Бетон, узмоцнены сталёвым валакна (SFRC), - гэта новы тып кампазітнага матэрыялу, які можна наліць і распыляць, дадаўшы ў звычайны бетон адпаведную колькасць кароткага сталёвага валакна. У апошнія гады ён хутка развіваўся дома і за мяжой. Гэта пераадольвае недахопы нізкай трываласці на расцяжэнне, невялікага канчатковага падаўжэння і далікатнага ўласцівасці бетону. Ён валодае выдатнымі ўласцівасцямі, такімі як трываласць на расцяжэнне, устойлівасць да выгібу, супраціў зруху, супраціў расколін, устойлівасць да стомленасці і высокая трываласць. Ён прымяняўся ў гідраўлічнай інжынерыі, дарозе і мостах, будаўніцтве і іншых інжынерных галінах.
1. Распрацоўка жалезабетону, узмоцнены сталёвым валакна
Умацаваны валакна бетон (FRC) - гэта абрэвіятура армаванага валакна бетону. Звычайна гэта кампазіт на цэментавай аснове, які складаецца з цэментавай пасты, раствора або бетоннага і металічнага валакна, неарганічных валокнаў або аргановых валокнаў. Гэта новы будаўнічы матэрыял, які ўтвараецца раўнамерна рассейванне кароткіх і дробных валокнаў з высокай трываласцю на расцяжэнне, высокім канчатковым падаўжэннем і высокай шчолачнай устойлівасцю ў бетоннай матрыцы. Валакно ў бетоне можа абмежаваць выпрацоўку ранніх расколін у бетоне і далейшае пашырэнне расколін пад дзеяннем знешняй сілы, эфектыўна пераадольваючы ўласцівыя дэфекты, такія як нізкая трываласць на расцяжэнне, лёгкая расколіна і дрэнная стомленасць бетону і значна паляпшаюць прадукцыйнасць Непранікальнасць, воданепранікальны, марозу і абарона арматуры бетону. Умацаваны валакна бетон, асабліва бетон, узмоцнены сталёвым валакна, прыцягнуў усё больш увагі ў акадэмічных і інжынерных колах у практычнай інжынерыі з -за яго найвышэйшай працы. 1907 г. Савецкі эксперт Б. П. Hekpocab пачаў ужываць бетон, узмоцнены металічнымі валакна; У 1910 годзе HF Porter апублікавала справаздачу аб даследаваннях па кароткай армаванай валакна бетону, што дазваляе выказаць здагадку, што кароткія сталёвыя валокны павінны быць раўнамерна рассеяны ў бетоне для ўмацавання матрычных матэрыялаў; У 1911 г. Грэм з ЗША дадаў сталёвы валакно ў звычайны бетон, каб палепшыць трываласць і стабільнасць бетону; Да 1940 -х гадоў ЗША, Брытанія, Францыя, Германія, Японія і іншыя краіны правялі шмат даследаванняў па выкарыстанні металургічнага валакна для паляпшэння ўстойлівасці да зносу і ўстойлівасці да бетону, тэхналогіі вырабу бетону сталёвага валакна і паляпшэння гэтага форма сталёвага валакна для паляпшэння трываласці злучэння паміж абалонінай і бетоннай матрыцай; У 1963 годзе JP Romualdi і GB Batson апублікавалі дакумент аб механізме развіцця расколін сталёвага валакна, абмежаванага бетону, і выказалі выснову, што сіла расколіны бетону, які ўзмацняецца сталёвым валакна пры расцяжэнні (тэорыя прамежку валакна), такім чынам, пачынаючы практычную стадыю развіцця гэтага новага кампазітнага матэрыялу. Да гэтага часу, з папулярызацыяй і прымяненнем бетону, узмоцненага бетонам, з -за рознага размеркавання валокнаў у бетоне, у асноўным ёсць чатыры тыпы: бетон, жалезаны бетон, жалезабетон з гібрыднага валакна, слаісты бетон з бетонам і слаісты гібрыдны валакно Умацаваны бетон.
2. Умацаванне механізму бетону, армаванага бетону сталёвага валакна
(1) Тэорыя кампазітнай механікі. Тэорыя кампазітнай механікі заснавана на тэорыі кампазітаў бесперапынных валокнаў і ў спалучэнні з характарыстыкамі размеркавання сталёвых валокнаў у бетоне. У гэтай тэорыі кампазіты разглядаюцца як двухфазныя кампазіты з абалонінай як адна фаза і матрыца ў якасці другой фазы.
(2) Тэорыя прамежку валакна. Тэорыя прамежку валакна, таксама вядомая як тэорыя супраціву расколін, прапануецца на аснове лінейнай эластычнай механікі пералому. Гэтая тэорыя сцвярджае, што эфект арматуры валокнаў звязаны толькі з раўнамерна размеркаваным інтэрвалам валакна (мінімальны прамежак).
3. Аналіз стану распрацоўкі сталёвага абалоніны бетон
1. Умацаваны валакно ў армаваным бетоне. Бетон, узмоцнены сталёвым валакна,-гэта своеасаблівая адносна раўнамерная і шматнакіраваная жалезабетон, які ўтвараецца шляхам дадання ў звычайны бетон невялікі аб'ём вугляроднай сталі, нержавеючай сталі і FRP валокнаў. Колькасць змешвання сталёвага валакна звычайна складае 1% ~ 2% па аб'ёме, у той час як сталёвае валакно 70 ~ 100 кг змешваецца ў кожным кубічным метры бетону па вазе. Даўжыня сталёвага валакна павінна быць 25 ~ 60 мм, дыяметр павінен быць 0,25 ~ 1,25 мм, а найлепшае стаўленне даўжыні да дыяметра павінна быць 50 ~ 700. У параўнанні з звычайным бетонам, ён можа не толькі палепшыць расцяжэнне, зрух, выгіб, выгіб . павялічвацца ў 10 ~ 20 разоў. У Кітаі параўноўваюцца механічныя ўласцівасці бетону і звычайнага бетону сталёвага валакна. Калі ўтрыманне сталёвага валакна складае 15% ~ 20%, а суадносіны вадзянога цэменту складае 0,45, трываласць на расцяжэнне павялічваецца на 50% ~ 70%, трываласць згінання павялічваецца на 120% ~ 180%, трываласць уздзеяння павялічваецца на 10 ~ 20 Час, трываласць на стомленасць уздзеяння павялічваецца ў 15 ~ 20 разоў, трываласць згінання павялічваецца ў 14 ~ 20 разоў, а знос таксама значна паляпшаецца. Такім чынам, бетон, узмоцнены сталёвым валакна, валодае лепшымі фізічнымі і механічнымі ўласцівасцямі, чым просты бетон.
4. Гібрыдны валакна бетон
Адпаведныя дадзеныя даследаванняў паказваюць, што сталёвае валакно не значна спрыяе трываласці на сціск бетону і нават памяншае яго; У параўнанні з простым бетонам існуюць станоўчыя і адмоўныя (павелічэнне і памяншэнне) ці нават прамежкавыя віды на непранікальнасць, зносаўстойлівасць, уздзеянне і ўстойлівасць да жалезабетону сталёвага валакна і прафілактыку ранняга пластыкавага ўсаджвання бетону. Акрамя таго, бетон, узмоцнены сталёвым валакна, мае некаторыя праблемы, такія як вялікая дазоўка, высокая цана, іржа і амаль адсутнасць устойлівасці да выбуху, выкліканага агнём, што паўплывала на яго ўжыванне ў рознай ступені. У апошнія гады некаторыя ўнутраныя і замежныя навукоўцы пачалі звяртаць увагу на бетон з гібрыдным валакна (HFRC), спрабуючы змяшаць валокны з рознымі ўласцівасцямі і пераваг, вучыцца адзін у аднаго і давалі гульню "станоўчым гібрыдным эфектам" на розных узроўнях і на розных узроўнях і Этапы загрузкі для павышэння розных уласцівасцей бетону, каб задаволіць патрэбы розных праектаў. Аднак у дачыненні да яго розных механічных уласцівасцей, асабліва дэфармацыі стомленасці і пашкоджання стомленасці, закона аб развіцці дэфармацыі і характарыстыкі пашкоджанняў пры статычных і дынамічных нагрузках і пастаяннай амплітуды або зменнай амплітуды цыклічных нагрузак, аптымальная колькасць змешвання і змешванне долі абалоніны, адносіны, адносіны Паміж кампанентамі кампазітных матэрыялаў, эфектам умацавання і механізмам умацавання, прадукцыйнасцю супраць стомленасці, механізмам адмоваў і будаўнічай тэхналогіяй, неабходна задаваць праектам прапорцыі сумесі быць дадаткова вывучаны.
5. Плошчаныя сталёвыя абалоніны, узмоцнены бетон
Маналітнае ўзмоцненае бетон з бетонам няпроста раўнамерна змешваць, валакно лёгка агламерата, колькасць валакна вялікая, а кошт адносна высокі, што ўплывае на яго шырокае прымяненне. Прапанавана з дапамогай вялікай колькасці інжынерных і тэарэтычных даследаванняў, прапануецца новы тып сталёвага валакна, бетон, узмоцнены сталёвым валакна (LSFRC). Невялікая колькасць сталёвага валакна раўнамерна размяркоўваецца на верхняй і ніжняй паверхні дарожнай пліты, а ў сярэдзіне па -ранейшаму з'яўляецца просты бетонны пласт. Сталёвае валакно ў LSFRC звычайна размяркоўваецца ўручную ці механічна. Сталёвае валакно доўгі, а стаўленне дыяметра даўжыні звычайна складае ад 70 ~ 120, паказваючы двухмернае размеркаванне. Не ўплываючы на механічныя ўласцівасці, гэты матэрыял не толькі значна памяншае колькасць сталёвага валакна, але і дазваляе пазбегнуць з'явы агламерацыі абалоніны пры змешванні бетону інтэгральнага валакна. Акрамя таго, становішча сталёвага пласта валакна ў бетоне аказвае вялікі ўплыў на трываласць згінання бетону. Эфект арматуры сталёвага пласта валакна ў ніжняй частцы бетону з'яўляецца лепшым. З становішчам сталёвага пласта валакна, які рухаецца ўверх, эфект арматуры значна памяншаецца. Трываласць згінання LSFRC больш чым на 35% вышэй, чым у звычайнага бетону з той жа прапорцыяй сумесі, што крыху ніжэй, чым у цэлым жалезабетону, узмоцненага сталёвым валакна. Аднак LSFRC можа зэканоміць шмат матэрыяльных выдаткаў, і няма праблем з складаным змешваннем. Такім чынам, LSFRC - гэта новы матэрыял з добрымі сацыяльна -эканамічнымі перавагамі і шырокімі перспектывамі прымянення, што варты папулярызацыі і прымянення ў будаўніцтве тратуара.
6. слаістыя гібрыдныя валакна бетон
Пласт гібрыднага валакна, армаваны бетон (LHFRC), - гэта кампазітны матэрыял, які ўтвараецца пры даданні 0,1% поліпрапіленавага валакна на аснове LSFRC і раўнамерна размеркавання вялікай колькасці дробных і кароткіх поліпрапіленавых валокнаў з высокай трываласцю пры расцяжэнні і высокім узроўнем вышыні ў верхняй і ніжняй сталі Валакно бетон і звычайны бетон у сярэднім пласце. Гэта можа пераадолець слабасць прамежкавага бетоннага пласта LSFRC і прадухіліць патэнцыйную небяспеку для бяспекі пасля таго, як зношваецца паверхневае сталёвае валакно. LHFRC можа значна ўзмацніць трываласць згінання бетону. У параўнанні з простым бетонам, яго сіла згінання звычайнага бетону павялічваецца прыблізна на 20%, і ў параўнанні з LSFRC, яго сіла згінання павялічваецца на 2,6%, але гэта мала ўплывае на эластычны модуль згінання. Мінусны эластычны модуль LHFRC на 1,3% вышэйшы, чым у звычайнага бетону і на 0,3% ніжэй, чым у LSFRC. LHFRC таксама можа значна ўзмацніць згінальную трываласць бетону, а яго індэкс згінання прыблізна ў 8 разоў больш, чым у просты бетон і ў 1,3 разы, чым у LSFRC. Больш за тое, у сувязі з рознымі характарыстыкамі двух і больш валокнаў у LHFRC у бетоне, у адпаведнасці з інжынернымі патрэбамі, станоўчы гібрыдны эфект сінтэтычнага абалоніны і сталёвага валакна ў бетоне можа быць выкарыстаны для значнага паляпшэння пластычнасці, трываласці, трываласці, трываласці расколін, трываласці на расколіны , трываласць згінання і трываласць на разрыў матэрыялу, паляпшаюць якасць матэрыялу і падоўжыце тэрмін службы матэрыялу.
—— АБСА (Shanxi Architecture, т. 38, № 11, Чэнь Хукін)
Час паведамлення: 24 жніўня 2012 г.