Liflerin(fiber donatı) bir çimento matrisine dahil edilmesinin temel nedeni, tokluğu ve çekme mukavemetini arttırmak ve elde edilen kompozitin çatlama direncini iyileştirmektir. Lif eklemenin gerçek avantajı, lifler bu çatlakları köprülediğinde ve çekme işlemlerinden geçtiğinde, deformasyonun ancak yükleme kaynağından ilave bir enerji girişi ile devam edebilmesidir. Güçlendirici lifler, yükleme altında betondan daha fazla gerilir. Bu nedenle fiber takviyeli beton kompozit sistemin ilk çatlak dayanımına ulaşana kadar donatısız olarak çalıştığı varsayılır. Bu noktadan itibaren lif takviyesi devreye girer ve betonu bir arada tutar. Takviye ile maksimum yük taşıma kapasitesi, kompozitten çekilen lifler tarafından kontrol edilir.
Sentetik fiber donatı içeren betonun özelliklerini değerlendirmek için önemli miktarda araştırma yapılmıştır. Sentetik Fiber donatı ile güçlendirilmiş beton için %0,1 – %10,0 arasında değişen hacim yüzdelerinde test verileri elde edilmiştir. Polipropilen elyaf takviyeli betonun malzeme özellikleri, büyük ölçüde elyaf konsantrasyonuna ve elyafın özelliklerine bağlı olarak biraz değişkendir. Polipropilen elyafın beton takviyesi olarak etkinliği, elyaf ve matris arasındaki bağa bağlıdır. Sentetik fiber donatı, düşük elastik modülü ve çimento hamuru ile zayıf fizikokimyasal bağlanma ile karakterize edilse de, eğilme yükü altında bir yapının yük taşıma kabiliyetinin önemli ölçüde artırılabileceği oldukça açıktır (Brown ve diğerleri, 2001).
Polipropilen Malzeme
Polipropilen (PP), propilen moleküllerinin monomer birimlerinin dikkatlice kontrol edilen ısı ve basınç altında bir katalizör varlığında çok uzun polimer molekülleri veya zincirlerine polimerize edilmesiyle üretilen çok yönlü bir termoplastik malzemedir (Brown ve diğerleri, 2002). Polipropilen, yılda %6-7 pazar payı büyümesi ile en hızlı büyüyen emtia termoplastik sınıflarından biridir. Üretilen polipropilen hacmi sadece polietilen ve polivinil klorür tarafından aşılır. Polipropilenin makul maliyeti ve uygun özellikleri, güçlü büyüme hızına katkıda bulunur (Maier ve Calafut, 1998).
Polipropilen son derece sert ve katıdır ve çok düşük sıcaklıklarda kırılgandır. Kullanım aralığının ötesine geçene kadar sıcaklık arttıkça yavaş yavaş daha yumuşak ve daha esnek hale gelir. Polimerin kristal yapısı, erime noktasında büyük bir değişikliğe uğrar. Polipropilenin yüksek erime noktası, yüksek sıcaklıklarda yumuşamaya karşı direnç sağlar. Standart polipropilen sınıfları, kısa süreler için 107 ºC’nin üzerindeki ve 121 ºC’nin üzerindeki sürekli hizmet sıcaklıklarına dayanabilir (Maier ve Calafut, 1989).
PP reçinesinin amorf bölgeleri – 35 ile 26 ºC arasındaki sıcaklıklarda camsı geçişe uğrar. Bu geçiş, ısıtma hızına, termal geçmişe ve mikro yapıya ve ölçüm yöntemine bağlıdır. Cam geçiş sıcaklığının üzerindeki polimer zincirlerinin molekülleri ve bölümleri titreşir ve kristal olmayan polimer bölgelerinde hareket eder. PP’nin en yaygın olarak kullanıldığı normal sıcaklık aralığı, yüksek taraftaki kristalin erime noktası ve düşük taraftaki cam geçiş sıcaklığı ile sınırlıdır (Brown ve diğerleri, 2001).
Sentetik fiber donatının mekanik özellikleri büyük ölçüde zamana, sıcaklığa ve strese bağlıdır. Ayrıca, yarı kristal bir malzemedir, bu nedenle kristallik derecesi ve yönelim de mekanik özellikleri etkiler. Ayrıca malzeme homopolimer, blok kopolimer ve rastgele kopolimer olarak mevcut olabilir ve dolgu maddeleri, takviyeler ve değiştiriciler tarafından kapsamlı bir şekilde değiştirilebilir.
Polipropilen bir termoplastiktir ve bu nedenle ısıtıldığında yumuşar ve soğutulduğunda sertleşir. Ortam sıcaklıklarında serttir ve bu doğal özelliği, enjeksiyonlu kalıplama veya ekstrüzyon gibi ekonomik işleme tekniklerine izin verir. Yumuşama noktası veya ısı altında deformasyona karşı direnç, servis sıcaklık aralığını sınırlar. Ürün geniş bir çalışma sıcaklığı aralığına sahipse, doğrusal genleşme katsayısı önemli hale gelir. Polipropilenin doğrusal genleşme katsayısı, çoğu ticari plastikten daha yüksektir, ancak polietileninkinden daha düşüktür (Maier ve Calafut, 1989).
Polipropilen maksimum çalışma sıcaklıkları içerisinde yüksek sıcaklıklara maruz kaldığında kademeli bir bozulma meydana gelir. Bu etki termal yaşlanma olarak bilinir. Yaşlandırma sıcaklığı, fiberin stabilite derecesine ve testin uygunluğuna bağlı olarak 70 °C ila 135 °C arasında değişir. Elyaf mukavemetinde ve uzamasında yüzde 50’lik bir kayıp veya tokluk faktörü genellikle indüksiyon periyodunun sonu olarak alınır ve test sıcaklığında polimer stabilitesinin nispi bir ölçüsü olarak kabul edilir (Maier ve Calafut, 1998).
Polipropilen, polar olmayan yapısı nedeniyle kimyasal saldırılara karşı yüksek bir dirence sahiptir. Polar olmayan terimi, atomlar arasındaki bağı ifade eder. Her elementin atomlarının belirli bir elektronegatiflik değeri vardır. Bir bağdaki atomların elektronegatiflik değerleri arasındaki fark ne kadar küçükse, bağın polaritesi de o kadar küçük olacaktır. Bu fark küçük olduğunda malzemenin polar olmadığı söylenir (Maier ve Calafut, 1998). Birçok kimyasal saldırı, daha yüksek sıcaklıklarda ve kimyasal reaktifin daha yüksek konsantrasyonlarında daha şiddetlidir. Genel olarak polipropilen alkollere, organik asitlere, esterlere ve ketonlara karşı dirençlidir. Bakır ve bakır alaşımları ile temas, özellikle dolgu maddeleri ve takviyelerin varlığında oksidasyonu hızlandırır. Ayrıca su absorpsiyonu düşüktür ve bunun nedeni malzemenin polar olmayan doğasıdır (Brown ve diğerleri, 2001).
Polipropilen lifler, kristal ve kristal olmayan bölgelerden oluşur. Elyaf eğirme ve çekme, hem kristal hem de amorf bölgelerin yönlenmesine neden olabilir. Polipropilen lifler hafif olmaları, iyi esneklikleri, iyi termal kararlılıkları, yüksek mukavemetleri ve uygun uzama özellikleri ile karakterize edilirler (Maier ve Calafut, 1989).
Polipropilen Elyafın Özellikleri
PP elyafın özgül ağırlığı 0.90 – 0.91 gm cm-3’tür. Düşük özgül ağırlığı nedeniyle PP, belirli bir ağırlık için en büyük lif hacmini verir. Bu yüksek verim, PP elyafın daha hafif olurken iyi bir hacim ve örtü sağladığı anlamına gelir. Polipropilen tüm liflerin en hafifidir ve ayrıca sudan daha hafiftir. Polyesterden %34, naylondan %20 daha hafiftir. Polipropilen elyaf, herhangi bir doğal veya sentetik elyafın en düşük termal iletkenliğine sahiptir. Polipropilen lifler daha uzun süre daha fazla ısı tutar. Ve -55 °C civarındaki sıcaklıklarda esnek kalır. Polipropilenin erime noktası yaklaşık 165 °C’dir ve gerçek bir yumuşama noktası sıcaklığına sahip olmasa da elyafın maksimum işleme sıcaklığı yaklaşık 140 °C’dir. Yüksek sıcaklıklara uzun süre maruz kalmak, elyafın bozulmasına neden olur, ancak işleme sırasında ve normal hizmet sıcaklıklarında onları korumak için polipropilen elyaflara antioksidanlar eklenir. Bununla birlikte, bu sıcaklık, lifin hemen hemen tüm normal üretim süreçlerinde tatmin edici bir şekilde işlenmesi için yeterince yüksektir (Brown ve diğerleri, 2001). Polipropilen, çoğu kimyasal türünün etkisine karşı herhangi bir yaygın elyafın en iyi direncine sahiptir ve yalnızca en agresif asitlerden ve oksitleyici maddelerden etkilenir. Lif çoğu asit, alkali ve tuzdan etkilenmez. Polipropilen elyaf bakteri veya mikroorganizmalardan etkilenmez. Aynı zamanda güve yemez ve çürümez ve doğal olarak küf ve küf oluşumuna karşı dirençlidir (Brown ve diğerleri, 2001).
OneShot Fiber Donatı ürünlerini Makro sentetik fiber donatı ve mikro sentetik fiber donatı sayfaları üzerinden inceleyebilirsiniz.