Polad lifli dəmir-beton (SFRC) adi betona müvafiq miqdarda qısa polad lif əlavə edilməklə tökülə və püskürtülə bilən yeni bir kompozit material növüdür.Son illərdə ölkə daxilində və xaricdə sürətlə inkişaf etmişdir.O, aşağı dartılma gücü, kiçik son uzanma və betonun kövrək xüsusiyyətinin çatışmazlıqlarını aradan qaldırır.Dartma gücü, əyilmə müqaviməti, kəsilmə müqaviməti, çatlama müqaviməti, yorulma müqaviməti və yüksək möhkəmlik kimi əla xüsusiyyətlərə malikdir.Hidrotexnika, yol və körpü, tikinti və digər mühəndislik sahələrində tətbiq edilmişdir.
1. Polad lifli dəmir-betonun inkişafı
Fiber dəmir-beton (FRC) lifli dəmir-betonun qısaltmasıdır.Adətən sement pastası, məhlul və ya beton və metal lif, qeyri-üzvi lif və ya üzvi liflə gücləndirilmiş materiallardan ibarət sement əsaslı kompozitdir.Beton matrisdə yüksək dartılma dayanımı, yüksək son uzanma və yüksək qələvi müqaviməti olan qısa və incə liflərin bərabər şəkildə yayılmasından əmələ gələn yeni tikinti materialıdır.Betondakı lif betonda erkən çatların əmələ gəlməsini və xarici qüvvənin təsiri altında çatların daha da genişlənməsini məhdudlaşdıra bilər, aşağı dartılma gücü, asan çatlama və betonun zəif yorğunluq müqaviməti kimi xas qüsurları effektiv şəkildə aradan qaldıra bilər və performansını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra bilər. betonun su keçirməzliyi, suya davamlılığı, şaxtaya davamlılığı və armaturdan mühafizəsi.Lif dəmir-beton, xüsusilə polad lifli dəmir-beton, üstün performansına görə praktik mühəndislikdə akademik və mühəndislik dairələrində getdikcə daha çox diqqəti cəlb edir.1907-ci ildə sovet mütəxəssisi B П.Hekpocab metal lifli dəmir-betondan istifadə etməyə başladı;1910-cu ildə HF Porter qısa lifli dəmir-beton haqqında araşdırma hesabatı dərc etdirərək, qısa polad liflərin matris materiallarını gücləndirmək üçün betonda bərabər şəkildə yayılmasını təklif etdi;1911-ci ildə ABŞ-dan olan Qrem betonun möhkəmliyini və dayanıqlığını yaxşılaşdırmaq üçün adi betona polad lif əlavə etdi;1940-cı illərə qədər ABŞ, İngiltərə, Fransa, Almaniya, Yaponiya və digər ölkələr betonun aşınma müqavimətini və çatlara davamlılığını, polad lifli betonun istehsal texnologiyasını yaxşılaşdırmaq üçün polad lifdən istifadə ilə bağlı çoxlu araşdırmalar apardılar. lif və beton matris arasında bağlanma gücünü artırmaq üçün polad lifin forması;1963-cü ildə JP romualdi və GB Batson polad lifli betonun çatlarının inkişaf mexanizmi haqqında bir məqalə dərc etdilər və belə nəticəyə gəldilər ki, polad lifli dəmir-betonun çatlama gücü təsirli rol oynayan polad liflərin orta məsafəsi ilə müəyyən edilir. dartılma gərginliyində (lif məsafəsi nəzəriyyəsi), beləliklə, bu yeni kompozit materialın praktik inkişaf mərhələsinə başlayır.İndiyə qədər polad lifli dəmir-betonun populyarlaşması və tətbiqi ilə, betonda liflərin müxtəlif paylanması səbəbindən əsasən dörd növ var: polad lifli dəmir-beton, hibrid lifli dəmir-beton, laylı polad lifli dəmir-beton və laylı hibrid lif. dəmir-beton.
2. Polad lifli dəmir-betonun gücləndirilməsi mexanizmi
(1) Kompozit mexanika nəzəriyyəsi.Kompozit mexanika nəzəriyyəsi davamlı lifli kompozitlər nəzəriyyəsinə əsaslanır və polad liflərin betonda paylanma xüsusiyyətləri ilə birləşdirilir.Bu nəzəriyyədə kompozitlər bir faza olaraq lif, digər faza kimi matris olan iki fazalı kompozitlər kimi qəbul edilir.
(2) Lif məsafəsi nəzəriyyəsi.Xətti elastik qırılma mexanikasına əsaslanaraq, çatlara qarşı müqavimət nəzəriyyəsi kimi də tanınan lif aralığı nəzəriyyəsi təklif edilmişdir.Bu nəzəriyyə liflərin gücləndirici təsirinin yalnız bərabər paylanmış lif məsafəsi (minimum məsafə) ilə əlaqəli olduğunu müdafiə edir.
3. Polad lifli dəmir-betonun inkişaf vəziyyətinin təhlili
1.Polad lifli dəmir-beton.Polad lifli dəmir-beton, adi betona az miqdarda aşağı karbonlu polad, paslanmayan polad və FRP liflərinin əlavə edilməsi ilə əmələ gələn nisbətən vahid və çox istiqamətli dəmir-beton növüdür.Polad lifin qarışdırma miqdarı ümumiyyətlə həcm üzrə 1% ~ 2% təşkil edir, hər kubmetr betonda 70 ~ 100 kq polad lif qarışdırılır.Polad lifin uzunluğu 25 ~ 60 mm, diametri 0,25 ~ 1,25 mm olmalıdır və uzunluğun diametrinə ən yaxşı nisbəti 50 ~ 700 olmalıdır. Adi betonla müqayisədə bu, yalnız dartılma, kəsmə, əyilmə qabiliyyətini yaxşılaşdıra bilməz. , aşınma və çatlama müqaviməti, həm də betonun qırılma möhkəmliyini və təsir müqavimətini əhəmiyyətli dərəcədə artırır və strukturun yorğunluq müqavimətini və dayanıqlığını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır, xüsusən də möhkəmlik 10 ~ 20 dəfə artırıla bilər.Polad lifli dəmir-beton və adi betonun mexaniki xüsusiyyətləri Çində müqayisə edilir.Polad lifinin tərkibi 15% ~ 20% və su sement nisbəti 0,45 olduqda, dartılma gücü 50% ~ 70%, əyilmə gücü 120% ~ 180%, təsir gücü 10 ~ 20 artır. dəfə, təsir yorğunluğu gücü 15 ~ 20 dəfə artır, əyilmə möhkəmliyi 14 ~ 20 dəfə artır və aşınma müqaviməti də əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırılır.Buna görə də, polad lifli dəmir-beton adi betondan daha yaxşı fiziki və mexaniki xüsusiyyətlərə malikdir.
4. Hibrid lifli beton
Müvafiq tədqiqat məlumatları göstərir ki, polad lif betonun sıxılma gücünü əhəmiyyətli dərəcədə təşviq etmir, hətta onu azaltmır;Sadə betonla müqayisədə polad lifli dəmir-betonun su keçirməməsi, aşınma müqaviməti, təsir və aşınma müqaviməti və betonun erkən plastik büzülməsinin qarşısının alınması ilə bağlı müsbət və mənfi (artım və azalma) və hətta aralıq baxışlar mövcuddur.Bundan əlavə, polad lifli dəmir-betonun böyük dozası, yüksək qiyməti, paslanması və yanğın nəticəsində yaranan partlamaya qarşı müqavimətinin demək olar ki, olmaması kimi bəzi problemlər var ki, bu da onun tətbiqinə müxtəlif dərəcədə təsir göstərir.Son illərdə bəzi yerli və xarici alimlər hibrid lifli betona (HFRC) diqqət yetirməyə başladılar, müxtəlif xüsusiyyətlərə və üstünlüklərə malik lifləri qarışdırmağa, bir-birindən öyrənməyə və müxtəlif səviyyələrdə "müsbət hibrid effekti" oynamağa çalışdılar. müxtəlif layihələrin ehtiyaclarını ödəmək üçün betonun müxtəlif xüsusiyyətlərini artırmaq üçün yükləmə mərhələləri.Bununla belə, onun müxtəlif mexaniki xassələrinə, xüsusən də yorğunluq deformasiyası və yorğunluq zədələnməsinə, statik və dinamik yüklər və sabit amplituda və ya dəyişən amplituda tsiklik yüklər altında deformasiyanın inkişaf qanunu və zədələnmə xüsusiyyətlərinə gəldikdə, optimal qarışdırma miqdarı və lifin qarışdırma nisbəti, əlaqə. Kompozit materialların komponentləri arasında, gücləndirici təsir və gücləndirici mexanizm, yorğunluğa qarşı performans, nasazlıq mexanizmi və tikinti texnologiyası, Qarışıq nisbətinin dizaynı problemləri daha da öyrənilməlidir.
5. Qatlı polad lifli dəmir-beton
Monolitik lifli dəmir-betonun bərabər şəkildə qarışdırılması asan deyil, lifin yığılması asan, lifin miqdarı böyükdür və dəyəri nisbətən yüksəkdir, bu da onun geniş tətbiqinə təsir göstərir.Çoxlu sayda mühəndislik təcrübəsi və nəzəri tədqiqatlar nəticəsində yeni tip polad lif strukturu, təbəqə polad lifli dəmir-beton (LSFRC) təklif olunur.Yol plitəsinin yuxarı və aşağı səthlərində az miqdarda polad lifi bərabər paylanır və orta hələ də düz beton təbəqədir.LSFRC-də polad lif ümumiyyətlə əllə və ya mexaniki şəkildə paylanır.Polad lif uzundur və uzunluq diametri nisbəti ümumiyyətlə 70 ~ 120 arasındadır və iki ölçülü paylanma göstərir.Mexanik xassələrə təsir etmədən bu material nəinki polad lifin miqdarını əhəmiyyətli dərəcədə azaldır, həm də inteqral lifli dəmir-betonun qarışdırılması zamanı lif yığılması fenomenindən qaçır.Bundan əlavə, betonda polad lif təbəqəsinin mövqeyi betonun əyilmə gücünə böyük təsir göstərir.Betonun altındakı polad lif təbəqəsinin gücləndirici təsiri ən yaxşısıdır.Polad lif təbəqəsinin mövqeyi yuxarıya doğru hərəkət etdikdə, möhkəmləndirici təsir əhəmiyyətli dərəcədə azalır.LSFRC-nin əyilmə gücü eyni qarışıq nisbətinə malik adi betondan 35% daha yüksəkdir, bu, inteqral polad lifli dəmir-betondan bir qədər aşağıdır.Bununla belə, LSFRC çox maddi xərclərə qənaət edə bilər və çətin qarışdırma problemi yoxdur.Buna görə də, LSFRC yaxşı sosial və iqtisadi faydaları və geniş tətbiqi perspektivləri olan, səki tikintisində populyarlaşmağa və tətbiq etməyə layiq olan yeni bir materialdır.
6. Laylı hibrid lifli beton
Qatlı hibrid lifli dəmir-beton (LHFRC) LSFRC əsasında 0,1% polipropilen lifin əlavə edilməsi və yuxarı və aşağı poladda yüksək dartılma gücü və yüksək son uzanma qabiliyyətinə malik çoxlu sayda incə və qısa polipropilen liflərin bərabər paylanması ilə əmələ gələn kompozit materialdır. lif beton və orta təbəqədə düz beton.O, LSFRC aralıq düz beton təbəqəsinin zəifliyini aradan qaldıra və səth polad lifi köhnəldikdən sonra potensial təhlükəsizlik təhlükələrinin qarşısını ala bilər.LHFRC betonun əyilmə gücünü əhəmiyyətli dərəcədə artıra bilər.Sadə betonla müqayisədə onun adi betonun əyilmə müqaviməti təqribən 20%, LSFRC ilə müqayisədə isə onun əyilmə müqaviməti 2,6% artır, lakin betonun əyilmə elastiklik moduluna az təsir göstərir.LHFRC-nin əyilmə elastik modulu adi betondan 1,3% yüksəkdir və LSFRC-dən 0,3% aşağıdır.LHFRC həmçinin betonun əyilmə möhkəmliyini əhəmiyyətli dərəcədə artıra bilər və onun əyilmə möhkəmlik indeksi adi betondan təxminən 8 dəfə və LSFRC-dən 1,3 dəfə çoxdur.Bundan əlavə, betonda LHFRC-də iki və ya daha çox lifin fərqli performansına görə, mühəndislik ehtiyaclarına uyğun olaraq, betonda sintetik lif və polad lifin müsbət hibrid təsiri süniliyi, dayanıqlığını, möhkəmliyini, çatlama gücünü əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırmaq üçün istifadə edilə bilər. , materialın əyilmə gücü və dartılma müqaviməti, materialın keyfiyyətini yaxşılaşdırmaq və materialın xidmət müddətini uzatmaq.
——Abstrakt (Şansi memarlığı, cild 38, № 11, Çen Huiqinq)
Göndərmə vaxtı: 24 avqust 2022-ci il