Po'lat tolali temir-beton (SFRC) - bu oddiy betonga tegishli miqdorda qisqa po'lat tola qo'shib quyilishi va püskürtülmesi mumkin bo'lgan yangi turdagi kompozitsion materialdir.So'nggi yillarda u uyda va chet elda jadal rivojlandi.Bu past kuchlanish kuchi, kichik yakuniy cho'zilish va betonning mo'rt xususiyatlarining kamchiliklarini bartaraf etadi.U kuchlanish, egilish qarshiligi, kesishga chidamlilik, yorilishga chidamlilik, charchoqqa chidamlilik va yuqori qattiqlik kabi ajoyib xususiyatlarga ega.U gidrotexnika, yo'l va ko'prik, qurilish va boshqa muhandislik sohalarida qo'llanilgan.
1. Po'lat tolali temir-betonni ishlab chiqish
Elyaf temir-beton (FRC) - tolali temir-betonning qisqartmasi.Odatda tsement pastasi, ohak yoki beton va metall tolalar, noorganik tolalar yoki organik tolalar bilan mustahkamlangan materiallardan tashkil topgan tsement asosidagi kompozitsion.Bu beton matritsada yuqori kuchlanish, yuqori cho'zilish va yuqori gidroksidi qarshilikka ega bo'lgan qisqa va nozik tolalarni bir xilda tarqatish natijasida hosil bo'lgan yangi qurilish materialidir.Betondagi tolalar betonda erta yoriqlar paydo bo'lishini va tashqi kuch ta'sirida yoriqlarning yanada kengayishini cheklashi, past kuchlanish, oson yorilish va betonning charchoqqa chidamliligi kabi o'ziga xos kamchiliklarni samarali bartaraf etishi va ish faoliyatini sezilarli darajada yaxshilashi mumkin. betonning suv o'tkazmasligi, suv o'tkazmasligi, sovuqqa chidamliligi va mustahkamlovchi himoyasi.Elyaf temir-beton, ayniqsa po'lat tolali temir-beton, o'zining yuqori ishlashi tufayli amaliy muhandislikdagi akademik va muhandislik doiralarida tobora ko'proq e'tiborni tortmoqda.1907 yil Sovet mutaxassisi B P.Hekpocab metall tolali temir-betondan foydalanishni boshladi;1910 yilda HF Porter qisqa tolali temir-beton bo'yicha tadqiqot hisobotini e'lon qildi, unda matritsa materiallarini mustahkamlash uchun qisqa po'lat tolalar betonda teng ravishda tarqalishi kerak;1911 yilda Amerika Qo'shma Shtatlaridan Grem betonning mustahkamligi va barqarorligini yaxshilash uchun oddiy betonga po'lat tola qo'shdi;1940-yillarga kelib, Amerika Qo'shma Shtatlari, Buyuk Britaniya, Frantsiya, Germaniya, Yaponiya va boshqa mamlakatlar betonning aşınmaya bardoshliligi va yorilishiga chidamliligini, po'lat tolali beton ishlab chiqarish texnologiyasini yaxshilash uchun po'lat toladan foydalanish bo'yicha ko'plab tadqiqotlar olib bordilar. tola va beton matritsa o'rtasidagi bog'lanish kuchini yaxshilash uchun po'lat tolaning shakli;1963 yilda JP romualdi va GB Batson po'lat tolali betonning yoriqlarini rivojlanish mexanizmi bo'yicha maqola chop etishdi va po'lat tolali temir-betonning yorilish kuchi samarali rol o'ynaydigan po'lat tolalar orasidagi o'rtacha masofa bilan belgilanadi degan xulosaga kelishdi. kuchlanish kuchlanishida (tolalar oralig'i nazariyasi), shu bilan ushbu yangi kompozit materialning amaliy rivojlanish bosqichini boshlaydi.Hozirgacha po'lat tolali temir-betonni ommalashtirish va qo'llash bilan, betonda tolalarning har xil taqsimlanishi tufayli, asosan to'rtta tur mavjud: po'lat tolali temir-beton, gibrid tolali temir-beton, qatlamli po'lat tolali temir-beton va qatlamli gibrid tola. Temir-beton.
2. Po'lat tolali temir-betonni mustahkamlash mexanizmi
(1) Kompozit mexanika nazariyasi.Kompozit mexanika nazariyasi uzluksiz tolali kompozitlar nazariyasiga asoslanadi va betonda po'lat tolalarni taqsimlash xususiyatlari bilan birlashtiriladi.Ushbu nazariyada kompozitlar bir faza sifatida tola va boshqa faza sifatida matritsali ikki fazali kompozitlar sifatida qaraladi.
(2) Tolalar oralig'i nazariyasi.Yorilishga chidamlilik nazariyasi deb ham ataladigan tolalar oralig'i nazariyasi chiziqli elastik sinish mexanikasi asosida taklif qilingan.Ushbu nazariya tolalarning mustahkamlovchi ta'siri faqat bir xil taqsimlangan tolalar oralig'i (minimal oraliq) bilan bog'liq deb hisoblaydi.
3. Po'lat tolali temir-betonning rivojlanish holatini tahlil qilish
1.Temir tolali temir-beton.Po'lat tolali temir-beton - bu oddiy betonga oz miqdorda past karbonli po'lat, zanglamaydigan po'lat va FRP tolalarini qo'shish orqali hosil bo'lgan nisbatan bir xil va ko'p yo'nalishli temir-beton turi.Po'lat tolaning aralashtirish miqdori odatda hajm bo'yicha 1% ~ 2% ni tashkil qiladi, har bir kubometr betonda 70 ~ 100 kg po'lat tola aralashtiriladi.Po'lat tolaning uzunligi 25 ~ 60 mm, diametri 0,25 ~ 1,25 mm bo'lishi kerak va uzunlikning diametrga eng yaxshi nisbati 50 ~ 700 bo'lishi kerak. Oddiy beton bilan solishtirganda, u nafaqat valentlikni, kesishni, egilishni yaxshilay olmaydi. , aşınma va yorilish qarshiligi, shuningdek, betonning sinish chidamliligi va zarba qarshiligini sezilarli darajada oshiradi va strukturaning charchoqqa chidamliligi va chidamliligini sezilarli darajada yaxshilaydi, ayniqsa qattiqlikni 10 ~ 20 barobar oshirish mumkin.Xitoyda temir tolali temir-beton va oddiy betonning mexanik xususiyatlari taqqoslanadi.Po'lat tolaning tarkibi 15% ~ 20% bo'lsa va suv tsement nisbati 0,45 bo'lsa, kuchlanish kuchi 50% ~ 70% ga, egiluvchanlik kuchi 120% ~ 180% ga oshadi, zarba kuchi 10 ~ 20 ga oshadi. marta, zarba charchoq kuchi 15 ~ 20 baravar ortadi, egiluvchan mustahkamlik 14 ~ 20 barobar ortadi va aşınma qarshiligi ham sezilarli darajada yaxshilanadi.Shuning uchun po'lat tolali temir-beton oddiy betonga qaraganda yaxshiroq jismoniy va mexanik xususiyatlarga ega.
4. Gibrid tolali beton
Tegishli tadqiqot ma'lumotlari shuni ko'rsatadiki, po'lat tolalar betonning bosim kuchini sezilarli darajada oshirmaydi yoki hatto uni kamaytirmaydi;Oddiy beton bilan solishtirganda, po'lat tolali temir-betonning suv o'tkazmasligi, aşınmaya bardoshliligi, zarba va aşınmaya bardoshliligi va betonning erta plastik qisqarishining oldini olish bo'yicha ijobiy va salbiy (o'sish va pasayish) yoki hatto oraliq qarashlar mavjud.Bundan tashqari, po'lat tolali temir-beton katta doza, yuqori narx, zang va yong'in natijasida portlashga deyarli qarshilik ko'rsatish kabi ba'zi muammolarga ega, bu uning turli darajada qo'llanilishiga ta'sir ko'rsatdi.So'nggi yillarda ba'zi mahalliy va xorijiy olimlar gibrid tolali betonga (HFRC) e'tibor berishni boshladilar, ular turli xil xususiyatlarga va afzalliklarga ega bo'lgan tolalarni aralashtirishga, bir-biridan o'rganishga va turli darajadagi "ijobiy gibrid effekt" ga o'ynashga harakat qilmoqdalar. turli loyihalar ehtiyojlarini qondirish uchun betonning turli xususiyatlarini yaxshilash uchun yuklash bosqichlari.Shu bilan birga, uning turli xil mexanik xususiyatlariga, ayniqsa uning charchoq deformatsiyasiga va charchoq shikastlanishiga, deformatsiyaning rivojlanish qonuniga va statik va dinamik yuklarga va doimiy amplituda yoki o'zgaruvchan amplituda tsiklik yuklarga ta'sirida, optimal aralashtirish miqdori va tolaning aralashtirish nisbati, munosabatlar. Kompozit materiallarning tarkibiy qismlari o'rtasida, kuchaytiruvchi ta'sir va mustahkamlash mexanizmi, charchoqqa qarshi ishlash, nosozlik mexanizmi va qurilish texnologiyasi, Aralash nisbati dizayni muammolarini yanada o'rganish kerak.
5. Qatlamli po'lat tolali temir-beton
Monolitik tolali temir-betonni bir tekis aralashtirish oson emas, tolani aglomeratsiya qilish oson, tolaning miqdori katta va narxi nisbatan yuqori, bu uning keng qo'llanilishiga ta'sir qiladi.Ko'p sonli muhandislik amaliyoti va nazariy tadqiqotlar orqali po'lat tolali strukturaning yangi turi, qatlamli po'lat tolali temir-beton (LSFRC) taklif etiladi.Yo'l plitasining yuqori va pastki yuzalarida oz miqdorda po'lat tolalar teng ravishda taqsimlanadi va o'rtasi hali ham oddiy beton qatlamdir.LSFRCdagi po'lat tolalar odatda qo'lda yoki mexanik ravishda taqsimlanadi.Po'lat tolasi uzun va uzunligi diametri nisbati odatda 70 ~ 120 orasida bo'lib, ikki o'lchovli taqsimotni ko'rsatadi.Mexanik xususiyatlarga ta'sir qilmasdan, bu material nafaqat po'lat tolalar miqdorini sezilarli darajada kamaytiradi, balki integral tolali temir-betonni aralashtirishda tolali aglomeratsiya fenomenini ham oldini oladi.Bundan tashqari, betondagi po'lat tolali qatlamning holati betonning egiluvchanligiga katta ta'sir ko'rsatadi.Betonning pastki qismidagi po'lat tolali qatlamning mustahkamlovchi ta'siri eng yaxshisidir.Po'lat tolali qatlamning pozitsiyasi yuqoriga ko'tarilganda, mustahkamlash ta'siri sezilarli darajada kamayadi.LSFRC ning egilish kuchi bir xil aralashma nisbati bo'lgan oddiy betondan 35% dan ortiqroqdir, bu integral po'lat tolali temir-betondan bir oz pastroqdir.Biroq, LSFRC juda ko'p moddiy xarajatlarni tejashga qodir va qiyin aralashtirish muammosi yo'q.Shu sababli, LSFRC yaxshi ijtimoiy va iqtisodiy foyda va keng qo'llash istiqbollariga ega bo'lgan yangi material bo'lib, uni ommalashtirish va yulka qurilishida qo'llashga loyiqdir.
6. Qatlamli gibrid tolali beton
Qatlamli gibrid tolali temir-beton (LHFRC) - LSFRC asosida 0,1% polipropilen tolasini qo'shib, yuqori va pastki po'latda yuqori kuchlanish kuchi va yuqori cho'zilishi bilan ko'p miqdordagi nozik va qisqa polipropilen tolalarni teng ravishda taqsimlash orqali hosil bo'lgan kompozitsion materialdir. tolali beton va o'rta qatlamdagi oddiy beton.U LSFRC oraliq tekis beton qatlamining zaifligini bartaraf etishi va sirt po'lat tolasi eskirgandan keyin mumkin bo'lgan xavfsizlik xavfini oldini olishi mumkin.LHFRC betonning egiluvchanligini sezilarli darajada oshirishi mumkin.Oddiy beton bilan solishtirganda, uning tekis betonning egiluvchanligi taxminan 20% ga oshadi va LSFRC bilan solishtirganda, uning egiluvchanligi 2,6% ga oshadi, lekin betonning egiluvchan elastik moduliga juda oz ta'sir qiladi.LHFRC ning egiluvchan elastik moduli oddiy betondan 1,3% yuqori va LSFRCdan 0,3% past.LHFRC, shuningdek, betonning egiluvchan mustahkamligini sezilarli darajada oshirishi mumkin va uning egiluvchanlik ko'rsatkichi oddiy betondan taxminan 8 baravar va LSFRCdan 1,3 baravar ko'pdir.Bundan tashqari, betonda LHFRCdagi ikki yoki undan ortiq tolalarning turli xil ishlashi tufayli, muhandislik ehtiyojlariga ko'ra, sintetik tola va betondagi po'lat tolaning ijobiy gibrid ta'siri egiluvchanlik, chidamlilik, qattiqlik, yorilish kuchini sezilarli darajada yaxshilash uchun ishlatilishi mumkin. , materialning egilish kuchi va kuchlanish kuchi, material sifatini yaxshilash va materialning xizmat qilish muddatini uzaytirish.
——Avstrakt (Shansi arxitekturasi, 38-jild, №11, Chen Xyuyking)
Xabar vaqti: 24-avgust, 2022-yil