الیاف شیشه‌ای AR در بتن GFRC | مزایا، مقایسه با E-Glass و بازالت و استانداردهای بین‌المللی
الیاف شیشه‌ای AR در بتن GFRC | مزایا، مقایسه با E-Glass و بازالت و استانداردهای بین‌المللی
مقدمه: اهمیت استفاده از الیاف شیشه‌ای AR در بتن
بتن مسلح با الیاف شیشه AR یا GFRC، یکی از پیشرفته‌ترین مصالح ساختمانی در پروژه‌های معماری و سازه‌ای بزرگ است. استفاده از الیاف شیشه‌ای AR (Alkali-Resistant) به دلیل مقاومت بالا در برابر محیط‌های قلیایی، دوام طولانی و استحکام ساختاری اهمیت ویژه‌ای دارد. این الیاف نخستین‌بار در دهه ۱۹۶۰ توسط دکتر A.J. Majumdar در انگلستان با افزودن اکسید زیرکنیوم (ZrO₂) تولید شد و امروزه به استانداردی جهانی در تولید بتن مسلح با الیاف تبدیل شده است.
تاریخچه الیاف شیشه و الیاف بازالت
الیاف شیشه از دهه ۱۹۳۰ میلادی در صنعت ساختمان و کامپوزیت استفاده شد و در ادامه گریدهای مختلفی مانند C-Class، E-Class و AR-Class تولید گردید که هرکدام برای کاربردی خاص طراحی شده‌اند.
در مقابل، الیاف بازالت از سنگ‌های آتشفشانی منشأ گرفته و در دهه ۱۹۶۰ در شوروی به عنوان جایگزینی برای الیاف شیشه بررسی شد. اگرچه مقاومت حرارتی و مکانیکی بالایی دارند، اما به دلیل هزینه تولید و محدودیت‌های فرآیندی، کاربرد گسترده‌ای در بتن GRC مانند الیاف AR پیدا نکردند.
انواع و ویژگی‌های الیاف شیشه‌ای
الیاف شیشه چیست؟
الیاف شیشه، رشته‌هایی نازک و مقاوم از ذوب و کشش شیشه هستند که به دلیل استحکام بالا، وزن سبک و مقاومت حرارتی در صنایع مختلف کاربرد دارند.
الیاف شیشه E-Glass
این الیاف دارای درصد بالایی از اکسید بور و آلومینیوم بوده و در برابر خوردگی مقاوم‌اند، اما در محیط قلیایی بتن دوام ندارند، بنابراین برای بتن غیرقابل استفاده هستند.
الیاف شیشه‌ای AR
الیاف AR با افزودن اکسید زیرکونیوم (ZrO₂) در برابر محیط‌های قلیایی بتن مقاوم شده‌اند. بر اساس استانداردهای بین‌المللی، حداقل ۱۶٪ زیرکنیوم برای استفاده در بتن الزامی است.
مشخصات مکانیکی الیاف شیشه AR
| ردیف | شرح | مقدار | واحد |
|---|---|---|---|
| 1 | مقاومت کششی | 1000–1700 | مگاپاسکال |
| 2 | مدول یانگ | 72–74 | گیگاپاسکال |
| 3 | چگالی | 2.65 | گرم بر سانتی‌متر مکعب |
فرایند تولید و مقایسه فنی الیاف
در فرآیند تولید، رشته‌های شیشه مذاب از صفحه‌ای به‌نام Bushing عبور کرده و به صورت Roving یا Chopped به بازار عرضه می‌شوند. هر رشته شامل ۵۰ تا ۴۰۰ فیلامنت با قطر ۱۰ تا ۲۰ میکرون است.
مقایسه الیاف شیشه‌ای AR با E-Glass و بازالت
| ویژگی‌ها | الیاف شیشه‌ای AR | الیاف E-Glass | الیاف بازالت |
|---|---|---|---|
| مقاومت قلیایی | بسیار بالا | متوسط | بالا |
| استحکام کششی | بالا | بالا | بسیار بالا |
| مقاومت حرارتی | بالا | بالا | بسیار بالا |
| هزینه تولید | متوسط | پایین | بالا |
| سازگاری با بتن | عالی | خوب | بسیار خوب |
کاربردها، مزایا و استانداردها
استفاده از الیاف شیشه‌ای AR در روش‌های پریمیکس و اسپری دستی باعث افزایش مقاومت کششی، کاهش ترک‌خوردگی و دوام بیشتر بتن می‌شود. این الیاف مطابق با استانداردهای GRCA و PCI در پروژه‌های نما، قطعات پیش‌ساخته و سازه‌های خاص به کار می‌روند.
- افزایش مقاومت کششی و خمشی بتن
- کاهش ترک سطحی و افزایش دوام
- سازگاری بالا با محیط قلیایی
- قابلیت استفاده در روش‌های Premix و Hand Spray
انعطاف‌پذیری الیاف در دو فرم Roving و Chopped امکان طراحی قطعات پیچیده و سبک را فراهم می‌کند و با قابلیت بازیافت، گزینه‌ای پایدار برای پروژه‌های مدرن محسوب می‌شود.
سؤالات متداول
- الیاف شیشه‌ای AR چیست؟ نوعی الیاف شیشه مقاوم در برابر قلیا برای تقویت بتن GRC.
- چرا در بتن استفاده می‌شود؟ برای افزایش مقاومت، کاهش ترک و دوام بیشتر.
- روش‌های تولید: ذوب مواد اولیه → کشش → اعمال پوشش → بسته‌بندی.
- ویژگی الیاف بازالت: مقاوم، اما گران‌تر و کمتر متداول از AR.
- استانداردها: GRCA و PCI تعیین‌کننده محتوای ZrO₂ و طول الیاف.
- قابل بازیافت است؟ بله، چون از شیشه ساخته شده است.
منابع لاتین
- Pioneer Fibre. (2025). What Makes AR Glass Fibers Different from Regular Glass Fibers.
- Ernest Maier. (2023). Basalt Vs. Fiberglass Rebar: Learn The Differences.
- ScienceDirect. (2022). Basalt Fibre - an overview.
- PrinceLund. (2024). Glass Fiber Types Used in Structural FRP Reinforcement.
- Basalt Guru. (2024). Basalt Fiber vs. Fiberglass.
- Smooth-On. (2025). What Is Alkali Resistant Glass Fiber?
- Xometry. (2023). All About Fiberglass.
