Jeklena vlaknasta armirana beton (SFRC) je nova vrsta sestavljenega materiala, ki ga lahko vlijemo in razpršimo z dodajanjem ustrezne količine kratkih jeklenih vlaken v navaden beton. V zadnjih letih se je hitro razvil doma in v tujini. Premaga pomanjkljivosti nizke natezne trdnosti, majhnega končnega raztezka in krhke lastnosti betona. Ima odlične lastnosti, kot so natezna trdnost, upogibanje upogiba, strižna odpornost, odpornost na razpoke, odpornost na utrujenost in visoka žilavost. Uporablja se v hidravličnem inženiringu, cesti in mostu, gradbeništvu in drugih inženirskih poljih.

 

一．Razvoj betona, ojačanega z jeklenimi vlakninami

 

BIBER BIBER BECTON (FRC) je okrajšava betona, ojačanega z vlakninami. Običajno gre za cementno kompozit, sestavljen iz cementne paste, malte ali betona in kovinskih vlaken, anorganskih vlaken ali organskih vlaknin. Gre za nov gradbeni material, ki nastane z enakomerno razprševanjem kratkih in finih vlaken z visoko natezno trdnostjo, visoko končno raztezanje in visoko alkalno odpornostjo v betonski matrici. Vlakna v betonu lahko omejijo nastajanje zgodnjih razpok v betonu in nadaljnjo širitev razpok pod delovanjem zunanje sile, učinkovito premagajo inherentne napake, kot so nizka natezna trdnost, lahka razpokanja in slaba odpornost na utrujenost betona in močno izboljša zmogljivost neprepustnosti, vodoodporna, odpornosti na zmrzali in zaščite betona. BIBER BIBER BECTON, zlasti jeklenega armiranega betona, je zaradi svoje vrhunske zmogljivosti pritegnil vedno več pozornosti v akademskih in inženirskih krogih v praktičnem inženiringu. 1907 Sovjetski strokovnjak B P. P. Hekpocab je začel uporabljati beton, ojačenih z vlakninami; Leta 1910 je HF Porter objavil raziskovalno poročilo o betonu s kratkimi vlakninami, ki kažejo, da je treba kratka jeklena vlakna enakomerno razpršiti v beton, da bi okrepili matrične materiale; Leta 1911 je Graham iz ZDA dodal jeklene vlakne v navaden beton, da bi izboljšal moč in stabilnost betona; Do štiridesetih let prejšnjega stoletja so ZDA, Velika Britanija, Francija, Nemčija, Japonska in druge države opravile veliko raziskav o uporabi jeklenih vlaken za izboljšanje odpornosti na obrabo in razpoko betona, proizvodne tehnologije betona iz jeklenih vlaken in izboljšanje tega Oblika jeklenih vlaken za izboljšanje trdnosti vezi med vlakni in betonsko matrico; Leta 1963 sta JP Romualdi in GB Batson objavila papir o mehanizmu za razvoj razpok z omejenim betonom iz jeklenih vlaken in predstavil zaključek, da je trdnost razpoke iz jeklenih vlaknin, ojačanih V nateznem stresu (teorija razmika vlaken), s čimer se začne praktična stopnja razvoja tega novega sestavljenega gradiva. Do zdaj so s popularizacijo in uporabo betona, ojačanega z jeklenimi vlakninami, zaradi različne porazdelitve vlaken v betonu predvsem štiri vrste: beton, ojačanih z jeklenimi vlakninami, hibridni beton, ojačani beton, ojačani iz jeklenih vlaken in večplastnih hibridnih vlaken armirani beton.

 

二.Krepitveni mehanizem betona, ojačanega z jeklenimi vlakninami

 

1. Kopozitna teorija mehanike. Teorija kompozitne mehanike temelji na teoriji kompozitov z neprekinjenimi vlakninami in v kombinaciji z značilnostmi porazdelitve jeklenih vlaken v betonu. V tej teoriji se kompoziti obravnavajo kot dvofazni kompoziti z vlakninami kot eno fazo in matriko kot drugo fazo.

 

Teorija razmika vlaken. Teorija razmika vlaken, znana tudi kot teorija odpornosti razpok, je predlagana na podlagi linearne mehanike elastičnega zloma. Ta teorija pravi, da je ojačitveni učinek vlaken povezan samo z enakomerno porazdeljenim razmikom vlaken (minimalni razmik).

 

三．Analiza o razvoju stanja betona, ojačanega z jeklenimi vlakninami

 

1.Jeklena vlakna, ojačana z betonom.Jekleni vlakni armirani beton je nekakšen relativno enoten in večsmerni armirani beton, ki nastane z dodajanjem majhne količine nizko ogljikovega jekla, nerjavečega jekla in FRP vlaken v navaden beton. Mešana količina jeklenih vlaken je na splošno 1% ~ 2% glede na prostornino, 70 ~ 100 kg jeklenih vlaken pa v vsakem kubičnem metru betona po teži. Dolžina jeklenih vlaken mora biti 25 ~ 60 mm, premer mora biti 0,25 ~ 1,25 mm, najboljše razmerje med dolžino in premerom , odpornost proti obrabi in razpoki, hkrati pa močno povečata žilavost zloma in odpornost na udarce betona ter znatno izboljšata odpornost na utrujenost in trajnost strukture, zlasti žilavost se lahko poveča za 10 do 20 -krat. Mehanske lastnosti betona, ojačanega z jeklenimi vlakninami, in navadnega betona na Kitajskem. Ko je vsebnost jeklenih vlaken 15% ~ 20% in je razmerje vodnega cementa 0,45, se natezna trdnost poveča za 50% ~ 70%, se upogibna trdnost poveča za 120% ~ 180%, trdnost udarca se poveča za 10 ~ 20 Časi se trdnost udarca poveča za 15 do 20 -krat, upogibna žilavost se poveča za 14 do 20 -krat, prav tako pa se bistveno izboljša. Zato ima beton, ojačani z jeklenimi vlakni, boljše fizične in mehanske lastnosti kot navaden beton.

2. Hibridni beton. Ustrezni podatki o raziskavah kažejo, da jeklena vlakna ne spodbujajo tlačne trdnosti betona ali ga celo zmanjšajo; V primerjavi z navadnim betonom obstajajo pozitivni in negativni (povečanje in zmanjšanje) ali celo vmesni pogledi na neprepustnost, odpornost na obrabo, udarce in odpornost na betona, ojačanega z jeklenimi vlakninami in preprečevanje zgodnje plastične krčenja betona. Poleg tega ima beton iz jeklenih vlaken nekaj težav, kot so velik odmerek, visoka cena, rje in skoraj brez odpornosti proti požaru, kar je v različnih stopnjah vplivalo na njegovo uporabo. V zadnjih letih so nekateri domači in tuji učenjaki začeli biti pozorni na hibridni beton (HFRC), poskušali mešati vlakna z različnimi lastnostmi in prednosti, se učijo drug od drugega in dajejo igro "pozitivnemu hibridnemu učinku" na različnih ravneh in Nalaganje faz za izboljšanje različnih lastnosti betona, da bi zadovoljili potrebe različnih projektov. Vendar pa glede na svoje različne mehanske lastnosti, zlasti deformacije utrujenosti in poškodbe utrujenosti, zakona o razvoju deformacije in poškodbe pod statičnimi in dinamičnimi obremenitvami ter konstantno amplitudo ali ciklično obremenitvijo spremenljive amplitude, optimalno mešanje in mešanje deleža vlaknin, razmerja Med komponentami sestavljenih materialov, krepitvenim učinkom in mehanizmom za krepitev, zmogljivostjo proti utrujenosti, mehanizmom odpovedi in gradbenim tehnologijo, je treba še preučiti težave z mešanico.

3. BETORNI BETIRANI BETORNI BETOR.Monolitni beton, ojačani z vlakninami, ni enostavno enakomerno mešati, vlakna je enostavno aglomeracija, količina vlaken je velika, stroški pa so relativno visoki, kar vpliva na njegovo široko uporabo. Z velikim številom inženirske prakse in teoretičnimi raziskavami je predlagana nova vrsta strukture jeklarskih vlaken, betona, ojačanega z jeklenimi vlakninami (LSFRC). Majhna količina jeklenih vlaken je enakomerno porazdeljena na zgornji in spodnji površini cestne plošče, sredina pa je še vedno navadna betonska plast. Jeklena vlakna v LSFRC se običajno razdeli ročno ali mehansko. Jeklena vlakna je dolga, razmerje med premerom dolžine pa je običajno med 70 ~ 120, kar kaže dvodimenzionalno porazdelitev. Ne da bi vplival na mehanske lastnosti, ta material ne le močno zmanjšuje količino jeklenih vlaken, ampak se tudi izogne ​​pojavu aglomeracije vlaken pri mešanju integralnega betona, ojačanega z vlakninami. Poleg tega položaj jeklene plasti vlaken v betonu močno vpliva na upogibno trdnost betona. Najboljši je ojačevalni učinek plasti jeklenih vlaken na dnu betona. Ko se položaj plasti jeklenih vlaken premika navzgor, se učinek ojačitve znatno zmanjša. Trdnost upogiba LSFRC je več kot 35% višja od moči navadnega betona z enakim deležem mešanice, ki je nekoliko nižji kot pri integralnem betonu, ojačanem z jeklenimi vlakninami. Vendar lahko LSFRC prihrani veliko materialnih stroškov in težko mešanje ni. Zato je LSFRC novo gradivo z dobrimi socialnimi in gospodarskimi koristmi ter širokimi možnostmi uporabe, ki je vredno popularizacije in uporabe pri gradnji pločnikov.

 

4.Večplastni beton hibridnih vlaken.Hibridni armirani beton (LHFRC) je sestavljen material, ki nastane z dodajanjem 0,1% polipropilenskih vlaken na podlagi LSFRC in enakomerno razporedi veliko drobnih in kratkih polipropilenskih vlaken z visoko trdnostjo natezanja in visoko končno razprostrinjanje v zgornjem in spodnjem jeklom Fiber beton in navaden beton v srednji plasti. Lahko premaga šibkost vmesne navadne betonske plasti LSFRC in prepreči morebitne nevarnosti varnosti, potem ko se površinsko jekleno vlakno dotrajajo. LHFRC lahko znatno poveča upogibno trdnost betona. V primerjavi z navadnim betonom se njegova upogibna trdnost navadnega betona poveča za približno 20%, v primerjavi z LSFRC pa se njegova upogibna trdnost poveča za 2,6%, vendar le malo vpliva na modul fleksijskega elastičnega betona. Modul upogibanja Elastike LHFRC je za 1,3% višji kot pri navadnem betonu in 0,3% nižji kot pri LSFRC. LHFRC lahko znatno poveča tudi upogibno žilavost betona, njegov indeks upogibne žilavosti pa je približno 8 -krat večji od navadnega betona in 1,3 -krat večji od LSFRC. Poleg tega lahko zaradi različnih zmogljivosti dveh ali več vlaken v LHFRC v betonu po inženirskih potrebah pozitiven hibridni učinek sintetičnih vlaken in jeklenih vlaken v betonu uporabimo za močno izboljšanje duktilnosti, trajnosti, trdnosti, trdnosti razpoke , upogibna trdnost in natezna trdnost materiala, izboljšata kakovost materiala in podaljšata življenjsko dobo materiala.

——Izvleček (Shanxi Architecture, Vol. 38, št. 11, Chen Huiqing)