Teräskuituvahvistettu betoni (SFRC) on uuden tyyppinen komposiittimateriaali, joka voidaan kaataa ja ruiskuttaa lisäämällä sopiva määrä lyhytaikaista teräskuitua tavalliseen betoniin. Se on kehittynyt nopeasti kotona ja ulkomailla viime vuosina. Se voittaa pienen vetolujuuden, pienen lopullisen pidentymisen ja betonin hauran ominaisuuden puutteet. Sillä on erinomaiset ominaisuudet, kuten vetolujuus, taivutusvastus, leikkauskestävyys, halkeaman vastus, väsymiskestävyys ja korkea sitkeys. Sitä on sovellettu hydraulitekniikkaan, tie- ja silta-, rakennus- ja muihin tekniikan aloilla.

 

一．Teräskuituvahvistetun betonin kehitys

 

Kuituvahvistettu betoni (FRC) on kuituvahvistetun betonin lyhenne. Se on yleensä sementtipohjainen komposiitti, joka koostuu sementtipastasta, laastista tai betonista ja metallikuituista, epäorgaanisista kuitu- tai orgaanisista kuituvahvisteista. Se on uusi rakennusmateriaali, joka muodostuu tasaisesti leviämällä lyhyet ja hienot kuidut, joilla on korkea vetolujuus, korkea lopullinen pidennys ja korkea alkaliresistenssi betonimatriisissa. Betonin kuitu voi rajoittaa varhaisten halkeamien generaatiota betonissa ja ulkoisen voiman vaikutuksen alaisena halkeamien edelleen laajentumista, ylittäen tehokkaasti luontaiset viat, kuten alhainen vetolujuus, helppo halkeilu ja betonin heikko väsymysresistenssi ja parantaa suuresti suorituskykyä. betonin päättämättömyydestä, vedenpitävästä, pakkasenkestävyydestä ja vahvistuksesta. Kuituvahvistettu betoni, erityisesti teräskuituvahvistebetoni, on herättänyt enemmän ja enemmän huomiota käytännön tekniikan akateemisiin ja tekniikan piireihin sen erinomaisen suorituskyvyn vuoksi. 1907 Neuvostoliiton asiantuntija B п. Hekpocab alkoi käyttää metallikuituvahvistettua betonia; Vuonna 1910 HF Porter julkaisi tutkimusraportin lyhyen kuidunvahvistetusta betonista, mikä viittaa siihen, että lyhyet teräskuidut olisi levitettävä tasaisesti betoniin matriisimateriaalien vahvistamiseksi; Vuonna 1911 Yhdysvaltojen Graham lisäsi teräskuitua tavalliseen betoniin betonin lujuuden ja vakauden parantamiseksi; 1940 -luvulle mennessä Yhdysvallat, Iso -Britannia, Ranska, Saksa, Japani ja muut maat olivat tehneet paljon tutkimusta teräskuidun käytöstä betonin kulumiskestävyyden ja halkeaman kestävyyden, teräskuitubetonin valmistustekniikan parantamiseksi ja parantamiseksi ja parantamiseksi Teräskuidun muoto kuidun ja betonimatriisin välisen sidoslujuuden parantamiseksi; Vuonna 1963 JP Romualdi ja GB Batson julkaisivat paperin teräskuidun suljetun betonin halkeaman kehitysmekanismista ja päättivät, että teräskuidun teräsbetonin halkeaman lujuus määritetään teräskuitujen keskimääräisen etäisyyden perusteella, mikä on tehokas rooli Vetolujuudessa (kuituväliteoria), aloittaen siten tämän uuden komposiittimateriaalin käytännön kehitysvaihe. Tähän asti teräskuituvahvistetun betonin popularisointi ja levittäminen betonin erilaisten jakautumisen vuoksi on pääasiassa neljä tyyppiä: teräskuituvahvistetun betonin, hybridikuituvahvistuksen betoni, kerrostettu teräskuituvahvistebetoni ja kerrostettu hybridikuitu teräsbetoni.

 

二.Teräskuituvahvistetun betonin vahvistusmekanismi

 

1.Komposiittimekaniikan teoria. Komposiittimekaniikan teoria perustuu jatkuvien kuitukomposiitien teoriaan ja yhdistettynä betonin teräskuitujen jakautumisominaisuuksiin. Tässä teoriassa komposiitteja pidetään kaksivaiheisina komposiiteina, joissa on kuitu yhtenä vaiheena ja matriisina toisena vaiheena.

 

Kuituväliteoria. Kuituväliteoria, joka tunnetaan myös nimellä crack -resistenssiteoria, ehdotetaan lineaarisen elastisen murtumamekaniikan perusteella. Tämä teoria väittää, että kuitujen vahvistusvaikutus liittyy vain tasaisesti jakautuneeseen kuituvälin (minimiväli).

 

三．Analyysi teräskuituvahvistetun betonin kehitystilasta

 

1.Teräskuituvahvistettu betoni.Teräskuituvahvistettu betoni on eräänlainen suhteellisen tasainen ja monisuuntainen teräsbetoni, joka on muodostettu lisäämällä pieni määrä vähähiilistä terästä, ruostumattomasta teräksestä ja FRP-kuiduista tavalliseen betoniin. Teräskuidun sekoitusmäärä on yleensä 1% ~ 2% tilavuudella, kun taas 70 ~ 100 kg: n teräskuitua sekoitetaan jokaisessa betonimittarin painon mukaan. Teräskuidun pituuden tulisi olla 25 ~ 60 mm, halkaisijan tulisi olla 0,25 ~ 1,25 mm ja halkaisijan parhaan suhteen tulisi olla 50 ~ 700. Verrattuna tavalliseen betoniin, se ei voi vain parantaa veto-, leikkaus-, taivutusta , kuluminen ja halkeaman kestävyys, mutta lisäävät huomattavasti betonin murtuman sitkeyttä ja iskunkestävyyttä ja parantavat merkittävästi rakenteen väsymiskestävyyttä ja kestävyyttä, erityisesti sitkeyttä voidaan lisätä 10: llä ~ 20 kertaa. Teräskuituvahvistetun betonin ja tavallisen betonin mekaanisia ominaisuuksia verrataan Kiinassa. Kun teräskuidun pitoisuus on 15% ~ 20% ja vesisementin suhde on 0,45, vetolujuus kasvaa 50% ~ 70%, taivutuslujuus kasvaa 120% ~ 180%, iskunvahvuus kasvaa 10 ~ 20 Ajat, vaikutuksen väsymislujuus kasvaa 15 ~ 20 -kertaisesti, taivutuslujuus kasvaa 14 ~ 20 kertaa ja kulumiskestävyys paranee myös merkittävästi. Siksi teräskuituvahvistetulla betonilla on parempia fysikaalisia ja mekaanisia ominaisuuksia kuin tavallisella betonilla.

2.Hybrid -kuitubetoni. Asiaankuuluvat tutkimustiedot osoittavat, että teräskuitu ei edistä merkittävästi betonin puristuslujuutta tai edes vähennä sitä; Tavallisiin betoniin verrattuna on positiivisia ja negatiivisia (lisääntymistä ja vähenemistä) tai jopa välituotteita teräskuituvahvistetun betonin läpäisemättömyydestä, kulutuskestävyydestä, isku- ja kulutuskestävyydestä ja betonin varhaisen muovin kutistumisen estämisestä. Lisäksi teräskuituvahvistetussa betonissa on joitain ongelmia, kuten suuri annos, korkea hinta, ruoste ja melkein ilman tulipalon aiheuttamia purskeita, mikä on vaikuttanut sen levitykseen vaihteleviin asteisiin. Viime vuosina jotkut kotimaiset ja ulkomaiset tutkijat alkoivat kiinnittää huomiota hybridikuitubetoniin (HFRC) yrittäen sekoittaa kuituja, joilla on erilaiset ominaisuudet ja edut, oppi toisiltaan ja antaa leikkiä "positiiviselle hybridivaikutukselle" eri tasoilla ja eri tasoilla ja Latausvaiheet betonin erilaisten ominaisuuksien parantamiseksi eri projektien tarpeiden tyydyttämiseksi. Kuitenkin sen erilaisten mekaanisten ominaisuuksien, etenkin väsymyksen muodonmuutoksen ja väsymysvaurion, muodonmuutoksen kehityslain ja vaurioominaisuuksien suhteen staattisten ja dynaamisten kuormitusten ja vakiona amplitudin tai muuttuvan amplitudin syklisten kuormitusten, optimaalisen sekoitusmäärän ja kuidun osuus, suhde, suhde Komposiittimateriaalien, vahvistusvaikutuksen ja vahvistusmekanismin, väsymyksen vastaisen suorituskyvyn, vikamekanismin ja rakennustekniikan välillä sekoitussuhteen suunnittelun ongelmat on oltava edelleen opiskeli.

3.vaikutteiset teräskuituvahvistetut betonit.Monoliittinen kuituvahvistebetoni ei ole helppo sekoittaa tasaisesti, kuitu on helppo agglomeroida, kuidun määrä on suuri ja kustannukset ovat suhteellisen korkeat, mikä vaikuttaa sen laajaan levitykseen. Ehdotetaan suuren määrän tekniikkakäytäntöä ja teoreettisia tutkimuksia, uuden tyyppistä teräskuiturakennetta, kerroksen teräskuituvahvistettua betonia (LSFRC). Pieni määrä teräskuitua jakautuu tasaisesti tienlevyn ylä- ja alapinnoille, ja keskimmäinen on edelleen tavallinen betonikerros. LSFRC: n teräskuitu jakautuu yleensä manuaalisesti tai mekaanisesti. Teräskuitu on pitkä, ja pituuden halkaisija suhde on yleensä välillä 70 ~ 120, mikä osoittaa kaksiulotteisen jakauman. Vaikuttamatta mekaanisia ominaisuuksia, tämä materiaali ei vain vähennä huomattavasti teräskuidun määrää, vaan välttää myös kuitujen agglomeroitumisen ilmiötä integraalikuituvahvistetun betonin sekoittamisessa. Lisäksi teräskuitukerroksen sijainti betonissa on suuri vaikutus betonin taivutuslujuuteen. Teräskuitukerroksen vahvistusvaikutus betonin pohjassa on paras. Kun teräskuitukerroksen sijainti liikkuu ylöspäin, vahvistusvaikutus vähenee merkittävästi. LSFRC: n taivutuslujuus on yli 35% korkeampi kuin tavallisella betonilla, jolla on sama sekoitussuhde, mikä on hiukan alhaisempi kuin integroidun teräskuituvahvistetun betonin. LSFRC voi kuitenkin säästää paljon aineellisia kustannuksia, eikä vaikeaa sekoittamista ole ongelmia. Siksi LSFRC on uusi materiaali, jolla on hyvät sosiaaliset ja taloudelliset edut ja laajat soveltamisnäkymät, mikä on popularisoinnin ja soveltamisen arvoinen jalkakäytävän rakentamisessa.

 

4.Kerrostettu hybridikuitubetoni.Kerroshybridikuituvahvistettu betoni (LHFRC) on komposiittimateriaali, joka on muodostettu lisäämällä 0,1% polypropeenikuituja LSFRC: n perusteella ja jakamalla tasaisesti suuren määrän hienoja ja lyhyitä polypropeenikuituja, joilla Kuitubetoni ja tavallinen betoni keskikerroksessa. Se voi voittaa LSFRC -välituotteen tavallisen betonikerroksen heikkouden ja estää mahdolliset turvallisuusriskit pintateräskuidun kuluneen jälkeen. LHFRC voi parantaa merkittävästi betonin taivutuslujuutta. Verrattuna tavalliseen betoniin, sen tavallisen betonin taivutuslujuus lisääntyy noin 20%, ja verrattuna LSFRC: hen sen taivutuslujuuteen kasvaa 2,6%, mutta sillä on vähän vaikutusta betonin taivutusjoustomoduuliin. LHFRC: n taivutusjoustomoduuli on 1,3% korkeampi kuin tavallisen betonin ja 0,3% pienempi kuin LSFRC. LHFRC voi myös parantaa merkittävästi betonin taivutuslujuutta, ja sen taivutuslujuusindeksi on noin 8 kertaa tavallinen betoni ja 1,3 -kertainen LSFRC: n. Lisäksi teknisten tarpeiden mukaan kahden tai useamman kuidun erilaisen suorituskyvyn LHFRC: ssä synteettisen kuidun ja teräskuidun positiivista hybridivaikutusta betonissa voidaan käyttää parantamaan taipuvuutta, kestävyyttä, sitkeyttä, halkeaman lujuutta huomattavasti parantamaan huomattavasti, halkeaman lujuus , Materiaalin taivutuslujuus ja vetolujuus, parantaa materiaalin laatua ja pidentää materiaalin käyttöiän käyttöä.

-Tiivistelmä (Shanxi Architecture, osa 38, nro 11, Chen Huiqing)