بتن مسلح به الیاف سیزال

الیاف سیزال از برگ های Agave Sisalana استخراج می شود. این الیاف از حدود یکصد سلول رشته ای منفرد در مقطع عرضی به همراه همی سلولز، لیگنین و پکتین تشکیل شده است. الیاف سیزال در مقایسه با اغلب انواع الیاف طبیعی نسبتاً مقاوم تر هستند. البته این الیاف همانند بسیاری از دیگر الیاف طبیعی وقتی به عنوان تقویت کننده در بتن به کار می رود، با مشکلات جدی دوام مواجه است.

ساخت بتن مسلح به الیاف سیزال

اطلاعات موجود نشان می دهد که می توان الیاف سیزال را مستقیماً در حین اختلاط به بتن افزود و یا بعد از بتن ریزی در بتن قرار داد. در موقع اضافه کردن الیاف سیزال در طی اختلاط بتن، الیاف تمایل به گلوله ای شدن دارند. زمان گیرش به طور قابل توجهی تحت تاثیر وجود الیاف سیزال قرار دارد که احتمالاً ناشی از اثر کندگیر کنندگی ناخالصی های آلی شسته شده از الیاف می باشد.

خصوصیات بتن مسلح به الیاف سیزال

تحقیق انجام شده توسط گرام، نشان داده است که ترکیبات مسلح به الیاف سیزال را می توان با مقاومت های خمشی بیشتر از مقاومت ترک خوردگی ماتریس سیمان تولید کرد. همان طور که در شکل 1 نشان داده شده است، ترکیبات تقویت شده با %2 حجمی از الیاف سیزال (که به طور دستی قرار داده شده و هم راستا شده اند) و در معرض هیچ یک از چرخه های آب و هوایی شبیه سازی شده قرار نگرفته اند، از مقاومت خمشی و انعطاف پذیری بالایی برخوردار بودند. البته ترکیبات همسانی که در معرض چندین چرخه آب و هوایی شبیه سازی شده متفاوت (چرخه های تر و خشک شدن) قرار گرفتند، دچار افت اساسی در مقاومت و انعطاف پذیری شدند. مشکل پایایی دراز مدت بتن های مسلح به الیاف سیزال در شکل 1 مشاهده
می شود.

مطابق فرضیه گرام، این مشکل دوام به دلیل تجزیه شیمیایی الیاف سیزال در محیط قلیایی ماتریس سیمان ایجاد شده است.

گرام، در تحقیقات بعدی خود کشف کرد که با غشتن الیاف سیزال به عوامل حفاظت کننده شیمیایی
می توان تجزیه الیاف را به تاخیر انداخت. چندین عامل شیمیایی مختلف آزمایش شدند و البته نتیجه گیری شد که این عوامل نمی توانند به طور دائم از تجزیه الیاف جلوگیری کنند.

گرام، نهایتاً کشف کرد که می توان مشکل تجزیه الیاف را با جایگزینی حدود %45 از سیمان با سیلیکافیوم فوق العاده ریز متوقف نمود. سیلیکافیوم فعال، میزان قلیای ماتریس سیمان را تا اندازه ای که بر روی الیاف سیزال بی تاثیر باشد، کاهش می دهد و بنابراین پایایی دراز مدت ترکیبات مسلح به الیاف سیزال بهبود
می یابد.

شکل1منحنی های تنش خمشی- کرنش ترکیبات مسلح به الیاف سیزال درچرخه های مختلف آب وهوایی