Po'lat tolali temir-beton (SFRC) - bu oddiy betonga kerakli miqdorda qisqa po'lat tola qo'shish orqali quyish va purkash mumkin bo'lgan yangi turdagi kompozit material. So'nggi yillarda u mamlakatimizda va chet elda tez rivojlandi. U betonning past cho'zilish kuchi, kichik cho'zilish va mo'rtlik xususiyatlari kabi kamchiliklarni bartaraf etadi. U cho'zilish kuchi, egilish qarshiligi, siljish qarshiligi, yorilishga chidamlilik, charchoqqa chidamlilik va yuqori qattiqlik kabi ajoyib xususiyatlarga ega. U gidravlik muhandislik, yo'l va ko'priklar, qurilish va boshqa muhandislik sohalarida qo'llanilgan.

 

y.Po'lat tolali temir-betonni ishlab chiqish

 

Elyafli beton (FRC) - bu tolali betonning qisqartmasi. Odatda bu tsement pastasi, ohak yoki beton va metall tola, noorganik tola yoki organik tolali mustahkamlangan materiallardan tashkil topgan tsement asosidagi kompozit materialdir. Bu beton matritsasida yuqori cho'zilish kuchi, yuqori cho'zilish va yuqori ishqoriy qarshilikka ega bo'lgan qisqa va ingichka tolalarni bir tekis tarqatish orqali hosil bo'lgan yangi qurilish materialidir. Betondagi tola betonda erta yoriqlar paydo bo'lishini va tashqi kuch ta'sirida yoriqlarning yanada kengayishini cheklashi, betonning past cho'zilish kuchi, oson yorilish va charchoqqa chidamliligi kabi ichki nuqsonlarni samarali ravishda bartaraf etishi va betonning suv o'tkazmasligi, suv o'tkazmasligi, sovuqqa chidamliligi va mustahkamlashdan himoya qilish ko'rsatkichlarini sezilarli darajada yaxshilashi mumkin. Elyafli beton, ayniqsa po'latdan yasalgan tolali beton, o'zining yuqori ishlashi tufayli amaliy muhandislikda akademik va muhandislik doiralarida tobora ko'proq e'tiborni tortmoqda. 1907 yilda Sovet mutaxassisi B. P. Hekpocab metall tolali betondan foydalanishni boshladi; 1910 yilda HF Porter qisqa tolali beton bo'yicha tadqiqot hisobotini nashr etdi, unda matritsa materiallarini mustahkamlash uchun qisqa po'lat tolalar betonda teng ravishda tarqalishi kerakligi ta'kidlangan; 1911-yilda Qo'shma Shtatlardan Grem betonning mustahkamligi va barqarorligini oshirish uchun oddiy betonga po'lat tolasini qo'shdi; 1940-yillarga kelib, Qo'shma Shtatlar, Buyuk Britaniya, Fransiya, Germaniya, Yaponiya va boshqa mamlakatlar betonning aşınmaya bardoshliligi va yorilishga chidamliligini oshirish uchun po'lat tolasidan foydalanish, po'lat tolali beton ishlab chiqarish texnologiyasi va tola va beton matritsasi o'rtasidagi bog'lanish kuchini yaxshilash uchun po'lat tolasining shaklini yaxshilash bo'yicha ko'plab tadqiqotlar olib borishdi; 1963-yilda JP romualdi va GB Batson po'lat tolali yopiq betonning yoriqlar rivojlanish mexanizmi haqida maqola nashr etishdi va po'lat tolali mustahkamlangan betonning yoriqlar mustahkamligi cho'zilish kuchlanishida (tolalar oralig'i nazariyasi) samarali rol o'ynaydigan po'lat tolalarining o'rtacha oralig'i bilan belgilanadi degan xulosaga kelishdi va shu bilan ushbu yangi kompozit materialning amaliy rivojlanish bosqichini boshladilar. Hozirga qadar, po'lat tolali mustahkamlangan betonning ommalashishi va qo'llanilishi bilan, betondagi tolalarning turlicha taqsimlanishi tufayli, asosan to'rt xil tur mavjud: po'lat tolali mustahkamlangan beton, gibrid tolali mustahkamlangan beton, qatlamli po'lat tolali mustahkamlangan beton va qatlamli gibrid tolali mustahkamlangan beton.

 

m.Po'lat tolali temir-betonni mustahkamlash mexanizmi

 

1. Kompozit mexanika nazariyasi. Kompozit mexanika nazariyasi uzluksiz tolali kompozitlar nazariyasiga asoslangan va betondagi po'lat tolalarning tarqalish xususiyatlari bilan birlashtirilgan. Bu nazariyada kompozitlar ikki fazali kompozitlar sifatida qaraladi, bunda tola bir faza, matritsa esa ikkinchi faza hisoblanadi.

 

Elyaf oralig'i nazariyasi. Elyaf oralig'i nazariyasi, shuningdek, yorilishga chidamlilik nazariyasi sifatida ham tanilgan, chiziqli elastik sinish mexanikasiga asoslangan holda taklif qilingan. Bu nazariya tolalarning mustahkamlash effekti faqat bir tekis taqsimlangan tola oralig'i (minimal oralig'i) bilan bog'liq deb ta'kidlaydi.

 

y.Po'lat tolali temir-betonning rivojlanish holatini tahlil qilish

 

1.Po'lat tolali temir-beton.Po'lat tolali temir-beton - bu oddiy betonga oz miqdorda kam uglerodli po'lat, zanglamaydigan po'lat va FRP tolalarini qo'shish orqali hosil qilingan nisbatan bir xil va ko'p yo'nalishli temir-beton turi. Po'lat tolasining aralashtirish miqdori odatda hajm bo'yicha 1% ~ 2% ni tashkil qiladi, betonning har bir kubometriga og'irlik bo'yicha 70 ~ 100 kg po'lat tola aralashtiriladi. Po'lat tolasining uzunligi 25 ~ 60 mm, diametri 0,25 ~ 1,25 mm va uzunlikning diametrga eng yaxshi nisbati 50 ~ 700 bo'lishi kerak. Oddiy beton bilan taqqoslaganda, u nafaqat cho'zilish, kesish, egilish, aşınma va yorilish qarshiligini yaxshilaydi, balki betonning sinish chidamliligi va zarba qarshiligini sezilarli darajada oshiradi va strukturaning charchoq qarshiligi va mustahkamligini sezilarli darajada yaxshilaydi, ayniqsa mustahkamlikni 10 ~ 20 baravar oshirish mumkin. Po'lat tolali temir-beton va oddiy betonning mexanik xususiyatlari Xitoyda taqqoslanadi. Po'lat tolasi miqdori 15% ~ 20% va suv tsement nisbati 0,45 bo'lganda, cho'zilish kuchi 50% ~ 70% ga oshadi, egilish kuchi 120% ~ 180% ga oshadi, zarba kuchi 10 ~ 20 marta, zarba charchoq kuchi 15 ~ 20 marta, egilish chidamliligi 14 ~ 20 marta oshadi va aşınma qarshiligi ham sezilarli darajada yaxshilanadi. Shuning uchun, po'lat tolali temir-beton oddiy betonga qaraganda yaxshiroq fizik va mexanik xususiyatlarga ega.

2. Gibrid tolali beton. Tegishli tadqiqot ma'lumotlari shuni ko'rsatadiki, po'lat tolasi betonning siqilish kuchini sezilarli darajada oshirmaydi yoki hatto uni kamaytirmaydi; Oddiy beton bilan taqqoslaganda, po'lat tolali temir-betonning suv o'tkazmasligi, aşınmaya bardoshliligi, zarbaga chidamliligi va aşınmaya bardoshliligi va betonning erta plastik qisqarishining oldini olish bo'yicha ijobiy va salbiy (oshirish va kamaytirish) yoki hatto oraliq qarashlar mavjud. Bundan tashqari, po'lat tolali temir-betonning ba'zi muammolari bor, masalan, katta dozalash, yuqori narx, zang va yong'in natijasida portlashga deyarli qarshilik yo'qligi, bu uning qo'llanilishiga turli darajada ta'sir ko'rsatdi. So'nggi yillarda ba'zi mahalliy va xorijiy olimlar gibrid tolali betonga (HFRC) e'tibor qaratishni boshladilar, turli xil xususiyatlar va afzalliklarga ega tolalarni aralashtirishga, bir-biridan o'rganishga va turli loyihalarning ehtiyojlarini qondirish uchun betonning turli xususiyatlarini yaxshilash uchun turli darajalarda va yuklash bosqichlarida "ijobiy gibrid effekt" dan foydalanishga harakat qilmoqdalar. Biroq, uning turli mexanik xususiyatlari, ayniqsa charchoq deformatsiyasi va charchoq shikastlanishi, deformatsiya rivojlanish qonuni va statik va dinamik yuklar hamda doimiy amplituda yoki o'zgaruvchan amplitudali tsiklik yuklar ostida shikastlanish xususiyatlari, tolaning optimal aralashtirish miqdori va aralashtirish nisbati, kompozit materiallar komponentlari o'rtasidagi bog'liqlik, mustahkamlash effekti va mustahkamlash mexanizmi, charchoqqa qarshi ishlash, ishdan chiqish mexanizmi va qurilish texnologiyasi jihatidan aralashma nisbatlarini loyihalash muammolarini yanada o'rganish kerak.

3. Qatlamli po'lat tolali temir-beton.Monolit tolali temir-betonni bir tekis aralashtirish oson emas, tolani aglomeratsiya qilish oson, tola miqdori katta va narxi nisbatan yuqori, bu uning keng qo'llanilishiga ta'sir qiladi. Ko'p sonli muhandislik amaliyoti va nazariy tadqiqotlar orqali yangi turdagi po'lat tolali konstruktsiya, qatlamli po'lat tolali temir-beton (LSFRC) taklif qilindi. Yo'l plitasining yuqori va pastki yuzalarida oz miqdordagi po'lat tola teng taqsimlangan va o'rtasi hali ham oddiy beton qatlami hisoblanadi. LSFRCdagi po'lat tola odatda qo'lda yoki mexanik ravishda taqsimlanadi. Po'lat tola uzun va uzunlik diametri nisbati odatda 70 ~ 120 oralig'ida bo'lib, ikki o'lchovli taqsimotni ko'rsatadi. Mexanik xususiyatlarga ta'sir qilmasdan, bu material nafaqat po'lat tola miqdorini sezilarli darajada kamaytiradi, balki integral tolali temir-betonni aralashtirishda tola aglomeratsiyasi hodisasini ham oldini oladi. Bundan tashqari, betondagi po'lat tolali qatlamning joylashuvi betonning egilish kuchiga katta ta'sir ko'rsatadi. Betonning pastki qismidagi po'lat tolali qatlamning mustahkamlash effekti eng yaxshisidir. Po'lat tolali qatlamning holati yuqoriga ko'tarilganda, mustahkamlash effekti sezilarli darajada pasayadi. LSFRC ning egilish kuchi bir xil aralashtirish nisbatiga ega oddiy betonga qaraganda 35% dan ortiq yuqori, bu esa integral po'lat tolali temir-betonga qaraganda biroz pastroq. Biroq, LSFRC ko'p material xarajatlarini tejashga yordam beradi va aralashtirishda qiyinchiliklar bo'lmaydi. Shuning uchun, LSFRC yaxshi ijtimoiy va iqtisodiy foydalarga va keng qo'llanilish istiqbollariga ega yangi material bo'lib, u yo'l qoplamalarini qurishda ommalashish va qo'llashga loyiqdir.

 

4.Qatlamli gibrid tolali beton.Qatlamli gibrid tolali temir-beton (LHFRC) - bu LSFRC asosida 0,1% polipropilen tolasini qo'shish va yuqori va pastki po'lat tolali betonda va o'rta qatlamdagi oddiy betonda yuqori cho'zilish kuchi va yuqori cho'zilish kuchiga ega ko'p miqdordagi ingichka va kalta polipropilen tolalarini teng ravishda taqsimlash orqali hosil qilingan kompozit material. U LSFRC oraliq oddiy beton qatlamining zaifligini yengib o'tishi va sirt po'lat tolasi eskirganidan keyin yuzaga kelishi mumkin bo'lgan xavfsizlik xavflarining oldini olishi mumkin. LHFRC betonning egilish kuchini sezilarli darajada oshirishi mumkin. Oddiy beton bilan taqqoslaganda, uning oddiy betonning egilish kuchi taxminan 20% ga oshadi va LSFRC bilan taqqoslaganda uning egilish kuchi 2,6% ga oshadi, ammo bu betonning egilish elastiklik moduliga kam ta'sir qiladi. LHFRC ning egilish elastiklik moduli oddiy betonnikidan 1,3% yuqori va LSFRC dan 0,3% past. LHFRC shuningdek, betonning egiluvchanlik chidamliligini sezilarli darajada oshirishi mumkin va uning egiluvchanlik chidamlilik indeksi oddiy betonnikidan taxminan 8 baravar va LSFRCnikidan 1,3 baravar yuqori. Bundan tashqari, muhandislik ehtiyojlariga ko'ra, betonda LHFRCdagi ikki yoki undan ortiq tolalarning turli xil ishlashi tufayli, betonda sintetik tola va po'lat tolaning ijobiy gibrid ta'siri materialning egiluvchanligi, chidamliligi, qattiqligi, yorilish kuchi, egiluvchanlik kuchi va cho'zilish kuchini sezilarli darajada yaxshilash, material sifatini yaxshilash va xizmat muddatini uzaytirish uchun ishlatilishi mumkin.

——Xulosa (Shansi arxitekturasi, 38-jild, № 11, Chen Huyking)