Ŝtala fibro plifortigita betono (SFRC) estas nova tipo de kunmetita materialo, kiu povas esti verŝita kaj ŝprucigita aldonante taŭgan kvanton da mallonga ŝtala fibro en ordinaran betonon. Ĝi disvolviĝis rapide hejme kaj eksterlande en la lastaj jaroj. Ĝi venkas la mankojn de malalta streĉa forto, malgranda finfina plilongigo kaj malglata posedaĵo de betono. Ĝi havas bonegajn proprietojn kiel streĉa forto, fleksa rezisto, tondanta rezisto, kraka rezisto, laceca rezisto kaj alta malmoleco. Ĝi estis aplikita en hidraŭlika inĝenierado, vojo kaj ponto, konstruado kaj aliaj inĝenieristikaj kampoj.
1. Evoluo de ŝtala fibro plifortigita betono
Fibro -plifortigita betono (FRC) estas la mallongigo de fibro plifortigita betono. Ĝi kutime estas cement-bazita komponaĵo kunmetita de cementa pasto, mortero aŭ betono kaj metala fibro, neorganika fibro aŭ organika fibro plifortigitaj materialoj. Ĝi estas nova konstrua materialo formita de unuforme disvastigado de mallongaj kaj fajnaj fibroj kun alta streĉa forto, alta finfina plilongigo kaj alta alkala rezisto en la betona matrico. Fibro en betono povas limigi la generacion de fruaj fendoj en betono kaj la plian vastiĝon de fendoj sub la agado de ekstera forto, efike venki la enecajn difektojn kiel malalta streĉa forto, facila fendado kaj malbona fatiga rezisto de betono kaj tre plibonigi la agadon de nepermebleco, akvorezista, frosta rezisto kaj plifortiga protekto de betono. Fibro plifortigita betono, precipe ŝtala fibro -betona betono, altiris pli kaj pli da atento en akademiaj kaj inĝenieraj rondoj en praktika inĝenierado pro ĝia supera agado. 1907 sovetia spertulo b п. Hekpocab komencis uzi metalan fibron plifortigitan betonon; En 1910, HF Porter publikigis esploran raporton pri mallonga fibro plifortigita betono, sugestante ke mallongaj ŝtalaj fibroj estu egalaj disvastigitaj en betono por fortigi matricajn materialojn; En 1911, Graham de Usono aldonis ŝtalan fibron al ordinara betono por plibonigi la forton kaj stabilecon de betono; En la 1940 -aj jaroj, Usono, Britujo, Francio, Germanio, Japanio kaj aliaj landoj faris multajn esplorojn pri uzado de ŝtala fibro por plibonigi la eluzitan reziston kaj krakan reziston de betono, la fabrikan teknologion de ŝtala fibro -betono kaj plibonigi la formo de ŝtala fibro por plibonigi la ligan forton inter fibro kaj betona matrico; En 1963, JP Romualdi kaj GB Batson publikigis paperon pri la kraka disvolva mekanismo de ŝtala fibro limigita betono, kaj proponis la konkludon, ke la kraka forto de ŝtala fibro plifortigita betono estas determinita de la averaĝa interspaco de ŝtalaj fibroj, kiuj ludas efikan rolon En streĉa streĉado (teorio pri fibro -interspaco), tiel komencante la praktikan disvolvan stadion de ĉi tiu nova kompona materialo. Ĝis nun, kun la popularigo kaj apliko de ŝtala fibro plifortigita betono, pro la malsama distribuo de fibroj en betono, ekzistas ĉefe kvar specoj: ŝtala fibro plifortigita betono, hibrida fibro -betono, manteloj de ŝtala fibro plifortigita kaj mantelita hibrida fibro plifortigita betono.
2. Plifortiga mekanismo de ŝtala fibro plifortigita betono
(1) Kunmetita mekanika teorio. La teorio de kompona mekaniko baziĝas sur la teorio de kontinuaj fibraj komponaĵoj kaj kombinita kun la distribuaj trajtoj de ŝtalaj fibroj en betono. En ĉi tiu teorio, komponaĵoj estas konsiderataj kiel du-fazaj komponaĵoj kun fibro kiel unu fazo kaj matrico kiel la alia fazo.
(2) Fibra interspaca teorio. Fibra interspaca teorio, ankaŭ konata kiel fenda rezista teorio, estas proponita surbaze de lineara elasta frakturo -mekaniko. Ĉi tiu teorio opinias, ke la plifortiga efiko de fibroj rilatas nur al la unuforme distribuita fibro -interspaco (minimuma interspaco).
3. Analizo pri disvolva statuso de ŝtala fibro plifortigita betono
1.Steel fibro plifortigita betono. Betona betono de ŝtala fibro estas speco de relative unuforma kaj mult-direkta betona betono formita aldonante malgrandan kvanton da malalta karbona ŝtalo, neoksidebla ŝtalo kaj FRP-fibroj en ordinaran betonon. La miksa kvanto de ŝtala fibro estas ĝenerale 1% ~ 2% laŭ volumo, dum 70 ~ 100kg ŝtala fibro estas miksita en ĉiu kuba metro da betono laŭ pezo. La longo de ŝtala fibro devas esti 25 ~ 60mm, la diametro devas esti 0,25 ~ 1,25mm, kaj la plej bona rilatumo de longo al diametro devas esti 50 ~ 700. Kompare kun ordinara betono, ĝi ne nur povas plibonigi la tensilon, tondadon, fleksiĝon , eluziĝo kaj kraka rezisto, sed ankaŭ multe plibonigas la frakturan streĉecon kaj efikan reziston de betono, kaj signife plibonigas la fatigan reziston kaj fortikecon de strukturo, precipe la malmoleco povas esti pliigita je 10 ~ 20 fojojn. La mekanikaj proprietoj de ŝtala fibro plifortigita betono kaj ordinara betono estas komparataj en Ĉinio. Kiam la enhavo de ŝtala fibro estas 15% ~ 20% kaj la akvo -cementa proporcio estas 0,45, la streĉa forto pliiĝas je 50% ~ 70%, la fleksebla forto pliiĝas je 120% ~ 180%, la efika forto pliiĝas je 10 ~ 20 Tempoj, la efika fatala forto pliiĝas je 15 ~ 20 fojoj, la fleksebla malmoleco pliiĝas 14 ~ 20 fojojn, kaj la eluziĝa rezisto ankaŭ plibonigas signife. Tial, ŝtala fibro plifortigita betono havas pli bonajn fizikajn kaj mekanikajn proprietojn ol simpla betono.
4. Hibrida fibra betono
Gravaj esploraj datumoj montras, ke ŝtala fibro ne signife antaŭenigas la kunpreman forton de betono, aŭ eĉ reduktas ĝin; Kompare kun simpla betono, ekzistas pozitivaj kaj negativaj (pliigi kaj malpliigi) aŭ eĉ interajn vidpunktojn pri la nepermebleco, eluziĝo, efiko kaj eluzi reziston de ŝtala fibro plifortigita betono kaj la antaŭzorgo de frua plasta ŝrumpado de betono. Krome, ŝtala fibro plifortigita betono havas iujn problemojn, kiel granda dozo, alta prezo, rusto kaj preskaŭ neniu rezisto al eksplodo kaŭzita de fajro, kio influis ĝian aplikon en diversaj gradoj. En la lastaj jaroj, iuj hejmaj kaj eksterlandaj akademiuloj komencis atenti hibridan fibran betonon (HFRC), provante miksi fibrojn kun malsamaj propraĵoj kaj avantaĝoj, lerni unu de la alia, kaj doni ludon al la "pozitiva hibrida efiko" ĉe malsamaj niveloj kaj Ŝarĝantaj stadioj por plibonigi diversajn propraĵojn de betono, por plenumi la bezonojn de diversaj projektoj. Tamen, koncerne ĝiajn diversajn mekanikajn proprietojn, precipe ĝian fatigan deformadon kaj fatigan damaĝon, deformadon -disvolvan leĝon kaj damaĝajn trajtojn sub statikaj kaj dinamikaj ŝarĝoj kaj konstanta amplekso aŭ ŝanĝiĝemaj ciklaj ŝarĝoj, la optimuma miksa kvanto kaj miksa proporcio de fibro, la rilato Inter komponentoj de kunmetitaj materialoj, plifortiga efiko kaj plifortiga mekanismo, kontraŭ laceca agado, fiaska mekanismo kaj konstrua teknologio, la problemoj de miksa proporcia projektado bezonas esti plu studata.
5. Mantelita ŝtala fibro plifortigita betono
Monolitika fibro plifortigita betono ne facile miksiĝas, la fibro estas facile agregebla, la kvanto de fibro estas granda, kaj la kosto estas relative alta, kio influas ĝian larĝan aplikon. Per granda nombro de inĝeniera praktiko kaj teoria esplorado, nova tipo de ŝtala fibro -strukturo, tavolo de ŝtala fibro plifortigita betono (LSFRC), estas proponita. Malgranda kvanto da ŝtala fibro estas egale distribuita sur la supraj kaj malsuperaj surfacoj de la vojo -slabo, kaj la mezo ankoraŭ estas simpla betona tavolo. La ŝtala fibro en LSFRC estas ĝenerale distribuata permane aŭ meicallyanike. La ŝtala fibro estas longa, kaj la longo-diametro-proporcio estas ĝenerale inter 70 ~ 120, montrante dudimensian distribuon. Sen tuŝi la mekanikajn proprietojn, ĉi tiu materialo ne nur multe reduktas la kvanton de ŝtala fibro, sed ankaŭ evitas la fenomenon de fibra aglomeraĵo en la miksado de integra fibro -betono. Krome, la pozicio de ŝtala fibra tavolo en betono havas grandan efikon sur la fleksebla forto de betono. La plifortiga efiko de ŝtala fibra tavolo ĉe la fundo de betono estas la plej bona. Kun la pozicio de ŝtala fibra tavolo supreniranta, la plifortiga efiko malpliiĝas signife. La fleksebla forto de LSFRC estas pli ol 35% pli alta ol tiu de simpla betono kun la sama miksa proporcio, kiu estas iomete pli malalta ol tiu de integra ŝtala fibro -betono. Tamen, LSFRC povas ŝpari multan materialan koston, kaj ne estas problemo pri malfacila miksado. Tial, LSFRC estas nova materialo kun bonaj sociaj kaj ekonomiaj avantaĝoj kaj larĝaj aplikaj perspektivoj, kio indas popularigon kaj aplikon en pavima konstruado.
6. Mantelita hibrida fibra betono
Tavolo hibrida fibro plifortigita betono (LHFRC) estas kunmetita materialo formita aldonante 0,1% polipropilenan fibron surbaze de LSFRC kaj egale distribuante grandan nombron da fajnaj kaj mallongaj polipropilenaj fibroj kun alta tensia forto kaj alta fina plilongigo en la supra kaj malsupra ŝtalo fibra betono kaj la ebena betono en la meza tavolo. Ĝi povas venki la malfortecon de LSFRC -intera ebena betona tavolo kaj malhelpi la eblajn sekurecajn danĝerojn post kiam la surfaca ŝtala fibro estas eluzita. LHFRC povas signife plibonigi la flekseblan forton de betono. Kompare kun simpla betono, ĝia fleksebla forto de simpla betono estas pliigita ĉirkaŭ 20%, kaj kompare kun LSFRC, ĝia fleksebla forto estas pliigita je 2,6%, sed ĝi havas malmultan efikon sur la fleksebla elasta modulo de betono. La fleksebla 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 plibonigi la flekseblan malmolecon de betono, kaj ĝia fleksebla streĉa indekso estas ĉirkaŭ 8 fojojn ol tiu de simpla betono kaj 1,3 fojojn ol LSFRC. Plie, pro la malsama agado de du aŭ pli da fibroj en LHFRC en betono, laŭ la inĝenieristikaj bezonoj, la pozitiva hibrida efiko de sinteza fibro kaj ŝtala fibro en betono povas esti uzata por multe plibonigi la ductilecon, fortikecon, malmolecon, fendan forton , fleksebla forto kaj streĉa forto de la materialo, plibonigu la materialan kvaliton kaj plilongigu la servan vivon de la materialo.
—— Abstrakto (Shanxi Architecture, vol. 38, n -ro 11, Chen Huiqing)
Afiŝotempo: aŭgusto-24-2022