Elyaf temir-beton - Fiber-reinforced concrete

Elyaf temir-beton (FRC) beton uning tarkibiy yaxlitligini oshiradigan tolali materialni o'z ichiga oladi. U qisqa diskretni o'z ichiga oladi tolalar bir xil taqsimlangan va tasodifiy yo'naltirilgan. Elyaflarga po'lat tolalar, shisha tolalar, sintetik tolalar va tabiiy tolalar - ularning har biri betonga turli xil xususiyatlarni beradi. Bundan tashqari, turli xil beton, tolali materiallar, geometriya, taqsimot, yo'nalish va zichlik bilan tolali temirbetonning xarakteri o'zgaradi.

Tarixiy istiqbol

Elyaflarni mustahkamlash sifatida ishlatish kontseptsiyasi yangi emas. Elyaflar qadim zamonlardan beri mustahkamlash sifatida ishlatilgan. Tarixiy jihatdan, ot sochlari ichida ishlatilgan ohak va somon yilda loy g'ishtlari. 1900-yillarda, asbest tolalar betonda ishlatilgan. 1950-yillarda, tushunchasi kompozit materiallar vujudga keldi va tolali temir betonni qiziqtirgan mavzulardan biri bo'ldi. Bir marta sog'liq uchun xavf asbest bilan bog'liq bo'lganligi sababli, beton va boshqa qurilish materiallarida moddaning o'rnini topishga ehtiyoj bor edi. 1960 yillarga kelib, po'lat, stakan (GFRC ) va sintetik (masalan polipropilen ) betonda tolalar ishlatilgan. Elyaf bilan mustahkamlangan yangi betonlarni tadqiq etish bugun ham davom etmoqda.

Elyaflar odatda betonda yorilishlarni boshqarish uchun ishlatiladi plastik siqilish va qisqarishni quritishgacha. Ular shuningdek o'tkazuvchanlik betondan va shu bilan qon ketishini kamaytiradi suv. Ba'zi turdagi tolalar betonda ko'proq zarba, aşınma va parchalanishga qarshilik ko'rsatadi. Kattaroq po'lat yoki sintetik tolalar ma'lum holatlarda armatura yoki po'latni to'liq almashtirishi mumkin. Elyaf temir-beton er osti qurilish sanoatida barini almashtirdi, ammo tunnel segmentlari kabi deyarli barcha tunnel astarlari armaturadan foydalanish o'rniga tolalar bilan mustahkamlandi. Darhaqiqat, ba'zi bir tolalar betonning bosim kuchini pasaytiradi.[1]

Beton aralashmasiga qo'shilgan tolalar miqdori "hajm fraktsiyasi" (V) deb nomlangan kompozit (beton va tolalar) umumiy hajmining foizida ifodalanadi.f). Vf odatda 0,1 dan 3% gacha. Tomonlarning nisbati (l / d) tolaning uzunligini (l) uning diametriga (d) bo'lish orqali hisoblanadi. Dumaloq bo'lmagan kesimga ega bo'lgan tolalar nisbati hisoblash uchun ekvivalent diametrdan foydalanadi. Agar tola bo'lsa elastiklik moduli matritsadan yuqori (beton yoki ohak biriktiruvchi), ular materialning kuchlanish kuchini oshirib, yukni ko'tarishga yordam beradi. Elyafning nisbati ortishi odatda matritsaning egiluvchanligi va pishiqligini segmentlarga ajratadi. Uzunroq uzunlik betonning ichidagi matritsani yaxshilaydi va ingichka diametri tolalar sonini oshiradi. Har bir tolali ipning samarali bo'lishini ta'minlash uchun maksimal kattalikdagi uzunlikdagi tolalardan foydalanish tavsiya etiladi. Oddiy beton tarkibida 19-45 mm diametrli agregatlar mavjud bo'lib, ular 35-45% betonni tashkil etadi, 20 mm dan uzunroq tolalar samaraliroq. Shu bilan birga, juda uzun va ishlov berish vaqtida to'g'ri ishlov berilmagan tolalar aralashmada "to'p" ga moyil bo'lib, ish qobiliyatiga oid muammolarni keltirib chiqaradi.

Betonning uzoq muddatli chidamliligi uchun tolalar qo'shiladi. Shisha [2] va polyester [3] beton va har xil qo'shimchalarning ishqoriy holatida parchalanish va betonning sirtini qayta ishlash.

The Yuqori tezlik 1 1 kg / m³ yoki undan ko'p polipropilen tolalarni o'z ichiga olgan betonning tunnel qoplamalari, diametri 18 va 32 mm bo'lgan, quyida keltirilgan imtiyozlarni beradi.[4] Yupqa diametrli polipropilen tolalarini qo'shish nafaqat tunnel qoplamasida mustahkamlashni ta'minlaydi, balki avariya tufayli yong'in paytida "to'kilish" va qoplamaning shikastlanishiga yo'l qo'ymaydi. [5]

Foyda

Shisha tolalar:

  • Beton kuchini arzon narxlarda yaxshilang.
  • Armaturadan farqli o'laroq, barcha yo'nalishlarda kuchlanishni kuchaytiradi.
  • Dekorativ ko'rinishni qo'shing, chunki ular tayyor beton yuzasida ko'rinadi.

Polipropilen va neylon tolalar:

  • Aralash birlashishini yaxshilang, uzoq masofalarga pompalanish qobiliyatini yaxshilang
  • Muzqaymoq-eritishga chidamliligini yaxshilang
  • Portlashga qarshi qarshilikni yaxshilang chayqalish qattiq yong'in sodir bo'lganda
  • Ta'sirni va aşınmaya bardoshliligini yaxshilang
  • Qattiqlashganda plastik siqilishga chidamliligini oshiring
  • Strukturaviy quvvatni yaxshilang
  • Po'latni mustahkamlash talablarini kamaytiring
  • Yaxshilash egiluvchanlik
  • Yoriq kengliklarini kamaytiring va yoriqlar kengligini mahkam boshqaring, shu bilan chidamlilik yaxshilanadi

Chelik tolalar:

  • Strukturaviy quvvatni yaxshilang
  • Po'latni mustahkamlash talablarini kamaytiring
  • Yoriq kengliklarini kamaytiring va yoriqlar kengligini mahkam boshqaring, shu bilan chidamlilik yaxshilanadi
  • Ta'sirni va aşınmaya bardoshliligini yaxshilang
  • Muzqaymoq-eritishga chidamliligini yaxshilang

Ikkala mahsulotning afzalliklarini birlashtirish uchun qurilish loyihalarida ikkala po'lat va polimer tolalari aralashmalari ko'pincha qo'llaniladi; po'lat tolalar va portlovchi moddalarga chidamliligi bilan ta'minlangan tarkibiy yaxshilanishlar chayqalish va polimer tolalari bilan ta'minlangan plastik qisqarishni yaxshilash.

Muayyan o'ziga xos sharoitlarda po'lat tolasi yoki so'l sintetik tolalar an'anaviy po'lat armatura o'rnini butunlay o'zgartirishi mumkin ("armatura ") temir-betonda. Bu ko'pincha sanoat pollarida, shuningdek, ba'zi boshqa prekastlash dasturlarida uchraydi. Odatda, ular ishlash talablari bajarilishini tasdiqlash uchun laboratoriya sinovlari bilan tasdiqlanadi. Mahalliy dizayn kodlari talablari ham ta'minlanganligiga e'tibor qaratish lozim. betonning tarkibida minimal miqdordagi po'lat armaturani keltirib chiqarishi mumkin, faqat po'lat tolalar bilan mustahkamlangan prekast qoplamalaridan foydalangan holda tunnel loyihalari ko'paymoqda.

Micro-Rebar shuningdek yaqinda ACI 318 14-bobiga binoan vertikal devorlarda an'anaviy mustahkamlashni almashtirish uchun sinovdan o'tkazildi va tasdiqlandi.[6]

Ba'zi o'zgarishlar

Oddiy qurilish tarkibiy qismidagi betonning kamida yarmi po'lat armaturani korroziyadan himoya qilish uchun ishlatiladi. Armatura sifatida faqat tolani ishlatadigan beton, betonni tejashga va shu bilan bog'liq bo'lgan issiqxona ta'siriga olib kelishi mumkin. [7] FRC dizaynerlar va muhandislarga katta moslashuvchanlikni beradigan ko'plab shakllarda shakllantirilishi mumkin.

HPFRC, bu bir necha foizgacha kuchlanishni kuchaytirishi va natijada materialga olib kelishi mumkinligini da'vo qilmoqda egiluvchanlik oddiy beton yoki standart tolali temirbeton bilan taqqoslaganda kamida ikki daraja yuqori. HPFRC shuningdek, noyob yorilish xatti-harakatlarini da'vo qilmoqda. HPFRC elastik diapazondan tashqariga yuklanganda, hatto bir necha foiz qisish shtammlariga deformatsiya qilingan taqdirda ham yoriqlar kengligini 100 µm dan pastroq ushlab turadi. HPFRC va Michigan transport departamenti bilan daladagi natijalar erta yoshdagi yorilishga olib keldi.[8]

Ko'prik pastki qismida yuqori mahsuldorlikdagi temir-beton ustida olib borilgan so'nggi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, tolalarni qo'shish qoldiq quvvat va boshqariladigan yorilishni ta'minladi.[9] FRC nazoratga qaraganda qisqargan bo'lsa ham, FRCda kamroq va tor yoriqlar mavjud edi. Qoldiq kuchi tolaning tarkibiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.

Ba'zi tadqiqotlar, qayta ishlangan gilam chiqindilaridan ekologik toza foydalanish sifatida betondagi chiqindilarni gilam tolalari yordamida amalga oshirildi.[10] Gilam odatda ikkita qatlamdan iborat (odatda polipropilen lenta iplaridan mato), unga CaCO qo'shiladi.3 to'ldirilgan stirol-butadienli lateks kauchuk (SBR) va yuz tolalari (ko'pchilik neylon 6 va neylon 66 naqshli iplar). Bunday neylon va polipropilen tolalari betonni mustahkamlash uchun ishlatilishi mumkin. Qayta ishlangan materiallarni tolalar sifatida ishlatish bo'yicha boshqa g'oyalar paydo bo'ladi: qayta ishlangan Polietilen tereftalat Masalan, (PET) tolasi.[11]

Standartlar

  • EN 14889-1: 2006 - Beton uchun tolalar. Chelik tolalari. Ta'riflar, spetsifikatsiyalar va muvofiqlik
  • EN 14845-1: 2007 - Betondagi tolalarni sinash usullari
  • ASTM A820-16 - tolali temir beton uchun standart spetsifikatsiya (o'rniga)
  • ASTM C1116 / C1116M - tolali temir beton uchun standart texnik shartlar
  • ASTM C1018-97 - tolali temir betonning egiluvchanligi va birinchi yorilish kuchi uchun standart sinov usuli (Uchinchi nuqta yuklanishi bilan nurni ishlatish) (2006 y.)
  • CSA A23.1-19 Ilovasi U - Ultra yuqori mahsuldorlikdagi beton (tolani mustahkamlovchi va unsiz)
  • CSA S6-19, 8.1 - Ultra yuqori mahsuldorlikdagi beton uchun dizayn bo'yicha qo'llanma

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ https://www.xetex.in/pp-fibres-india-xetex-industries-pr
  2. ^ ASTM C1116 / C1116M - 06
  3. ^ Betonda qayta ishlangan PET tolalarining mexanik xususiyatlari, materiallar tadqiqotlari. 2012 yil; 15 (4): 679-686
  4. ^ "Yangiliklar - tolalar nufuzli tunnel loyihalariga juda zarur bo'lgan himoya vositalarini qo'shadi". 2007-09-27. Asl nusxasidan arxivlangan 2007-09-27. Olingan 2017-02-05.CS1 maint: BOT: original-url holati noma'lum (havola)
  5. ^ PET Shuttlevort, temir yo'l aloqasi muhandisi tomonidan beton tunnel astarlarini yong'indan himoya qilish. Buyuk Britaniya
  6. ^ http://www.core-covery-products.com/pdfs/ACI-318-IBC-IRC-Evaluation-report-Helix-Steel-Micro-Rebar-Alternative-to-Steel-Rebar-Conrete-reinforc-Vertical- Applications.pdf
  7. ^ https://www.bdcnetwork.com/world%E2%80%99s-first-building-made-carbon-fiber-reinforc-concrete-starts-cbuild-germany
  8. ^ Li, V .; Yang, E.; Li, M. (2008 yil 28-yanvar), Birlashtirilmagan ko'prik plyonkalari uchun mustahkam bog'langan plitalarning dalada namoyish etilishi, kuchlanishni kuchaytiruvchi tsementli kompozitsiyalar asosida - 3-bosqich: qisqarishni boshqarish (PDF), Michigan transport departamenti
  9. ^ ACI 544.3R-93: temir tolalarni aniqlashtirish, mutanosiblashtirish, aralashtirish, joylashtirish va tugatish bo'yicha qo'llanma., Amerika beton instituti, 1998 y
  10. ^ Vang, Y .; Vu, XK.; Li, V. (2000 yil noyabr). "Qayta ishlangan tolalar bilan betonni mustahkamlash". Qurilish materiallari jurnali.
  11. ^ Ochia, T .; Okubob, S .; Fukuib, K. (2007 yil iyul). "Qayta ishlangan PET tolasini ishlab chiqarish va uni beton mustahkamlovchi tola sifatida qo'llash". Tsement va beton kompozitsiyalari. 29 (6): 448–455. doi:10.1016 / j.cemconcomp.2007.02.002.