Tērauda šķiedras dzelzsbetons (SFRC) ir jauns kompozītmateriāla veids, ko var ieliet un izsmidzināt, parastā betonā pievienojot atbilstošu īsu tērauda šķiedras daudzumu. Pēdējos gados tā ir strauji attīstījusies mājās un ārzemēs. Tas pārvar zemas stiepes izturības, neliela galīgā pagarinājuma un trauslās īpašības trūkumus. Tam ir lieliskas īpašības, piemēram, stiepes izturība, lieces pretestība, bīdes izturība, plaisas izturība, izturība pret nogurumu un augstu izturību. Tas ir izmantots hidrauliskajā inženierijā, ceļu un tiltu, būvniecības un citās inženiertehniskajās jomās.

 

一.Tērauda šķiedru dzelzsbetona attīstība

 

Šķiedru dzelzsbetons (FRC) ir šķiedru dzelzsbetona saīsinājums. Parasti tas ir uz cementa kompozīts, kas sastāv no cementa pastas, javas vai betona un metāla šķiedras, neorganiskas šķiedras vai organiskās šķiedras pastiprinātiem materiāliem. Tas ir jauns celtniecības materiāls, ko veido vienveidīgi izkliedējošas īsas un smalkas šķiedras ar augstu stiepes izturību, augstu galīgo pagarinājumu un augstu sārmu izturību betona matricā. Šķiedra betonā var ierobežot agrīnu plaisu veidošanos betonā un turpmāku plaisu izplešanos ārējā spēka iedarbībā, efektīvi pārvar raksturīgos defektus, piemēram, zemu stiepes izturību, vieglu plaisāšanu un sliktu betona izturību pret nogurumu un ievērojami uzlabot veiktspēju veiktspēju. necaurlaidība, ūdensnecaurlaidība, betona aizsardzība pret saliem un armatūras aizsardzība. Šķiedru dzelzsbetons, īpaši tērauda šķiedru dzelzsbetons, ir piesaistījis arvien lielāku un lielāku uzmanību akadēmiskajās un inženiertehniskajās aprindās praktiskajā inženierijā tā augstākā snieguma dēļ. 1907. gada padomju eksperts B п. Hekpocabs sāka izmantot metāla šķiedras dzelzsbetonu; 1910. gadā HF Porter publicēja pētījumu ziņojumu par īsu šķiedru dzelzsbetonu, kas liecina, ka īsās tērauda šķiedras vienmērīgi jāizkliedē betonā, lai stiprinātu matricas materiālus; 1911. gadā Grehems no Amerikas Savienotajām Valstīm parastā betonā pievienoja tērauda šķiedru, lai uzlabotu betona stiprumu un stabilitāti; Līdz 1940. gadiem Amerikas Savienotās Valstis, Lielbritānija, Francija, Vācija, Japāna un citas valstis bija veikušas daudz pētījumu par tērauda šķiedras izmantošanu, lai uzlabotu betona nodiluma izturību un plaisas izturību, tērauda šķiedras betona ražošanas tehnoloģiju un uzlabotu tērauda šķiedras forma, lai uzlabotu savienojuma stiprību starp šķiedru un betona matricu; 1963. gadā JP Romualdi un GB Batson publicēja papīru par tērauda šķiedras konkrēto plaisu attīstības mehānismu un izvirzīja secinājumu, ka tērauda šķiedras dzelzsbetona plaisas izturību nosaka ar vidējo tērauda šķiedru atstatumu, kam ir efektīva loma loma stiepes spriegumā (šķiedru atstatuma teorija), tādējādi uzsākot šī jaunā kompozītmateriāla praktiskās izstrādes stadiju. Līdz šim ar tērauda šķiedras dzelzsbetona popularizēšanu un pielietojumu, ņemot vērā atšķirīgo šķiedru sadalījumu betonā, galvenokārt ir četri veidi: tērauda šķiedru dzelzsbetons, hibrīda šķiedrvielu stiprināts betons, slāņveida tērauda šķiedru nostiprināts betons un slāņveida hibrīda šķiedrviela, slāņveida tērauda šķiedru nostiprināts betons un slāņains hibrīda šķiedrviela. dzelzsbetons.

 

二.Stiprināšanas mehānisms no dzelzsbetona šķiedras

 

1.Kompozītā mehānikas teorija. Kompozītā mehānikas teorija ir balstīta uz nepārtrauktu šķiedru kompozītu teoriju un apvienojumā ar tērauda šķiedru sadalījuma īpašībām betonā. Šajā teorijā kompozītmateriāli tiek uzskatīti par divfāžu kompozītiem ar šķiedru kā vienu fāzi un matricu kā otru fāzi.

 

Šķiedru atstatuma teorija. Balstoties uz lineāro elastīgo lūzumu mehāniku, tiek ierosināta šķiedru atstarpes teorija, kas pazīstama arī kā plaisu pretestības teorija. Šī teorija uzskata, ka šķiedru pastiprināšanas efekts ir saistīts tikai ar vienmērīgi sadalīto šķiedru atstarpi (minimālais atstarpe).

 

三.Tērauda šķiedras dzelzsbetona attīstības stāvokļa analīze

 

1.Tērauda šķiedru dzelzsbetons.Tērauda šķiedru dzelzsbetons ir samērā vienmērīgs un daudzvirzienu dzelzsbetons, kas veidojas, parastā betonā pievienojot nelielu daudzumu ar zemu oglekļa saturu, nerūsējošo tēraudu un FRP šķiedrām. Tērauda šķiedras sajaukšanas daudzums parasti ir 1% ~ 2% pēc tilpuma, bet 70 ~ 100 kg tērauda šķiedra tiek sajaukts katrā betona kubikmetrā pēc svara. Tērauda šķiedras garumam jābūt 25 ~ 60 mm, diametram jābūt 0,25 ~ 1,25 mm, un labākajai garuma un diametra attiecībai jābūt 50 ~ 700. Salīdzinot ar parasto betonu, tas var ne tikai uzlabot stiepes, bīdes, saliekšanas, saliekšanu , nodilums un plaisu izturība, bet arī ievērojami uzlabo betona izturību un izturību pret triecieniem un ievērojami uzlabo izturību pret nogurumu un struktūras izturību, jo īpaši izturību var palielināt par 10 ~ 20 reizes. Ķīnā tiek salīdzinātas tērauda šķiedras dzelzsbetona un parastā betona mehāniskās īpašības. Ja tērauda šķiedras saturs ir 15% ~ 20% un ūdens cementa attiecība ir 0,45, stiepes izturība palielinās par 50% ~ 70%, lieces stiprība palielinās par 120% ~ 180%, trieciena stiprums palielinās par 10 ~ 20 Laikos, kad trieciena noguruma stiprums palielinās par 15 ~ 20 reizes, lieces izturība palielinās par 14 ~ 20 reizes, un arī nodiluma izturība ir ievērojami uzlabota. Tāpēc tērauda šķiedras dzelzsbetonam ir labākas fizikālās un mehāniskās īpašības nekā vienkāršajam betonam.

2. Hibrīdšķiedru betons. Attiecīgi pētījumu dati rāda, ka tērauda šķiedra būtiski neveicina betona spiedes stiprību vai pat to samazina; Salīdzinot ar vienkāršo betonu, ir pozitīvs un negatīvs (palielinās un samazinās) vai pat starpposma skati uz tērauda šķiedras stiprinājuma betona necaurlaidību, nodiluma izturību, triecienu un nodiluma izturību betona agrīnu plastmasas saraušanās novēršanu. Turklāt tērauda šķiedras dzelzsbetonam ir dažas problēmas, piemēram, lielas devas, augsta cena, rūsa un gandrīz nav izturības pret ugunsgrēka izraisīto pārsprāgšanu, kas ir ietekmējusi tā piemērošanu dažādās pakāpēs. Pēdējos gados daži vietējie un ārvalstu zinātnieki sāka pievērst uzmanību hibrīda šķiedru betonam (HFRC), mēģinot sajaukt šķiedras ar atšķirīgām īpašībām un priekšrocībām, mācīties viens no otra un dot spēli "pozitīvajam hibrīda efektam" dažādos līmeņos un Iekraušanas posmi, lai uzlabotu dažādas betona īpašības, lai apmierinātu dažādu projektu vajadzības. However, with regard to its various mechanical properties, especially its fatigue deformation and fatigue damage, deformation development law and damage characteristics under static and dynamic loads and constant amplitude or variable amplitude cyclic loads, the optimal mixing amount and mixing proportion of fiber, the relationship Starp kompozītmateriālu komponentiem, efekta stiprināšanas un stiprināšanas mehānismu, antipasta veiktspēju, kļūmju mehānismu un būvniecības tehnoloģijām ir jāpētiet vēl vairāk pētāmās sajaukšanas proporcijas projektēšanas problēmas.

3.Slāņveida tērauda šķiedras dzelzsbetons.Monolītās šķiedras dzelzsbetonu nav viegli sajaukt vienmērīgi, šķiedrvielu ir viegli aglomerēt, šķiedrvielu daudzums ir liels, un izmaksas ir salīdzinoši augstas, kas ietekmē tās plašo pielietojumu. Izmantojot lielu skaitu inženiertehnisko prakses un teorētisko pētījumu, tiek ierosināts jauna veida tērauda šķiedru struktūra, slāņa tērauda šķiedru dzelzsbetons (LSFRC). Neliels tērauda šķiedras daudzums ir vienmērīgi sadalīts uz ceļa plāksnes augšējām un apakšējām virsmām, un vidusdaļa joprojām ir vienkāršs betona slānis. Tērauda šķiedru LSFRC parasti tiek sadalīta manuāli vai mehāniski. Tērauda šķiedra ir gara, un garuma diametra attiecība parasti ir no 70 ~ 120, parādot divdimensiju sadalījumu. Neietekmējot mehāniskās īpašības, šis materiāls ne tikai ievērojami samazina tērauda šķiedras daudzumu, bet arī izvairās no šķiedru aglomerācijas fenomena, sajaucot integrētu šķiedru dzelzsbetonu. Turklāt tērauda šķiedras slāņa stāvoklim betonā ir liela ietekme uz betona lieces izturību. Vislabākais ir tērauda šķiedras slāņa armatūras efekts betona apakšā. Tā kā tērauda šķiedras slānis pārvietojas uz augšu, pastiprināšanas efekts ievērojami samazinās. LSFRC lieces izturība ir par vairāk nekā 35% lielāka nekā vienkāršajam betonam ar tādu pašu maisījuma proporciju, kas ir nedaudz zemāka nekā integrētai tērauda šķiedras stiprinājumam. Tomēr LSFRC var ietaupīt daudz materiālu izmaksu, un nav problēmu ar sarežģītu sajaukšanu. Tāpēc LSFRC ir jauns materiāls ar labiem sociālajiem un ekonomiskajiem ieguvumiem un plašām lietojumprogrammu izredzēm, kas ir vērts popularizēties un pielietot ietves būvniecībā.

 

4.Slāņveida hibrīda šķiedru betons.Slāņu hibrīda šķiedru dzelzsbetons (LHFRC) ir kompozītmateriāls, kas izveidots, pievienojot 0,1% polipropilēna šķiedru, pamatojoties uz LSFRC un vienmērīgi sadalot lielu skaitu smalku un īsu polipropilēna šķiedras ar augstu stiepes izturību un augsto galīgo elonāciju augšējā un apakšējā tērauda šķiedru betons un vienkāršais betons vidējā slānī. Tas var pārvarēt LSFRC starpposma vienkāršā betona slāņa vājumu un novērst iespējamos drošības apdraudējumus pēc virszemes tērauda šķiedras nolietojuma. LHFRC var ievērojami uzlabot betona lieces izturību. Salīdzinot ar vienkāršo betonu, tā vienkāršā betona lieces izturība tiek palielināta par aptuveni 20%, un salīdzinājumā ar LSFRC, tā lieces stiprums tiek palielināts par 2,6%, bet tam ir maza ietekme uz betona lieces elastības moduli. LHFRC lieces elastības modulis ir par 1,3% lielāks nekā vienkāršajam betonam un par 0,3% zemāks nekā LSFRC. LHFRC var arī ievērojami uzlabot betona lieces izturību, un tā lieces izturības indekss ir apmēram 8 reizes lielāks par vienkāršo betonu un 1,3 reizes lielāks nekā LSFRC. Turklāt, ņemot vērā atšķirīgo divu vai vairāku šķiedru veiktspēju LHFRC betonā, saskaņā ar inženiertehniskajām vajadzībām, sintētiskās šķiedras un tērauda šķiedras pozitīvo hibrīdo efektu betonā var izmantot, lai ievērojami uzlabotu izturību, izturību, izturību, plaisas stiprības izturību , materiāla lieces un stiepes izturība, uzlabo materiāla kvalitāti un pagarina materiāla kalpošanas laiku.

——Kopsavilkums (Shanxi arhitektūra, 38. sēj., Nr. 11, Chen Huiqing)