفاده قرار گرفت. با گذشت زمان، استفاده از این الیاف بیشتر شد و این روزها به یکی از محبوب ترین الیاف ها تبدیل شده که دارای کاربرد بسیاری است.
الیاف پلی پروپیلن PP، رشته های پلیمری با ضخامت ناچیز است که طی فرایند پلیمریزاسیون به صورت پلیمرهای خطی تولید می شود. از این الیاف به عنوان مواد میکروتسلیح برای بتن و ملات های گچی استفاده می شود. الیاف پروپلین به صورت غیر یکنواخت در بتن پخش می شوند و این ماده را در تمام نقاط تقویت می کنند، از همین رو می توانند جایگزین بسیار مناسبی برای آرماتورهای به کار رفته در بتن باشند که تنها قابلیت تقویت بتن را در دو جهت طولی و عرضی دارند.
زمانی که در یک بتن ترکی ایجاد شود، الیاف پلی پروپیلن PP، با استفاده از ایجاد یک پل بر روی ترک و اتصال ماتریس سیمانی نواحی اطراف آن، کار انتقال نیرو را بر عهده می گیرند و به این صورت ترک‌ها را کنترل می کنند. در حالت کلی می توان گفت که استفاده از الیاف پلی پروپیلن پ پ، در بتن موجب افزایش شکل پذیری و همچنین بهبود تحمل تنش در بتن می شود.

مشخصات ظاهری الیاف پلی پروپیلین

الیاف پلی پروپیلین پ پ بر پایه مواد خام منتخب و تحت شرایط کنترل شده تولید می شود تا محصولی یک دست و با کیفیت به وجود بیاید. این نوع از الیاف، در برابر گرما مقاومت بالایی دارد و از ویژگی های دیگر آن به نارسانا بودن الکتریکی و آنتی استاتیک می توان اشاره کرد. از ویژگی های دیگر این الیاف آن است که بدون بو بوده و سازگاری بالایی با محیط زیست دارد. دلیل محبوبیت این الیاف، ویژگی اقتصادی آن و کمک به کاهش ترک های انقباضی است.

این الیاف در دو اندازه زیر موجود است:

•  الیاف 12 میلی متری: برای مخلوط های بتنی با ریزدانه هایی بزرگتر از 5 میلی متر
•  الیاف 6 میلی متری: برای ملات ها

ویژگی های الیاف پلی پروپیلین پ پ

•  افزایش مقاومت در برابر چرخه های ذوب و یخ
•  ارزان قیمت بودن الیاف پلی پروپیلن
•  مقاوم در برابر گرد و غبار
•  مقاوم در برابر بازها
•  استفاده از آن آسان و الیافی ایمن است.
•  روشی مقرون به صرفه برای دستیابی به مقاومت بالا
•  سازگاری با انواع تکنیک‌های عمل آوری
•  مقاومت شیمیایی زیاد در برابر بسیاری از حلال های رایج و افزودنی‌ها
•  مقاومت در برابر سختی و ضربه وارد بر بتن
•  مقاومت در برابر دوره ذوب و انجماد
•  مقاومت در برابر رطوبت
•  وزن سبک
•  افزایش پایداری و یکپارچگی بتن

از جمله مزایای این الیاف به موارد زیر می توان اشاره کرد:

•  الیاف PPمقرون به صرفه و به عنوان ضد ترک، جایگزین مناسبی برای شبکه آرماتورها محسوب می شود.
•  مصرف آن به نیروی کار و زمان اجرای کمتری احتیاج دارد.
•  از ایجاد ترک های ذاتی در بتن جلوگیری می کند. ویژگی های یک پرداخت نهایی و دوام بتن را بهبود بخشیده و مانند یک ضد زنگ عمل می کند.
•  پخش یکنواخت در مخلوط بتن و عدم زنگ زدگی

کاربرد الیاف پلی پروپیلن PP چیست؟

الیاف پلی پروپیلن پ پ دارای کاربردهای متنوعی به شرح زیر است:

صنعت بتن:

کاربرد عمده الیاف پلی پروپیلن در ارتباط با بتن و تقویت و مسلح کردن آن است که با استفاده از افزایش مقاومت خمشی، کششی، برشی و سایش در بتن ایجاد می شود. علاوه بر این، این الیاف جمع شدگی ناشی از تنش های حرارتی را کمتر کرده و کار کنترل توسعه ترک های عرضی را انجام می دهد.

صنعت نساجي:

نیاز مشتریان و توسعه استانداردها در حوزه نساجی موجب شده است تا از نوآوری در این زمینه استقبال شود. الیاف پ پ یک ایده مدرن در صنعت نساجی است که در برابر ساییده شدن مقاوم است. همچنین بر خلاف الیاف ها مانند پنبه و یا پشم جاذب رطوبت و عرق بدن ورزشکاران نیست. استفاده از این الیاف در نساجی به خصوص در لباس ورزشکاران راحتی بسیاری ایجاد می کند. بنابراین از این الیاف در صنعت نساجی و برای توسعه لباس های ورزشکاران هم استفاده می شود. از این الیاف همچنین برای تولید کفپوش ‌هایي از نوع تافتينگ، نخ خامه قالي، الياف کفپوش ‌هاي نمدي، نخ‌ های BCF، فرش، پارچه های ژئوتکستایل استفاده می شود.

صنعت شیلات:

از الیاف پلی پروپیلین برای تولید تورهای ماهیگیری، طناب صیادی و غیره استفاده می شود.

صنعت کشاورزی:

از الیاف پلی پروپیلین pp برای تولید طناب پلی پروپیلن، نخ کشاورزي و نخ گلخانه استفاده می شود.

صنعت بسته بندی:

الیاف پلی پروپیلین ماده اولیه برای تولید محصولاتی مانند نخ بیلر، توری بسته بندی، نخ یونجه، نخ دروگر، کیسه توری، توری پیازی، توری محافظ و غیره است.

چرا از الیاف پلی پروپیلن PP در بتن استفاده می شود؟

همانطور که اشاره کردیم؛ الیاف پلی پروپیلن یک ماده افزودنی در بتن است که به صورت مواد خشک به بتن اضافه می شود. این الیاف با ترکیب با مواد دیگر در بتن خواص مکانیکی و فیزیکی آن را بهبود می بخشد. استفاده از این الیاف در بتن دارای مزایای زیادی است که موجب افزایش مقاومت بتن در برابر خوردگی، سایش و ضرفه می شود. علاوه بر این، به دلیل آن که موجب کاهش ترکیدگی و ترک خوردن بتن می شود و به افزایش مقاومت بتن در برابر انعطاف و کشش کمک می کند؛ از آن استفاده زیادی می شود.
استفاده از الیاف پلی پروپیلن، در بتن، با توجه به سهولت استفاده و هزینه کمتر در مقایسه با الیاف فلزی، بسیار محبوب است. علاوه بر این، این الیاف به دلیل خواص ضد زنگ و ضد خوردگی برای ساخت سازه هایی که در آب و هوای سخت ساخته می شوند؛ بسیار مناسب است. عمدتا این الیاف در هنگام مخلوط کردن بتن با آب و مواد دیگر، به آن اضافه می شوند و الیاف به صورت یک نواخت به بتن اضافه شده و با آن مخلوط می شود.

قیمت هر کیلو الیاف پلی پروپیلن PP چقدر است؟

در سال 2020 قیمت الیاف پلی پروپیلن در هر تن حدود 945 دلار آمریکا بود. قیمت فروش این الیاف در مقایسه با سال های گذشته روندی کاهشی داشته است به صورتی که در مقایسه با سال 2018 حدود 24 درصد از قیمت هر کیلوی این الیاف کاسته شده است. با این حال موارد زیر در تعیین قیمت این الیاف موثر هستند:

•  بحران های نفتی و تبعات دامن ‌گیر آن
•  بازار ارز
•  بازارهای رقابتی
•  وارداتی یا داخلی بودن
•  نوع الیاف
•  طول و عرض الیاف، نمره نخ، رنگ انتخابی
•  شرکت تولید کننده
•  برند تولید شده
•  نحوه‌ بسته‌ بندی و ارسال
•  ضمانت کیفیت و بازگشت
•  کیفیت محصول تولید شده
•  کیفیت مواد اولیه
•  خط تولید و دستگاه‌ های میکسر
•  پرسنل خط تولید ماهر
•  آزمایش ‌های مربوط به پیش از تولید، حین تولید و پس از تولید

 روش تولید الیاف پلی پروپیلن (پ پ) چگونه است؟

با استفاده از به هم پیوستن پلیمرهای پلی پروپیلن (پ‌پ)، و تحت شرایطی با فشار و رطوبت ملایم، با روش ذوب ریسی، این الیاف، به وجود می آید. کاتالیست زیگلر-ناتا، پلیمری ایزوتاکتیک است و حدود 90 درصد متبلور می ‌شود و در تولید این الیاف حضور دارد. این پلیمر گرمانرم در گستره ‌ای از کاربردها و مصارف، قرار می‌ گیرد. ساختار شیمیایی PP نامتقارن بوده و به همین دلیل هم فرایند پلیمریزاسیون آن می ‌تواند به سه نوع توالی در ساختار پلیمر حاصل منجر شود.

راهنمای انتخاب طول مناسب الیاف بتن پروپیلن (پ پ)

سایز الیاف پلی پروپیلن، معمولا قطر 30 میکرومتر و طول ۶ ، ۱۲ و یا ۱۸ میلی‌ متر را دارد. الیاف ریز مخصوص ملات و سایزهای بزرگ تر مخضوض بتن است. بنابراین این الیاف در طول های مختلفی تولید می شود که 6 و 12 میلی متر از پرکاربردترین آن ها است. طول 6 برای ملات و گچ و پلاستر استفاده می شود که یعنی بتن با دانه های کوچک شن.
طول 12 عمدتا برای بتن کاربرد دارد و زمانی که دانه های شن بزرگتر باشد. بنابراین متناسب با نوع شن از آن استفاده می شود و نوع بتن و ملات باید طول این الیاف را تعیین کند. انتخاب درست طول این الیاف موجب ایجاد ساختاری یک پارچه و یک دست در بتن می شود.

روش مصرف الیاف پلی پروپلین (پ پ) در بتن چگونه است؟

الیاف پلی پروپیلن پ پ را در هر زمانی می توان به بتن اضافه کرد. عمدتا این الیاف را در ابتدا با سنگ دانه ها مخلوط می کنند و سپس آب به آن اضافه می شود. می توان الیاف پلی پروپیلن را با آب طـرح اختـلاط مخلوط کرد و سپس این آب را به مـلات خشک اضافه کرد. در این صورت باید برای رسیدن به مخلوطی یکنواخت و همگن 3 تا 4 دقیقه، هم زدن ادامه پیدا کند.
درصورتی که از این الیاف در بتن آماده استفاده شود؛ می توان الیاف را به تدریج در داخل میکسر ریخته و هم زدن در دور تند باید به اندازه ای ادامه پیدا کند که از پخش شدن کامل الیاف در داخل بتن، اطمینان حاصل شود. باید این نکته را در نظر بگیرید که الیاف پلی پروپیلن pp بتن آب گریز بوده و بنابراین نیازی به افزودن آب اضافی برای افزایش روان شدن بتن نیست. بهتر است استفاده هم زمان از انواع روان کننده های بتن برای افزایش روان شدن وکارایی بتن صورت بگیرد.

مقدار مصرف الیاف پلی پروپیلن به چه عواملی بستگی دارد؟

مقدار مصرف این الیاف به سایز الیاف و نوع بتن بستگی دارد. بر این اساس، مقدار مصرف آن می ‌تواند در بازه‌ ۰٫۵ کیلوگرم تا ۳ کیلوگرم قرار بگیرد.

میزان مصرف الیاف پلی پروپیلن یا الیاف pp در بتن چقدر است؟

میزان مصرف الیاف پلی پروپیلن pp در بتن به شرح زیر است:

• مقدار متوسط مصرف الیاف پ پ بتن باتوجه به عملکرد موردنظر از 1 تا 2 کیلوگرم در هر مترمکعب متغیر است.
•  مقدار مصرف الیاف پلی پروپیلن (برای مثال در دال ها) حدود یک کیلوگرم در هر مترمکعب است.
•  در قطعات پیش ساخته با استفاده از سیستم دوغاب تزریقی از مقدار بیشتری الیاف باید استفاده شود تا به هدف موردنظر (مقاومت خمشی موردنظر) رسید.

بتن الیافی (FRC) چیست؟

بتن الیافی (FRC)، یک ترکیب همگن از سیمان، سنگدانه، آب، مواد افزودنی و رشته های کوتاه، پر مقاومت و تکه تکه شده است که به صورت یکنواخت در مخلوط بتن (یا ملات) پخش شده اند. این الیاف ها دارای انواع مختلفی هستند که هر کدام از آنها، مزایا و معایب مخصوص به خود را دارند؛ اما توجه به این نکته ضروری است که نمی توان از مش های پیوسته، پارچه های بافته شده و رشته های فلزی بلند به عنوان الیاف در بتن های الیافی استفاده کرد.

استانداردهای بتن الیافی و الیاف pp کدام است؟

اثرات این محصول را می توان پس از مصرف در بتن با استاندارد زیر مورد تحلیل قرار داد:
ASTM C1116 این استاندارد، معیاری برای بتن الیافی است که چهار نوع بتن الیافی با الیاف فولادی، شیشه ای، پلیمری و طبیعی را شامل می شود این استاندارد اطلاعاتی مفصل در ارتباط با آزمایش استفاده از الیاف ارائه می کند.

نکاتی که قبل از خرید الیاف پلی پروپیلن‌ بتن باید بدانید؟

همان طور که اشاره کردیم؛ بازار رقابتی و درخواست بالای این ماده سبب شده است که تعدادی از افراد بدون رعایت استانداردهای موجود و حتی وجود آزمایشگاه در کارگاه تولیدی؛ و تنها با استفاده از یک فرمول ثابت برای تولید و عرضه آن به بازار الیاف پلی پروپیلن اقدام کنند. بنابراین، برای خرید مطمئن الیاف پلی پروپیلن بتن بهتر است پیش از خرید ابتدا مواردی مانند شماره ثبت، شماره ثبت کارگاهی و وجود آزمایشگاه در کنار خط تولید شرکت تولید کننده را به دقت بررسی کنید.

همچنین شما می توانید در صورت امکان از امکانات و خط تولید پلی پروپیلن بتن بازدید کنید. علاوه بر این، می‌توانید رزومه‌ شرکت تولید کننده را بررسی کرده و پس از آن اقدام به خرید کنید. در واقع رزومه و همکاری شرکت تولید کننده الیاف پلی پروپیلن بتن با شرکت ‌های بزرگ می تواند نشان دهنده خوبی برای همکاری باشد. با این حال سازمان ملی استاندارد و وزارت صنعت و معدن و تجارت اقدام به ارائه مجوز برای واحدهای تولید کننده الیاف پلی پروپیلن‌ بتن می کنند. بنابراین گزینه دیگری که قبل از خرید می توانید انجام دهید آن است که پیش از خرید پلی پروپیلن بتن این مجوز را هم بررسی کنید.

نکات مهم نگهداری و بسته ‌بندی پلی پروپیلن PP

الیاف پلی پروپیلن pp، باید به دور از اشعه مستقیم خورشید نگهداری شود و دمای مورد نظر در هنگام نگهداری مناسب این الیاف هم بین ۵ تا 35 درجه سانتی گراد است. رعایت نکات ایمنی زیر نیز در هنگام استفاده از آن ضروری است:

• به هنگام استفاده از الیاف پلی پروپیلن بتن دستکش، ماسک و عینک ایمنی استفاده شود. (این ماده به هیچ عنوان نباید در تماس با چشم باشد.)
•  در صورت بلع به نزدیک ‌ترین پزشک مراجعه شود. (این ماده به هیچ عنوان نباید بلعیده شود)
•  در صورت ورود به چشم، به سرعت چشم‌ ها باید شست و شو شوند و پس از آن به پزشک برای بررسی ‌های بیشتر مراجعه شود.
•  این ماده مشتعل نیست.

جمع بندی

• الیاف پلی پروپیلن PP، یک نوع از مواد افزودنی است که برای کنترل ترک ها به مخلوط بتنی اضافه می شود. از این ماده با هدف جلوگیری از تشکیل ترک های ریز به دنبال انقباض، خشک شدن زودرس یا نوسانات زود هنگام دما استفاده می شود.
• الیاف پلی پروپیلن PP، با توجه به نوع ساختاری که دارد ویژگی های بسیاری مانند مقاومت در برابر ضربه و کشش داشته که این موضوع موجب شده است تا کاربرد زیادی در صنعت داشته باشد.
• الیاف پلی پروپیلن PP، رشته های پلیمری با ضخامت ناچیز است که طی فرایند پلیمریزاسیون به صورت پلیمرهای خطی تولید می شود. از این الیاف به عنوان مواد میکروتسلیح برای بتن و ملات های گچی استفاده می شود.
• الیاف پلی پروپیلین پ پ بر پایه مواد خام منتخب و تحت شرایط کنترل شده تولید می شود تا محصولی یک دست و با کیفیت به وجود بیاید.
• عمده الیاف پلی پروپیلن در ارتباط با بتن و تقویت و مسلح کردن آن است که با استفاده از افزایش مقاومت خمشی، کششی، برشی و سایش در بتن ایجاد می شود. علاوه بر این، این الیاف جمع شدگی ناشی از تنش های حرارتی را کمتر کرده و کار کنترل توسعه ترک های عرضی را انجام می دهد.
• با استفاده از به هم پیوستن پلیمرهای پلی پروپیلن (پ‌پ)، و تحت شرایطی با فشار و رطوبت ملایم، با روش ذوب ریسی، این الیاف، به وجود می آید. کاتالیست زیگلر-ناتا، پلیمری ایزوتاکتیک است و حدود 90 درصد متبلور می ‌شود و در تولید این الیاف حضور دارد.
• الیاف پلی پروپیلن pp، باید به دور از اشعه مستقیم خورشید نگهداری شود و دمای مورد نظر در هنگام نگهداری مناسب این الیاف هم بین ۵ تا 35 درجه سانتی گراد است.