Steelski armirani beton (SFRC) je nova vrsta kompozitnog materijala koji se može izliti i prskati dodavanjem odgovarajuće količine kratkih čeličnih vlakana u obični beton. Posljednjih godina se brzo razvijalo u zemlji i inostranstvu. Prevladava nedostatke niske zatezne čvrstoće, male krajnjeg izduženja i krhke imovine betona. Ima odlična svojstva kao što su zatezna čvrstoća, otpornost na savijanje, otpornost na smicanje, otpornost na pukotine, otpornost na umor i velika žilavost. Primjenjuje se na hidrauličkim inženjerstvu, cestovnom i mostu, građevinskim i drugim inženjerskim poljima.

 

一.Razvoj čeličnog armiranog betona

 

Fiber ojačani beton (FRC) je skraćenica od armiranog betona od vlakana. To je obično kompozit zasnovan na cementu sastavljen od cementnog paste, maltera ili betona i metalnih vlakana, anorganskih vlakana ili organskih vlakana. To je novi građevinski materijal koji je formirao ravnomjerno raspršivanje kratkih i sitnih vlakana sa visokom zateznom čvrstoćom, visokoj konačnom izduženju i visokim alkalnim otpornošću u betonskoj matrici. Vlakna u betonu mogu ograničiti proizvodnju ranih pukotina u beton i daljnje širenje pukotina pod dejstvom vanjske sile, učinkovito prevladati svojstvene mane kao što su male zatezna čvrstoća, i jadna otpornost na umor i uvelike poboljšavaju performanse nepropusnosti, vodootporne, otpornosti na smrzavanje i zaštitu od betona za pojačanje. Fiber ojačani beton, posebno čelični armirani beton, privukao je sve više pažnje u akademskim i inženjerskim krugovima u praktičnom inženjerstvu zbog superiornih performansi. 1907. Sovjetski stručnjak B P. Hekpocab je počeo koristiti metalni amarkro beton; 1910. godine, HF Porter objavio je istraživački izvještaj o kratkom armiranom betonu, što sugerira da se kratka čelična vlakna trebaju ravnomjerno raspršiti u beton da bi se ojačali matrični materijali; 1911. godine Graham Sjedinjenih Država dodao je čeličnu vlakna u običan beton za poboljšanje čvrstoće i stabilnosti betona; Do 1940-ih, Sjedinjene Države, Britanija, Francuska, Njemačka, Japan i druge zemlje učinili su puno istraživanja korištenja čeličnih vlakana za poboljšanje otpornosti na habanje i otpornost na pukotine, tehnologiju proizvodnje čeličnog vlakana i poboljšanje oblik čeličnih vlakana za poboljšanje čvrstoće lijepljenja između matrice vlakana i betona; 1963. godine, JP Romualdi i GB Batson objavili su papir na mehanizmu razvoju pukotina čeličnim konkretnim betonom i izneti zaključak da se pukotina čvrstoća čeličnog armiranog betona određuje prosječnom razmakom čeličnih vlakana koji reproduciraju efikasnu ulogu U zateznoj stres (teorija rasporeda vlakana), na taj način započinje praktičnu fazu razvoja ovog novog kompozitnog materijala. Do sada, s popularizacijom i primjenom čeličnih amontona od armiranog vlakana, zbog različite distribucije vlakana u betonu, postoji uglavnom četiri vrste: čelični amarkro beton, hibridni armatura od armirana, slojeviti čelična vlakna od armirana i slojevitih hibridnih vlakana armirani beton.

 

二.Jačanje mehanizma od strane čeličnog od armiranog betona

 

1.Kosite teoriju mehanike. Teorija kompozitnih mehanika zasniva se na teoriji kontinuiranih vlakana i u kombinaciji s raspodjelom karakteristikama čeličnih vlakana u betonu. U ovoj teoriji kompoziti se smatraju dvofaznim kompozitima sa vlaknima kao jedna faza i matrica kao druga faza.

 

Teorija razmaka vlakana. Teorija razmaka vlakana, takođe poznata kao teorija otpora pukotine, predlaže se na osnovu linearne mehanike loma. Ova teorija smatra da je efekt pojačanja vlaknih vlakana povezan samo sa jednolično raspoređenim razmakom vlakana (minimalni razmak).

 

三.Analiza razvoja statusa od ojačanog betona od čeličnog vlakana

 

1.Čelični ojačani beton.Čelični ojačani beton je vrsta relativno ujednačenog i višesmjernog armiranog betona formiran dodavanjem male količine niskog ugljičnog čelika, nehrđajućeg čelika i frp vlakana u obični beton. Količina miješanja od čeličnih vlakana općenito je 1% ~ 2% po volumen, dok se čelična vlakna od 70 ~ 100kg miješana u svakom kubnom metru betona po težini. Duljina čeličnih vlakana treba biti 25 ~ 60 mm, promjer bi trebao biti 0,25 ~ 1,25 mm, a najbolji omjer dužine promjera treba biti 50 ~ 700. U usporedbi sa običnim betonom, ne samo da ne može poboljšati zatezanje, smicanje, savijanje , otpornost na habanje i pucanje, ali također uvelike poboljšavaju žilavost loma i otpornost na udarca betona i značajno poboljšavaju otpornost na umor i izdržljivost strukture, posebno žilavost biti povećan za 10 ~ 20 puta. Mehanička svojstva čeličnog ojačanog betona i običnog betona u Kini u poređenju su u Kini. Kada je sadržaj čeličnih vlakana iznosi 15% ~ 20%, a zatezanje vode je 0,45, zategnuta čvrstoća povećava za 50% ~ 70%, snage savijanja povećava se za 120% ~ 180%, povećava se snage udaljenosti od 10 ~ 20 Vremena, utjecajna snaga umora povećava se za 15 ~ 20 puta, žilavost savijanja povećava se za 14 ~ 20 puta, a otpornost na habanje također je značajno poboljšana. Stoga, beton ojačani čeličnim vlaknima ima bolju fizičku i mehanička svojstva od običnog betona.

2.Hibridni vlaknski beton. Relevantni podaci o istraživanju pokazuju da čelična vlakna ne promoviraju značajno promoviraju temperaturu kontra betona ili je čak smanjuje; U usporedbi s običnim betonom, postoje pozitivni i negativni (povećanje i smanjenje) ili čak srednje prikaze na nepropusnosti, otpornost na habanje, otpornost na habanje i trošenje čeličnih ojačanih betona i prevencije ranog plastičnog skupljanja betona. Pored toga, čelični beton od ojačanog vlakana ima neke probleme, poput velike doze, visoke cijene, hrđe i gotovo nikakve otpornosti na pucanje uzrokovane vatrom, koji je utjecao na njegovu primjenu na različite stupnjeve. Posljednjih godina počeli su obratiti pažnju na hibridni vlakno beton (HFRC), pokušavajući miješati vlakna različita svojstva i prednosti, učiti se u "pozitivni hibridni efekt" na različitim nivoima i Umetanje faza za poboljšanje različitih svojstava betona, kako bi se zadovoljile potrebe različitih projekata. Međutim, s obzirom na različita mehanička svojstva, posebno njegova deformacija za umor i umor, zakon o razvoju deformacije i karakteristike štete pod statičkim i dinamičnim amplitudom ili cikličnim opterećenjima, optimalnom količinom miješanja i miješanje vlakana, odnosa Između komponenti kompozitnih materijala, jačanja efekta i mehanizma za jačanje, performanse protiv umora, mehanizma kvara i građevinske tehnologije, problemi u obliku proporcije u proporciji trebaju biti dalje proučavan.

3. Ograničeni čelični armatura od vlakana.Monolitsko ojačani beton nije lako miješati, vlakno je lako aglomerat, količina vlakana je velika, a trošak je relativno visok, što utječe na široku primjenu. Kroz veliki broj inženjerske prakse i teorijskog istraživanja predlaže se nova vrsta čelične strukture vlakana, ojačani beton ojačanog sloja (LSFRC). Mala količina čeličnih vlakana ravnomjerno se distribuira na gornjim i donjim površinama putne ploče, a sredina je i dalje običan betonski sloj. Čelična vlakna u LSFRC-u uglavnom se distribuiraju ručno ili mehanički. Čelična vlakna je dugačka, a omjer promjera dužine općenito je između 70 ~ 120, pokazujući dvodimenzionalnu distribuciju. Ne utječe na mehanička svojstva, ovaj materijal ne samo uvelike ne smanjuje količinu čeličnih vlakana, već izbjegava pojavu aglomeracije vlakana u miješanju integralnog betona od armiranog vlakana. Pored toga, položaj čeličnog sloja vlakana u betonu ima veliki utjecaj na čvrstoću na savijanje betona. Učinak ojačanja čeličnog sloja vlakana na dnu betona je najbolji. S položajem koji se kreće čelični sloj vlakana, efekt pojačanja značajno se smanjuje. Snaga savijanja LSFRC-a je veća od 35% veća od običnog betona s istim udjelom mješavine, što je nešto niže od onog integriranog čeličnog armiranog betona. Međutim, LSFRC može uštedjeti puno materijalnih troškova i nema problema teško miješati. Stoga je LSFRC novi materijal s dobrim društvenim i ekonomskim koristima i širokim perspektivama aplikacije, koji je dostojan popularizacije i primjene u izgradnji kolnika.

 

4.Slojeni hibridni vlaknski beton.Sloj hibridni ojačani beton (LHFRC) je sastavni materijal koji se formira dodavanjem 0,1% polipropilenskih vlakana na bazi LSFRC-a i ravnomjerno raspoređivanje velikog broja finih i kratkih polipropilenskih vlakana i visokoj krajnjoj snazi ​​u gornjem i donjem čeliku vlakno beton i običan beton u srednjem sloju. Može prevladati slabost LSFRC srednjeg običnog betonskog sloja i spriječiti potencijalne sigurnosne opasnosti nakon istrošenog površinskog čeličnog vlakana. LHFRC može značajno poboljšati snagu savijanja betona. U usporedbi s običnim betonom, njegova fleksiralna čvrstoća običnog betona povećava se za oko 20%, a u usporedbi s LSFRC-om, njegova snaga savijanja povećava se za 2,6%, ali ima malo utjecaja na fleksibilni elastični modul betona. Fleksuralni elastični modul LHFRC-a je 1,3% veći od običnog betona i 0,3% niže od LSFRC-a. LHFRC takođe može značajno poboljšati žilavost sa fleksiranom betonu, a njegov indeks sa fleksuralno žilavosti iznosi oko 8 puta veći od običnog betona i 1,3 puta od LSFRC-a. Štoviše, zbog različitih performansi dva ili više vlakana u betonu, prema inženjernim potrebama, pozitivan hibrid efekt sintetičkog vlakana i čeličnog vlakana u betonu može se koristiti za značajno poboljšanje duktilnosti, trajnosti, žilavosti, čvrstoće , Snaga savijanja i zatezna čvrstoća materijala, poboljšavaju kvalitet materijala i produžuju servisni vijek materijala.

-Sažetak (Shanxi arhitektura, vol. 38, br. 11, Chen Huiqing)