اسٹیل فائبر ریئنفورسڈ کنکریٹ (SFRC) ایک نئی قسم کا مرکب مواد ہے جسے عام کنکریٹ میں مختصر اسٹیل فائبر کی مناسب مقدار شامل کرکے ڈالا اور اسپرے کیا جاسکتا ہے۔ حالیہ برسوں میں اس نے اندرون اور بیرون ملک تیزی سے ترقی کی ہے۔ یہ کم تناؤ کی طاقت، چھوٹی حتمی لمبائی اور کنکریٹ کی ٹوٹنے والی خاصیت کی خامیوں پر قابو پاتا ہے۔ اس میں بہترین خصوصیات ہیں جیسے تناؤ کی طاقت، موڑنے والی مزاحمت، قینچ مزاحمت، شگاف مزاحمت، تھکاوٹ مزاحمت اور اعلی جفاکشی۔ اس کا اطلاق ہائیڈرولک انجینئرنگ، سڑک اور پل، تعمیرات اور دیگر انجینئرنگ شعبوں میں کیا گیا ہے۔

 

一.سٹیل فائبر پربلت کنکریٹ کی ترقی

 

فائبر رینفورسڈ کنکریٹ (FRC) فائبر رینفورسڈ کنکریٹ کا مخفف ہے۔ یہ عام طور پر سیمنٹ پر مبنی مرکب ہوتا ہے جو سیمنٹ پیسٹ، مارٹر یا کنکریٹ اور دھاتی فائبر، غیر نامیاتی فائبر یا نامیاتی فائبر سے تقویت یافتہ مواد پر مشتمل ہوتا ہے۔ یہ ایک نیا تعمیراتی مواد ہے جو کنکریٹ میٹرکس میں اعلی تناؤ کی طاقت، اعلیٰ حتمی طول و عرض اور اعلی الکلی مزاحمت کے ساتھ یکساں طور پر چھوٹے اور باریک ریشوں کو پھیلا کر تشکیل دیا گیا ہے۔ کنکریٹ میں موجود فائبر کنکریٹ میں ابتدائی دراڑوں کی نسل کو محدود کر سکتا ہے اور بیرونی قوت کے عمل کے تحت دراڑوں کی مزید توسیع کو، مؤثر طریقے سے موروثی نقائص پر قابو پا سکتا ہے جیسے کم تناؤ کی طاقت، آسان کریکنگ اور کنکریٹ کی کمزور تھکاوٹ مزاحمت، اور ناقابل تسخیر، واٹر پروف، ٹھنڈ کے خلاف مزاحمت اور کنکریٹ کے تحفظ کی کارکردگی کو بہت بہتر بنا سکتا ہے۔ فائبر ریئنفورسڈ کنکریٹ، خاص طور پر اسٹیل فائبر ریئنفورسڈ کنکریٹ نے اپنی اعلیٰ کارکردگی کی وجہ سے عملی انجینئرنگ میں علمی اور انجینئرنگ حلقوں میں زیادہ سے زیادہ توجہ حاصل کی ہے۔ 1907 سوویت ماہر بی پی۔ ہیکپوکاب نے دھاتی فائبر سے مضبوط کنکریٹ استعمال کرنا شروع کیا۔ 1910 میں، ایچ ایف پورٹر نے مختصر فائبر رینفورسڈ کنکریٹ پر ایک تحقیقی رپورٹ شائع کی، جس میں تجویز کیا گیا کہ میٹرکس مواد کو مضبوط بنانے کے لیے چھوٹے اسٹیل کے ریشوں کو کنکریٹ میں یکساں طور پر منتشر کیا جانا چاہیے۔ 1911 میں، ریاستہائے متحدہ کے گراہم نے کنکریٹ کی مضبوطی اور استحکام کو بہتر بنانے کے لیے عام کنکریٹ میں اسٹیل فائبر شامل کیا۔ 1940 کی دہائی تک، ریاستہائے متحدہ، برطانیہ، فرانس، جرمنی، جاپان اور دیگر ممالک نے کنکریٹ کے پہننے کی مزاحمت اور شگاف کے خلاف مزاحمت کو بہتر بنانے، اسٹیل فائبر کنکریٹ کی مینوفیکچرنگ ٹیکنالوجی، اور فائبر اور کنکریٹ کے درمیان تعلقات کی مضبوطی کو بہتر بنانے کے لیے اسٹیل فائبر کی شکل کو بہتر بنانے کے لیے اسٹیل فائبر کے استعمال پر کافی تحقیق کی تھی۔ 1963 میں، جے پی رومالڈی اور جی بی بیٹسن نے اسٹیل فائبر کنکریٹ کے کریک ڈویلپمنٹ میکانزم پر ایک مقالہ شائع کیا، اور یہ نتیجہ اخذ کیا کہ اسٹیل فائبر ریئنفورسڈ کنکریٹ کی کریک طاقت کا تعین اسٹیل کے ریشوں کی اوسط وقفہ کاری سے ہوتا ہے جو تناؤ کے تناؤ میں ایک مؤثر کردار ادا کرتا ہے (فائبر اسپیس کی ترقی کے نئے مرحلے)۔ جامع مواد. اب تک، کنکریٹ میں ریشوں کی مختلف تقسیم کی وجہ سے، اسٹیل فائبر رینفورسڈ کنکریٹ کی مقبولیت اور اطلاق کے ساتھ، بنیادی طور پر چار اقسام ہیں: اسٹیل فائبر ریئنفورسڈ کنکریٹ، ہائبرڈ فائبر رینفورسڈ کنکریٹ، پرتوں والے اسٹیل فائبر ریئنفورسڈ کنکریٹ اور پرتوں والے ہائبرڈ فائبر کنکریٹ۔

 

二سٹیل فائبر ریئنفورسڈ کنکریٹ کی مضبوطی کا طریقہ کار

 

1. جامع میکانکس تھیوری۔ جامع میکانکس کا نظریہ مسلسل فائبر مرکبات کے نظریہ پر مبنی ہے اور کنکریٹ میں اسٹیل ریشوں کی تقسیم کی خصوصیات کے ساتھ مل کر ہے۔ اس نظریہ میں، کمپوزٹ کو دو فیز کمپوزٹ کے طور پر شمار کیا جاتا ہے جس میں فائبر ایک فیز کے طور پر اور میٹرکس کو دوسرے فیز کے طور پر سمجھا جاتا ہے۔

 

فائبر سپیسنگ تھیوری۔ فائبر سپیسنگ تھیوری، جسے کریک ریزسٹنس تھیوری بھی کہا جاتا ہے، لکیری لچکدار فریکچر میکانکس کی بنیاد پر تجویز کیا گیا ہے۔ یہ نظریہ یہ رکھتا ہے کہ ریشوں کی تقویت کا اثر صرف یکساں طور پر تقسیم شدہ فائبر کی جگہ (کم سے کم وقفہ کاری) سے متعلق ہے۔

 

تمسٹیل فائبر پربلت کنکریٹ کی ترقی کی حیثیت پر تجزیہ

 

1.اسٹیل فائبر مضبوط کنکریٹ۔اسٹیل فائبر رینفورسڈ کنکریٹ نسبتاً یکساں اور کثیر جہتی مضبوط کنکریٹ کی ایک قسم ہے جو کم کاربن اسٹیل، سٹینلیس سٹیل اور ایف آر پی ریشوں کی ایک چھوٹی سی مقدار کو عام کنکریٹ میں شامل کرکے تشکیل دیا جاتا ہے۔ اسٹیل فائبر کی مکسنگ کی مقدار عام طور پر حجم کے لحاظ سے 1% ~ 2% ہوتی ہے، جبکہ 70 ~ 100kg سٹیل فائبر کنکریٹ کے ہر کیوبک میٹر میں وزن کے لحاظ سے ملایا جاتا ہے۔ اسٹیل فائبر کی لمبائی 25 ~ 60 ملی میٹر، قطر 0.25 ~ 1.25 ملی میٹر ہونا چاہئے، اور لمبائی اور قطر کا بہترین تناسب 50 ~ 700 ہونا چاہئے۔ عام کنکریٹ کے مقابلے میں، یہ نہ صرف تناؤ، قینچ، موڑنے، پہننے اور کریک کو بہتر بنا سکتا ہے بلکہ اس کے اثرات کو بھی بہتر بنا سکتا ہے۔ کنکریٹ کی مزاحمت، اور نمایاں طور پر تھکاوٹ مزاحمت اور ساخت کی استحکام کو بہتر بنانے کے، خاص طور پر جفاکشی 10 ~ 20 گنا اضافہ کیا جا سکتا ہے. چین میں سٹیل فائبر ریئنفورسڈ کنکریٹ اور عام کنکریٹ کی مکینیکل خصوصیات کا موازنہ کیا جاتا ہے۔ جب اسٹیل فائبر کا مواد 15% ~ 20% ہے اور پانی کے سیمنٹ کا تناسب 0.45 ہے تو تناؤ کی طاقت میں 50% ~ 70% اضافہ ہوتا ہے، لچکدار طاقت میں 120% ~ 180% اضافہ ہوتا ہے، اثر کی طاقت 10 ~ 20 گنا بڑھ جاتی ہے، اثر کی طاقت میں 10 ~ 20 گنا اضافہ ہوتا ہے 14 ~ 20 گنا بڑھ جاتا ہے، اور پہننے کی مزاحمت بھی نمایاں طور پر بہتر ہوتی ہے۔ لہذا، سٹیل فائبر پربلت کنکریٹ سادہ کنکریٹ سے بہتر جسمانی اور مکینیکل خصوصیات رکھتا ہے۔

2. ہائبرڈ فائبر کنکریٹ۔ متعلقہ تحقیقی اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ سٹیل فائبر کنکریٹ کی کمپریشن طاقت کو نمایاں طور پر فروغ نہیں دیتا، یا اسے کم بھی نہیں کرتا ہے۔ سادہ کنکریٹ کے مقابلے میں، اسٹیل فائبر ریئنفورسڈ کنکریٹ کی ناقابل تسخیریت، پہننے کی مزاحمت، اثرات اور پہننے کی مزاحمت اور کنکریٹ کے ابتدائی پلاسٹک سکڑنے کی روک تھام کے بارے میں مثبت اور منفی (اضافہ اور کمی) یا یہاں تک کہ درمیانی خیالات ہیں۔ اس کے علاوہ، اسٹیل فائبر ریئنفورسڈ کنکریٹ میں کچھ مسائل ہیں، جیسے کہ بڑی خوراک، زیادہ قیمت، زنگ اور لگ بھگ کوئی مزاحمت نہیں ہوتی جو آگ کی وجہ سے پھٹ جاتی ہے، جس کی وجہ سے اس کے اطلاق کو مختلف ڈگریوں تک متاثر کیا جاتا ہے۔ حالیہ برسوں میں، کچھ ملکی اور غیر ملکی اسکالرز نے ہائبرڈ فائبر کنکریٹ (HFRC) پر توجہ دینا شروع کی، مختلف خصوصیات اور فوائد کے ساتھ ریشوں کو ملانے، ایک دوسرے سے سیکھنے، اور کنکریٹ کی مختلف خصوصیات کو بڑھانے کے لیے مختلف سطحوں اور لوڈنگ کے مراحل پر "مثبت ہائبرڈ اثر" کو کھیلنے کی کوشش کی، تاکہ مختلف منصوبوں کی ضروریات کو پورا کیا جا سکے۔ تاہم، اس کی مختلف مکینیکل خصوصیات کے حوالے سے، خاص طور پر اس کی تھکاوٹ کی خرابی اور تھکاوٹ کو پہنچنے والے نقصان، اخترتی کی نشوونما کا قانون اور جامد اور متحرک بوجھ کے تحت نقصان کی خصوصیات اور مستقل طول و عرض یا متغیر طول و عرض سائیکلک بوجھ، زیادہ سے زیادہ اختلاط کی مقدار اور فائبر کے اختلاط کا تناسب، اجزاء کے درمیان تعلق کو مضبوط کرتا ہے، مواد کے اثرات کو مضبوط کرتا ہے۔ تھکاوٹ کی کارکردگی، ناکامی کا طریقہ کار اور تعمیراتی ٹیکنالوجی، مرکب تناسب ڈیزائن کے مسائل کو مزید مطالعہ کرنے کی ضرورت ہے۔

3. پرتوں والا سٹیل فائبر مضبوط کنکریٹ۔یک سنگی فائبر پربلت کنکریٹ کو یکساں طور پر مکس کرنا آسان نہیں ہے، فائبر کو جمع کرنا آسان ہے، فائبر کی مقدار بڑی ہے، اور قیمت نسبتاً زیادہ ہے، جو اس کے وسیع استعمال کو متاثر کرتی ہے۔ انجینئرنگ پریکٹس اور نظریاتی تحقیق کی ایک بڑی تعداد کے ذریعے، ایک نئی قسم کی سٹیل فائبر ڈھانچہ، پرت سٹیل فائبر ریئنفورسڈ کنکریٹ (LSFRC) تجویز کی گئی ہے۔ سڑک کے سلیب کی اوپری اور نچلی سطحوں پر تھوڑی مقدار میں سٹیل کا ریشہ یکساں طور پر تقسیم کیا جاتا ہے، اور درمیان میں اب بھی ایک سادہ کنکریٹ کی تہہ ہے۔ LSFRC میں اسٹیل فائبر کو عام طور پر دستی یا میکانکی طور پر تقسیم کیا جاتا ہے۔ اسٹیل فائبر لمبا ہے، اور لمبائی قطر کا تناسب عام طور پر 70 ~ 120 کے درمیان ہوتا ہے، جو دو جہتی تقسیم کو ظاہر کرتا ہے۔ مکینیکل خصوصیات کو متاثر کیے بغیر، یہ مواد نہ صرف اسٹیل فائبر کی مقدار کو بہت کم کرتا ہے، بلکہ انٹیگرل فائبر ریئنفورسڈ کنکریٹ کے اختلاط میں فائبر جمع ہونے کے رجحان سے بھی بچتا ہے۔ اس کے علاوہ، کنکریٹ میں اسٹیل فائبر کی تہہ کی پوزیشن کنکریٹ کی لچکدار طاقت پر بہت زیادہ اثر ڈالتی ہے۔ کنکریٹ کے نچلے حصے میں اسٹیل فائبر کی تہہ کا کمک اثر بہترین ہے۔ سٹیل فائبر پرت کی پوزیشن اوپر جانے کے ساتھ، کمک کا اثر نمایاں طور پر کم ہو جاتا ہے۔ LSFRC کی لچکدار طاقت اسی مرکب تناسب کے ساتھ سادہ کنکریٹ کی نسبت 35% زیادہ ہے، جو کہ انٹیگرل اسٹیل فائبر ریئنفورسڈ کنکریٹ سے قدرے کم ہے۔ تاہم، LSFRC بہت زیادہ مواد کی لاگت کو بچا سکتا ہے، اور مشکل اختلاط کا کوئی مسئلہ نہیں ہے. لہذا، LSFRC اچھے سماجی اور اقتصادی فوائد اور وسیع اطلاق کے امکانات کے ساتھ ایک نیا مواد ہے، جو کہ فٹ پاتھ کی تعمیر میں مقبولیت اور استعمال کے لائق ہے۔

 

4.پرتوں والا ہائبرڈ فائبر کنکریٹ۔پرت ہائبرڈ فائبر ریئنفورسڈ کنکریٹ (LHFRC) ایک مرکب مواد ہے جو LSFRC کی بنیاد پر 0.1% پولی پروپلین فائبر کو شامل کرکے اور یکساں طور پر بڑی تعداد میں باریک اور مختصر پولی پروپیلین ریشوں کو تقسیم کرتا ہے جس میں اوپری اور نچلی پلیٹ اور کنکریٹ اسٹیل کے درمیانی تہہ میں اعلی تناؤ کی طاقت اور اعلیٰ حتمی توسیع ہوتی ہے۔ یہ LSFRC انٹرمیڈیٹ سادہ کنکریٹ کی تہہ کی کمزوری پر قابو پا سکتا ہے اور سطحی اسٹیل فائبر کے ختم ہونے کے بعد ممکنہ حفاظتی خطرات کو روک سکتا ہے۔ LHFRC کنکریٹ کی لچکدار طاقت کو نمایاں طور پر بڑھا سکتا ہے۔ سادہ کنکریٹ کے مقابلے میں، سادہ کنکریٹ کی اس کی لچکدار طاقت میں تقریباً 20 فیصد اضافہ ہوا ہے، اور ایل ایس ایف آر سی کے مقابلے میں، اس کی لچکدار طاقت میں 2.6 فیصد اضافہ ہوا ہے، لیکن اس کا کنکریٹ کے لچکدار لچکدار ماڈیولس پر بہت کم اثر پڑتا ہے۔ LHFRC کا لچکدار لچکدار ماڈیولس سادہ کنکریٹ سے 1.3% زیادہ اور LSFRC کے مقابلے میں 0.3% کم ہے۔ LHFRC کنکریٹ کی لچکدار سختی کو بھی نمایاں طور پر بڑھا سکتا ہے، اور اس کا لچکدار سختی انڈیکس سادہ کنکریٹ سے تقریباً 8 گنا اور LSFRC سے 1.3 گنا ہے۔ مزید برآں، کنکریٹ میں LHFRC میں دو یا دو سے زیادہ ریشوں کی مختلف کارکردگی کی وجہ سے، انجینئرنگ کی ضروریات کے مطابق، کنکریٹ میں مصنوعی فائبر اور سٹیل فائبر کے مثبت ہائبرڈ اثر کو بہت بہتر بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، استحکام، مضبوطی، شگاف کی طاقت، لچکدار طاقت اور مواد کی تناؤ کی طاقت، مواد کی خدمت کے معیار کو بہتر بنانے اور معیار کو بہتر بنانے کے لیے۔

——خلاصہ (Shanxi architecture, Vol. 38, No. 11, Chen Huiqing)