Ŝtala fibro ŝtalbetono (SFRC) estas nova speco de kompozita materialo kiu povas esti verŝita kaj ŝprucita aldonante konvenan kvanton de mallonga ŝtalfibro en ordinaran betonon. Ĝi rapide disvolviĝis hejme kaj eksterlande dum la lastaj jaroj. Ĝi venkas la mankojn de malalta tirstreĉo-rezisto, malgranda finfina plilongiĝo kaj fragila propraĵo de betono. Ĝi havas bonegajn proprietojn kiel streĉa forto, fleksebla rezisto, tonda rezisto, fenda rezisto, laceca rezisto kaj alta fortikeco. Ĝi estis aplikata en hidraŭlika inĝenierado, vojo kaj ponto, konstruo kaj aliaj inĝenieraj kampoj.
1. Disvolviĝo de ŝtalo fibro plifortigita betono
Fibra ŝtalbetono (FRC) estas la mallongigo de fibro ŝtalbetono. Ĝi estas kutime cement-bazita kunmetaĵo kunmetita de cementpasto, mortero aŭ betono kaj metalfibro, neorganika fibro aŭ organika fibro plifortigita materialoj. Ĝi estas nova konstrumaterialo formita per unuforme disvastiĝantaj mallongaj kaj fajnaj fibroj kun alta streĉa forto, alta finfina plilongiĝo kaj alta alkala rezisto en la betona matrico. Fibro en betono povas limigi la generacion de fruaj fendoj en betono kaj la pluan ekspansion de fendetoj sub la ago de ekstera forto, efike venki la proprajn difektojn kiel malalta tirrezisto, facila krakado kaj malbona lacecrezisto de betono, kaj multe plibonigi la agadon. de impermeabileco, akvorezista, frostorezisto kaj plifortiga protekto de betono. Fibra betono, precipe ŝtala fibro betono, altiris pli kaj pli da atento en akademiaj kaj inĝenieraj rondoj en praktika inĝenierado pro sia supera rendimento. 1907 sovetia fakulo B П. Hekpocab komencis uzi metalan fibron ŝtalbetonon; En 1910, HF Porter publikigis esplorraporton pri mallonga fibro ŝtalbetono, sugestante ke mallongaj ŝtalfibroj devus esti egale disigitaj en betono por fortigi matricmaterialojn; En 1911, Graham de Usono aldonis ŝtalfibron en ordinaran betonon por plibonigi la forton kaj stabilecon de betono; Ĝis la 1940-aj jaroj, Usono, Britio, Francio, Germanio, Japanio kaj aliaj landoj faris multan esploron pri uzado de ŝtala fibro por plibonigi la eluziĝoreziston kaj fendetreziston de betono, la fabrikada teknologio de ŝtala fibrobetono, kaj plibonigo de la formo de ŝtala fibro por plibonigi la ligan forton inter fibro kaj betona matrico; En 1963, JP romualdi kaj GB Batson publikigis artikolon pri la fendeto-disvolva mekanismo de ŝtalfibro limigita betono, kaj prezentis la konkludon ke la fendetforto de ŝtalfibro ŝtalbetono estas determinita per la meza interspacigo de ŝtalfibroj kiu ludas efikan rolon. en tirstreĉo (teorio pri interspaco de fibro), tiel komencante la praktikan evolustazon de ĉi tiu nova kunmetita materialo. Ĝis nun, kun la popularigo kaj aplikado de ŝtala fibro ŝtalbetono, pro la malsama distribuo de fibroj en betono, estas ĉefe kvar specoj: ŝtala fibro ŝtalbetono, hibrida fibro ŝtalbetono, tavoligita ŝtala fibro ŝtalbetono kaj tavoligita hibrida fibro. ŝtalbetono.
2. Plifortiga mekanismo de ŝtala fibro plifortigita betono
(1) Teorio de kompona mekaniko. La teorio de kunmetaĵa mekaniko estas bazita sur la teorio de kontinuaj fibrokunmetaĵoj kaj kombinita kun la distribuokarakterizaĵoj de ŝtalfibroj en betono. En ĉi tiu teorio, kunmetaĵoj estas rigarditaj kiel dufazaj kunmetaĵoj kun fibro kiel unu fazo kaj matrico kiel la alia fazo.
(2) Fibra interspaciga teorio. Fibra interspaciga teorio, ankaŭ konata kiel fendetrezista teorio, estas proponita surbaze de lineara elasta frakturmekaniko. Tiu teorio diras ke la plifortikigefiko de fibroj estas nur rilatita al la unuforme distribuita fibrointerspacigo (minimuma interspacigo).
3. Analizo pri disvolva stato de ŝtala fibro plifortigita betono
1.Steel fibro plifortigita betono. Ŝtalfibra ŝtalbetono estas speco de relative unuforma kaj plurdirekta ŝtalbetono formita aldonante malgrandan kvanton da malaltkarbona ŝtalo, neoksidebla ŝtalo kaj FRP-fibroj en ordinaran betonon. La miksa kvanto de ŝtala fibro estas ĝenerale 1% ~ 2% laŭ volumeno, dum 70 ~ 100kg ŝtala fibro estas miksita en ĉiu kuba metro da betono laŭ pezo. La longo de ŝtala fibro devus esti 25 ~ 60mm, la diametro devus esti 0.25 ~ 1.25mm, kaj la plej bona rilatumo de longo al diametro devus esti 50 ~ 700. Kompare kun ordinara betono, ĝi ne nur povas plibonigi la streĉadon, tondilon, fleksadon. , Eluziĝo kaj fendeto rezisto, sed ankaŭ multe plibonigas la frakturforto kaj trafo rezisto de betono, kaj signife plibonigas la laceco rezisto kaj fortikeco de strukturo, precipe la fortikeco povas esti pliigita je 10 ~ 20 fojojn. La mekanikaj propraĵoj de ŝtala fibro ferbetono kaj ordinara betono estas komparitaj en Ĉinio. Kiam la enhavo de ŝtala fibro estas 15% ~ 20% kaj la akva cementa proporcio estas 0,45, la tirforto pliiĝas je 50% ~ 70%, la fleksa forto pliiĝas je 120% ~ 180%, la trafforto pliiĝas je 10 ~ 20%. fojojn, la trafa lacecforto pliiĝas je 15 ~ 20 fojojn, la fleksa forto pliiĝas je 14 ~ 20 fojojn, kaj la eluziĝorezisto ankaŭ estas signife plibonigita. Tial, ŝtala fibro ŝtalbetono havas pli bonajn fizikajn kaj mekanikajn trajtojn ol simpla betono.
4. Hibrida fibro betono
Rilataj esplordatenoj montras, ke ŝtala fibro ne signife antaŭenigas la kunpreman forton de betono, aŭ eĉ reduktas ĝin; Kompare kun simpla betono, ekzistas pozitivaj kaj negativaj (pliiĝo kaj malkresko) aŭ eĉ mezaj vidoj pri la impermeabileco, eluziĝorezisto, efiko kaj eluziĝorezisto de ŝtala fibro ŝtalbetono kaj la preventado de frua plasta ŝrumpado de betono. Krome, ŝtala fibro plifortigita betono havas kelkajn problemojn, kiel granda dozo, alta prezo, rusto kaj preskaŭ neniu rezisto al krevo kaŭzita de fajro, kiu influis ĝian aplikon en diversaj gradoj. En la lastaj jaroj, kelkaj enlandaj kaj eksterlandaj akademiuloj komencis atenti al hibrida fibrobetono (HFRC), provante miksi fibrojn kun malsamaj propraĵoj kaj avantaĝoj, lerni unu de la alia, kaj doni ludon al la "pozitiva hibrida efiko" sur malsamaj niveloj kaj ŝarĝaj etapoj por plibonigi diversajn ecojn de betono, por plenumi la bezonojn de malsamaj projektoj. Tamen, koncerne ĝiajn diversajn mekanikajn ecojn, precipe ĝia lacecdeformado kaj lacecdamaĝo, deformado disvolviĝo leĝo kaj damaĝo karakterizaĵoj sub statikaj kaj dinamikaj ŝarĝoj kaj konstanta amplitudo aŭ ŝanĝiĝema amplekso ciklaj ŝarĝoj, la optimuma miksado kvanto kaj miksado proporcio de fibro, la rilato inter komponantoj de kunmetitaj materialoj, plifortiga efiko kaj plifortiga mekanismo, kontraŭ laceca agado, malsukcesa mekanismo kaj konstrua teknologio, La problemoj de miksa proporcia dezajno devas esti plistuditaj.
5. Tavoligita ŝtalo fibro plifortigita betono
Monolita fibro plifortigita betono ne facile mikseblas egale, la fibro estas facile aglomerebla, la kvanto de fibro estas granda, kaj la kosto estas relative alta, kio influas ĝian larĝan aplikon. Tra granda nombro da inĝenieristikpraktiko kaj teoria esplorado, nova speco de ŝtala fibrostrukturo, tavola ŝtala fibro ferbetono (LSFRC), estas proponita. Malgranda kvanto de ŝtalfibro estas egale distribuita sur la supraj kaj malsupraj surfacoj de la vojplato, kaj la mezo daŭre estas simpla betontavolo. La ŝtalfibro en LSFRC estas ĝenerale distribuita mane aŭ meĥanike. La ŝtala fibro estas longa, kaj la longo-diametra proporcio estas ĝenerale inter 70 ~ 120, montrante dudimensian distribuon. Sen tuŝi la mekanikajn ecojn, ĉi tiu materialo ne nur multe reduktas la kvanton de ŝtala fibro, sed ankaŭ evitas la fenomenon de fibro-aglomerado en la miksado de integra fibro plifortigita betono. Krome, la pozicio de ŝtala fibrotavolo en betono havas grandan efikon al la fleksa forto de betono. La plifortiga efiko de ŝtala fibrotavolo ĉe la fundo de betono estas la plej bona. Kun la pozicio de ŝtala fibrotavolo supreniranta, la plifortiga efiko malpliiĝas signife. La fleksa forto de LSFRC estas pli ol 35% pli alta ol tiu de simpla betono kun la sama miksaĵproporcio, kiu estas iomete pli malalta ol tiu de integra ŝtala fibro ŝtalbetono. Tamen, LSFRC povas ŝpari multan materialan koston, kaj ne estas problemo de malfacila miksado. Tial, LSFRC estas nova materialo kun bonaj sociaj kaj ekonomiaj avantaĝoj kaj larĝaj aplikaj perspektivoj, kiu estas inda je popularigo kaj apliko en trotuaro-konstruo.
6. Tavoligita hibrida fibro betono
Tavola hibrida fibro ŝtalbetono (LHFRC) estas kunmetaĵo formita aldonante 0.1% polipropilena fibro surbaze de LSFRC kaj egale distribuante grandan nombron da fajnaj kaj mallongaj polipropilenaj fibroj kun alta tirstreĉo-rezisto kaj alta finfina plilongiĝo en la supra kaj malsupra ŝtalo. fibrobetono kaj la simpla betono en la meza tavolo. Ĝi povas venki la malfortecon de LSFRC-intera simpla betona tavolo kaj malhelpi la eblajn sekurecdanĝerojn post kiam la surfaca ŝtala fibro estas eluzita. LHFRC povas signife plifortigi la fleksan forton de betono. Kompare kun simpla betono, ĝia fleksa forto de simpla betono estas pliigita je proksimume 20%, kaj kompare kun LSFRC, ĝia fleksa forto estas pliigita je 2.6%, sed ĝi havas malmulte da efiko al la fleksa elasta modulo de betono. La fleksa elasta modulo de LHFRC estas 1.3% pli alta ol tiu de simpla betono kaj 0.3% pli malalta ol tiu de LSFRC. LHFRC ankaŭ povas signife plifortigi la fleksan fortikecon de betono, kaj ĝia flekseca indekso estas proksimume 8 fojojn tiu de simpla betono kaj 1.3 fojojn tiu de LSFRC. Krome, pro la malsama rendimento de du aŭ pli da fibroj en LHFRC en betono, laŭ la inĝenieraj bezonoj, la pozitiva hibrida efiko de sinteza fibro kaj ŝtala fibro en betono povas esti uzata por multe plibonigi la ductilidad, fortikeco, fortikeco, fendetforto. , fleksa forto kaj streĉa forto de la materialo, plibonigas la materialan kvaliton kaj plilongigas la servon de la materialo.
——Abstraktaĵo (Shanxi-arkitekturo, Vol. 38, n-ro 11, Chen Huiqing)
Afiŝtempo: Aŭg-24-2022