Beton bertulang serat baja (SFRC) mangrupikeun jinis bahan komposit énggal anu tiasa dituang sareng disemprot ku nambihan jumlah serat baja pondok anu pas kana beton biasa. Éta parantos ngembangkeun gancang di bumi sareng di luar negeri dina taun-taun ayeuna. Ieu overcomes nu shortcomings tina kakuatan tensile low, elongation pamungkas leutik jeung harta regas beton. Cai mibanda sipat alus teuing kayaning kakuatan tensile, bending résistansi, résistansi geser, résistansi retakan, résistansi kacapean sarta kateguhan tinggi. Eta geus dilarapkeun dina rékayasa hidrolik, jalan jeung sasak, konstruksi jeung widang rékayasa lianna.
1. Ngembangkeun beton bertulang serat baja
Fiber reinforced concrete (FRC) nyaéta singketan tina fiber reinforced concrete. Biasana mangrupa komposit dumasar semén diwangun ku némpelkeun semén, mortir atawa beton jeung serat logam, serat anorganik atawa bahan bertulang serat organik. Ieu mangrupakeun bahan wangunan anyar dibentuk ku seragam dispersing serat pondok tur rupa kalawan kakuatan tensile tinggi, elongation pamungkas tinggi na lalawanan alkali tinggi dina matrix beton. Serat dina beton bisa ngawatesan generasi retakan mimiti di beton jeung perluasan salajengna tina retakan dina aksi gaya éksternal, éféktif nungkulan nu defects alamiah kayaning kakuatan tensile low, cracking gampang jeung lalawanan kacapean goréng beton, sarta greatly ngaronjatkeun kinerja. tina impermeability, waterproof, résistansi ibun jeung panyalindungan tulangan beton. Serat bertulang beton, utamana serat baja bertulang beton, geus narik beuki loba perhatian di kalangan akademisi jeung rékayasa dina rékayasa praktis kusabab kinerja unggul na. 1907 ahli Soviét B П. Hekpocab mimiti ngagunakeun beton bertulang serat logam; Dina 1910, HF Porter diterbitkeun laporan panalungtikan ngeunaan beton bertulang serat pondok, suggesting yén serat baja pondok kudu merata dispersed dina beton pikeun nguatkeun bahan matrix; Dina 1911, Graham ti Amérika Serikat nambahkeun serat baja kana beton biasa pikeun ngaronjatkeun kakuatan jeung stabilitas beton; Dina taun 1940-an, Amérika Serikat, Inggris, Perancis, Jerman, Jepang sareng nagara-nagara sanés parantos ngalaksanakeun seueur panilitian ngeunaan ngagunakeun serat baja pikeun ningkatkeun résistansi ngagem sareng résistansi retakan beton, téknologi manufaktur beton serat baja, sareng ningkatkeun kualitas serat baja. bentuk serat baja pikeun ngaronjatkeun kakuatan beungkeutan antara serat jeung matrix beton; Dina 1963, JP romualdi jeung GB Batson medalkeun makalah ngeunaan mékanisme ngembangkeun retakan beton kawat baja, sarta nempatkeun maju kacindekan yén kakuatan retakan beton bertulang serat baja ditangtukeun ku jarak rata-rata serat baja nu muterkeun hiji peran éféktif. dina tegangan tensile (téori spasi serat), sahingga dimimitian tahap ngembangkeun praktis bahan komposit anyar ieu. Nepi ka ayeuna, ku popularization sarta aplikasi tina serat baja bertulang beton, alatan distribusi béda tina serat dina beton, aya utamana opat jenis: serat baja bertulang beton, serat hibrid bertulang beton, layered serat baja bertulang beton jeung layered serat hibrid. beton bertulang.
2. Strengthening mékanisme serat baja bertulang beton
(1) Téori mékanika komposit. Téori mékanika komposit dumasar kana téori komposit serat kontinyu sareng digabungkeun sareng karakteristik distribusi serat baja dina beton. Dina téori ieu, komposit dianggap salaku komposit dua-fase kalawan serat salaku hiji fase jeung matrix salaku fase séjén.
(2)Tiori jarak serat. Téori jarak serat, ogé katelah téori résistansi retakan, diusulkeun dumasar kana mékanika narekahan elastis linier. Téori ieu nyepeng yén pangaruh tulangan serat ngan ukur aya hubunganana sareng jarak serat anu disebarkeun seragam (spasi minimum).
3. Analisis status perkembangan beton bertulang serat baja
1.Steel serat bertulang beton. Beton bertulang serat baja mangrupakeun jenis beton bertulang rélatif seragam jeung multi-arah dibentuk ku nambahkeun jumlah leutik baja karbon low, stainless steel sarta serat FRP kana beton biasa. Jumlah Pergaulan serat baja umumna 1% ~ 2% ku volume, bari 70 ~ 100kg serat baja dicampurkeun dina unggal méter kubik beton ku beurat. Panjang serat baja kedah 25 ~ 60mm, diaméterna kedah 0.25 ~ 1.25mm, sarta babandingan pangalusna tina panjangna pikeun diaméterna kedah 50 ~ 700. Dibandingkeun jeung beton biasa, éta teu ngan bisa ningkatkeun tensile nu, geser, bending. , maké jeung résistansi retakan, tapi ogé greatly ningkatkeun kateguhan narekahan sarta lalawanan dampak beton, sarta nyata ngaronjatkeun résistansi kacapean sarta durability struktur, utamana kateguhan bisa ngaronjat ku 10 ~ 20 kali. Sipat mékanis beton bertulang serat baja sareng beton biasa dibandingkeun di Cina. Nalika eusi serat baja nyaéta 15% ~ 20% jeung rasio semén cai nyaéta 0,45, kakuatan tensile naek ku 50% ~ 70%, kakuatan flexural naek ku 120% ~ 180%, kakuatan dampak naek ku 10 ~ 20 kali, kakuatan kacapean dampak naek ku 15 ~ 20 kali, kateguhan flexural naek ku 14 ~ 20 kali, sarta lalawanan maké ogé nyata ningkat. Ku alatan éta, beton bertulang serat baja boga sipat fisik jeung mékanis hadé ti beton polos.
4. Hybrid serat beton
data panalungtikan relevan némbongkeun yén serat baja teu nyata ngamajukeun kakuatan compressive beton, atawa malah ngurangan eta; Dibandingkeun jeung beton polos, aya positip jeung négatif (kanaékan jeung panurunan) atawa malah panempoan panengah dina impermeability, résistansi maké, dampak na ngagem lalawanan serat baja bertulang beton sarta pencegahan shrinkage palastik mimiti beton. Sajaba ti éta, serat baja bertulang beton boga sababaraha masalah, kayaning dosage badag, harga tinggi, karat sarta ampir euweuh lalawanan ka burst disababkeun ku seuneu, nu geus kapangaruhan aplikasi -na pikeun varying derajat. Dina taun-taun ayeuna, sababaraha sarjana domestik sareng asing mimiti nengetan hibrid serat beton (HFRC), nyobian nyampur serat kalayan sipat sareng kaunggulan anu béda, diajar ti unggal anu sanés, sareng maénkeun "éfék hibrida positif" dina tingkat anu béda sareng. tahap loading pikeun ngaronjatkeun rupa sipat beton, ku kituna pikeun minuhan kaperluan proyék béda. Sanajan kitu, ngeunaan rupa-rupa sipat mékanis na, utamana deformasi kacapean sarta ruksakna kacapean, hukum ngembangkeun deformasi jeung ciri karuksakan dina beban statik sarta dinamis sarta amplitudo konstan atawa beban siklik amplitudo variabel, jumlah Pergaulan optimal sarta proporsi Pergaulan serat, hubungan. antara komponén bahan komposit, pangaruh strengthening jeung mékanisme strengthening, kinerja anti kacapean, mékanisme gagalna jeung téhnologi konstruksi, Masalah desain proporsi campuran perlu ditalungtik salajengna.
5. Layered serat baja beton bertulang
Monolithic serat bertulang beton teu gampang pikeun gaul merata, serat gampang agglomerate, jumlah serat badag, sarta biaya relatif tinggi, nu mangaruhan aplikasi na lega. Ngaliwatan angka nu gede ngarupakeun prakték rékayasa jeung panalungtikan teoritis, tipe anyar struktur serat baja, lapisan baja serat bertulang beton (LSFRC), diusulkeun. Sajumlah leutik serat baja disebarkeun merata dina permukaan luhur sareng handap tina slab jalan, sareng tengahna masih aya lapisan beton polos. Serat baja dina LSFRC umumna disebarkeun sacara manual atanapi sacara mékanis. Serat baja panjang, sareng rasio diaméter panjangna umumna antara 70 ~ 120, nunjukkeun distribusi dua diménsi. Tanpa mangaruhan sipat mékanis, bahan ieu henteu ngan ukur ngirangan jumlah serat baja, tapi ogé ngahindarkeun fenomena agglomeration serat dina campuran beton bertulang serat integral. Sajaba ti éta, posisi lapisan serat baja dina beton boga dampak hébat kana kakuatan flexural beton. Pangaruh tulangan lapisan serat baja di handapeun beton anu pangsaéna. Kalayan posisi lapisan serat baja pindah ka luhur, pangaruh tulangan turun sacara signifikan. Kakuatan lentur LSFRC langkung ti 35% langkung luhur tibatan beton polos kalayan proporsi campuran anu sami, anu rada langkung handap tina beton bertulang serat baja integral. Nanging, LSFRC tiasa ngahémat seueur biaya bahan, sareng teu aya masalah campur gaul. Ku alatan éta, LSFRC mangrupakeun bahan anyar kalawan kauntungan sosial jeung ékonomi alus sarta prospek aplikasi lega, nu pantes popularization sarta aplikasi dina konstruksi trotoar.
6. Lapisan serat hibrida beton
Lapisan hibrida serat bertulang beton (LHFRC) mangrupakeun bahan komposit dibentuk ku nambahkeun 0,1% serat polipropilén dina dasar LSFRC sarta merata ngadistribusikaeun angka nu gede ngarupakeun serat polipropilén rupa jeung pondok kalawan kakuatan tensile tinggi na elongation pamungkas tinggi dina baja luhur jeung handap. beton serat sareng beton polos di lapisan tengah. Bisa nungkulan kalemahan LSFRC lapisan beton polos panengah jeung nyegah potensi hazards kaamanan sanggeus serat baja permukaan geus dipaké kaluar. LHFRC tiasa sacara signifikan ningkatkeun kakuatan flexural beton. Dibandingkeun jeung beton polos, kakuatan flexural na beton polos ngaronjat ku ngeunaan 20%, sarta dibandingkeun jeung LSFRC, kakuatan flexural na ngaronjat ku 2.6%, tapi boga pangaruh saeutik dina modulus elastis flexural beton. Modulus elastis lentur LHFRC 1.3% langkung luhur tibatan beton polos sareng 0.3% langkung handap tina LSFRC. LHFRC ogé tiasa sacara signifikan ningkatkeun kateguhan lenturan beton, sareng indéks kateguhan lenturna sakitar 8 kali tina beton polos sareng 1,3 kali tina LSFRC. Leuwih ti éta, alatan kinerja béda tina dua atawa leuwih serat dina LHFRC dina beton, nurutkeun pangabutuh rékayasa, pangaruh hibrid positif serat sintétik jeung serat baja dina beton bisa dipaké pikeun greatly ngaronjatkeun ductility nu, durability, kateguhan, kakuatan retakan. , kakuatan flexural jeung kakuatan tensile tina bahan, ngaronjatkeun kualitas bahan jeung manjangkeun umur jasa tina bahan.
——Abstrak (arsitektur Shanxi, Vol. 38, No. 11, Chen Huiqing)
waktos pos: Aug-24-2022