Стальной волоконно -железобетон (SFRC) представляет собой новый тип композитного материала, который можно залить и распылить, добавив соответствующее количество короткого стального волокна в обычный бетон. В последние годы он быстро развивался дома и за границей. Это преодолевает недостатки низкой прочности растяжения, небольшого окончательного удлинения и хрупкого свойства бетона. Он обладает отличными свойствами, такими как прочность на растяжение, устойчивость к изгибе, сопротивление сдвигу, сопротивление трещин, устойчивость к усталости и высокая прочность. Он был применен в гидравлической инженерии, дороге и мостах, строительстве и других инженерных площадках.
1. Разработка бетона, преобладающего стального волокна,
Водоворочный железобетон (FRC) - это аббревиатура железобетона для волокна. Обычно это композит на основе цемента, состоящий из цементной пасты, раствора или бетонного и металлического волокна, неорганического волокна или органического волокно-армированного материала. Это новый строительный материал, образованный равномерно диспергированием коротких и тонких волокон с высокой прочностью растяжения, высокой конечной удлинительной и высокой устойчивостью к щелочи в бетонной матрице. Волокно в бетоне может ограничить генерацию ранних трещин в бетоне и дальнейшее расширение трещин под действием внешней силы, эффективно преодолевают присущие дефекты, такие как низкая прочность на растяжение, легкое растрескивание и плохая устойчивость к бетону и значительно улучшают характеристики. невосприимчивость, водонепроницаемой, морозной сопротивления и защиты от армирования бетона. Жетонный бетон, особенно бетон с трудом стального волокна, привлекает все большее внимание в академических и инженерных кругах в практической инженерии из -за его превосходных показателей. 1907 Советский эксперт Б. Hekpocab начал использовать железобетон с металлическим волокном; В 1910 году HF Porter опубликовал исследовательский отчет о бетоне с коротким волокном, который предполагает, что короткие стальные волокна должны быть равномерно распределены в бетоне, чтобы укрепить материалы матрицы; В 1911 году Грэм из Соединенных Штатов добавил стального волокна в обычный бетон, чтобы улучшить прочность и стабильность бетона; К 1940 -м годам Соединенные Штаты, Великобритания, Франция, Германия, Япония и другие страны провели много исследований по использованию стальных волокон для улучшения износостойкости и стойкости бетона, технологии производства стального волокна и улучшения форма стального волокна для улучшения прочности соединения между волокном и бетонной матрицей; В 1963 году JP Romualdi и GB Batson опубликовали статью о механизме развития трещин сталеливого волокна, и выступили вывод о том, что прочность на древни из стального бетона определяется средним интервалом стальных волокон, которая играет эффективную роль в растягивающем стрессе (теория расстояния клетчатки), тем самым начиная практическую стадию развития этого нового составного материала. До сих пор, с популяризацией и применением железобетона для стального волокна из -за различного распределения волокон в бетоне, в основном четыре типа: железобетон с железобетоном из стали, гибридный волокно, трудолюбивый бетон и многослойный гибридный волокно бетон, слоистый стальной волокно и многослойное волокно. Желебный бетон.
2. Укрепление механизма железобетона стального волокна
(1) Теория композитной механики. Теория композитной механики основана на теории непрерывных волоконных композитов и в сочетании с характеристиками распределения стальных волокон в бетоне. В этой теории композиты рассматриваются как двухфазные композиты с волокном в качестве одной фазы и матрицы в качестве другой фазы.
(2) Теория между волокнами. Теория интерната волокна, также известная как теория сопротивления трещин, предлагается на основе механики линейного упругого перелома. Эта теория утверждает, что эффект подкрепления волокон связан только с равномерно распределенным расстоянием волокон (минимальное расстояние).
3. Анализ по состоянию развития бетона, преобладавшего стального волокна
1. Сталовый волокно -железобетон. Желебный бетон стального волокна представляет собой относительно однородный и многонаправленный железобетон, образованный путем добавления небольшого количества волокон с низкой углеродистой, нержавеющей стали и FRP в обычный бетон. Количество смешивания стального волокна, как правило, составляет 1% ~ 2% по объему, а стальное волокно 70 ~ 100 кг смешивается в каждом кубическом метре бетона по весу. Длина стального волокна должна составлять 25 ~ 60 мм, диаметр должен составлять 0,25 ~ 1,25 мм, а наилучшее соотношение длины к диаметру - 50 ~ 700. По сравнению с обычным бетоном, но и не только улучшить растяжение, сдвиг, изгиб , износ и сопротивление трещин, но также значительно повышают вязкость перелома и воздействие бетона и значительно улучшают устойчивость к усталости и долговечность структуры, особенно жесткость может быть увеличился на 10 ~ 20 раз. Механические свойства бетона и обычного бетона стального волокна сравниваются в Китае. Когда содержание стального волокна составляет 15% ~ 20%, а соотношение водного цемента составляет 0,45, прочность на растяжение увеличивается на 50% ~ 70%, прочность на изгиб увеличивается на 120% ~ 180%, силу удара увеличивается на 10 ~ 20 Времена сила воздействия усталости увеличивается в 15–20 раз, прочность изгиба увеличивается в 14–20 раз, а устойчивость к износу также значительно улучшается. Следовательно, бетон с трудом стального волокна обладает лучшими физическими и механическими свойствами, чем простым бетоном.
4. Гибридный бетон волоконного волокна
Соответствующие данные исследований показывают, что стальное волокно существенно не способствует прочти сжатия бетона или даже уменьшает его; По сравнению с простым бетоном, существуют положительные и отрицательные (увеличение и уменьшение) или даже промежуточные виды на непроницаемость, устойчивость к износу, ударов и износу бетона, преобладавшего стального волокна, и профилактику ранней пластиковой усадки бетона. Кроме того, бетон с армированным стальным волокном имеет некоторые проблемы, такие как большая дозировка, высокая цена, ржавчина и почти отсутствие сопротивления взрывам, вызванному пожаром, что в разной степени повлияло на его применение. В последние годы некоторые внутренние и иностранные ученые начали обращать внимание на гибридный бетон волоконного волокна (HFRC), пытаясь смешивать волокна с различными свойствами и преимуществами, учиться друг у друга и придавать «положительный гибридный эффект» на разных уровнях и Стадии загрузки для улучшения различных свойств бетона, чтобы удовлетворить потребности различных проектов. Однако, что касается его различных механических свойств, особенно ее усталостной деформации и повреждения усталости, закона о развитии деформации и характеристик повреждений при статических и динамических нагрузках и постоянной амплитуде или циклической нагрузке с амплитудой переменной Между компонентами композитных материалов, эффектом укрепления и укреплением механизма, антилоспособностью, механизмом отказа и технологией строительства, проблемы до пропорции смеси должны Будьте дополнительно изучены.
5. Слоистый стальной волокно бетон
Бетон с железом монолитного волокна нелегко смешать равномерно, клетчатку легко агломерации, количество волокна велико, а стоимость относительно высока, что влияет на его широкое применение. Благодаря большому количеству инженерной практики и теоретических исследований, предлагается новый тип стального волокнистого бетона (LSFRC). Небольшое количество стального волокна равномерно распределяется на верхних и нижних поверхностях дорожной плиты, а середина по -прежнему остается простым бетонным слоем. Стальное волокно в LSFRC обычно распределяется вручную или механически. Стальное волокно длинное, а соотношение диаметра длины, как правило, составляет от 70 до 120, что показывает двумерное распределение. Не влияя на механические свойства, этот материал не только значительно уменьшает количество стального волокна, но также избегает явления агломерации волокна при смешивании интегрального железобетона. Кроме того, положение слоя стального волокна в бетоне оказывает большое влияние на прочность на изгиб бетона. Эффект армирования слоя стального волокна внизу бетона является лучшим. При движении положения стального слоя волокна вверх эффект усиления значительно уменьшается. Прочность на изгиб LSFRC более чем на 35% выше, чем у простого бетона с той же доли смеси, которая немного ниже, чем у встроенного трудового бетона. Тем не менее, LSFRC может сэкономить много затрат на материал, и нет проблем с трудным смешиванием. Таким образом, LSFRC - это новый материал с хорошими социальными и экономическими выгодами и широкими перспективами применения, который стоит популяризации и применения в строительстве дорожного покрытия.
6. Слоистый гибридный волокно бетон
Трудолюбивый бетон гибридного волокна (LHFRC) представляет собой композитный материал, образованный путем добавления 0,1% полипропиленового волокна на основе LSFRC и равномерно распределяя большое количество мелких и коротких полипропиленовых волокон с высокой прочностью растягивания и высоким удлинением в верхней и нижней стале. волокнистый бетон и простой бетон в среднем слое. Это может преодолеть слабость промежуточного бетонного слоя LSFRC и предотвратить потенциальные угрозы безопасности после того, как поверхностное стальное волокно изношенное. LHFRC может значительно повысить прочность на изгиб бетона. По сравнению с простым бетоном, его прочность на изгиб простого бетона увеличивается примерно на 20%, и по сравнению с LSFRC его прочность на изгиб увеличивается на 2,6%, но он мало влияет на модуль изгиба бетона. Модуль изгибного упругости LHFRC на 1,3% выше, чем у простого бетона, и на 0,3% ниже, чем у LSFRC. LHFRC также может значительно повысить прочность на изгиб бетона, а его индекс сгибной вязкости примерно в 8 раз больше, чем у простого бетона и в 1,3 раза больше, чем у LSFRC. Более того, в соответствии с различными характеристиками двух или более волокон в LHFRC в бетоне, в соответствии с инженерными потребностями, положительный гибридный эффект синтетического волокна и стального волокна в бетоне может быть использовано для значительного улучшения пластичности, долговечности, прочности, прочности трещины , прочность на изгиб и прочность на растяжение материала, улучшают качество материала и продлевают срок службы материала.
— - Abstract (Shanxi Architecture, Vol. 38, № 11, Chen Huiqing)
Время сообщения: 24-2022 августа