Stáltrefjastyrkt steypa (SFRC) er ný tegund af samsettu efni sem hægt er að steypa og úða með því að bæta viðeigandi magni af stuttum stáltrefjum í venjulega steinsteypu.Það hefur þróast hratt hér heima og erlendis undanfarin ár.Það vinnur úr göllum lágs togstyrks, lítillar endanlegrar lengingar og brothættra eiginleika steypu.Það hefur framúrskarandi eiginleika eins og togstyrk, beygjuþol, klippþol, sprunguþol, þreytuþol og mikla hörku.Það hefur verið beitt í vökvaverkfræði, vega- og brúarverkfræði, byggingariðnaði og öðrum verkfræðisviðum.
1. Þróun stáltrefjajárnbentri steinsteypu
Trefjastyrkt steinsteypa (FRC) er skammstöfun á trefjajárnbentri steinsteypu.Venjulega er það sementsbundið samsett efni sem samanstendur af sementmassa, steypuhræra eða steinsteypu og málmtrefjum, ólífrænum trefjum eða lífrænum trefjum styrktum efnum.Það er nýtt byggingarefni sem myndast með því að dreifa stuttum og fínum trefjum jafnt og þétt með miklum togstyrk, mikilli endanlega lengingu og mikilli basaþol í steypuefninu.Trefjar í steypu geta takmarkað myndun snemma sprungna í steypu og frekari stækkun sprungna undir áhrifum utanaðkomandi krafts, í raun sigrast á eðlislægum göllum eins og lágum togstyrk, auðvelt sprunga og lélegt þreytuþol steypu og bætt afköst til muna. af gegndræpi, vatnsheldni, frostþoli og styrktarvörn steypu.Trefjastyrkt steinsteypa, sérstaklega stáltrefja járnbent steinsteypa, hefur vakið sífellt meiri athygli í fræðilegum og verkfræðihópum í verklegri verkfræði vegna frábærrar frammistöðu.1907 Sovéski sérfræðingur B П.Hekpocab byrjaði að nota málmtrefjarstyrkta steinsteypu;Árið 1910 gaf HF Porter út rannsóknarskýrslu um járnbentri steinsteypu sem lagði til að stuttar stáltrefjar ættu að vera jafnt dreift í steinsteypu til að styrkja fylkisefni;Árið 1911 bætti Graham frá Bandaríkjunum stáltrefjum í venjulega steinsteypu til að bæta styrk og stöðugleika steypu;Um 1940 höfðu Bandaríkin, Bretland, Frakkland, Þýskaland, Japan og önnur lönd gert miklar rannsóknir á notkun stáltrefja til að bæta slitþol og sprunguþol steinsteypu, framleiðslutækni stáltrefjasteypu og bæta lögun stáltrefja til að bæta bindistyrk milli trefja og steypugrunns;Árið 1963 gáfu JP romualdi og GB Batson út grein um sprunguþróunarkerfi stáltrefja innilokaðrar steinsteypu og settu fram þá niðurstöðu að sprungustyrkur stáltrefjajárnbentri steinsteypu ræðst af meðalbili stáltrefja sem gegnir áhrifaríku hlutverki. í togstreitu (trefjabilskenning), þannig að byrjað er á hagnýtu þróunarstigi þessa nýja samsetta efnis.Hingað til, með útbreiðslu og beitingu stáltrefjajárnbentri steinsteypu, vegna mismunandi dreifingar trefja í steinsteypu, eru aðallega fjórar tegundir: stáltrefjajárnbentri steinsteypu, blendingstrefjajárnbentri steinsteypu, lagskiptri stáltrefjajárnbentri steinsteypu og lagskiptri blendingstrefjum. styrkt steypa.
2. Styrkjandi vélbúnaður úr stáltrefjum járnbentri steinsteypu
(1) Kenning um samsett aflfræði.Kenningin um samsetta aflfræði byggir á kenningunni um samfellda trefjasamsetningu og ásamt dreifingareiginleikum stáltrefja í steinsteypu.Í þessari kenningu er litið á samsett efni sem tveggja fasa samsett efni með trefjum sem einn fasa og fylki sem hinn fasann.
(2) Kenning um trefjabil.Trefjabilskenning, einnig þekkt sem sprunguþolskenning, er lögð til byggð á línulegri teygjanlegri brotafræði.Þessi kenning heldur því fram að styrkingaráhrif trefja tengist aðeins jafndreifðu trefjabili (lágmarksbili).
3. Greining á þróunarstöðu stáltrefjajárnbentri steinsteypu
1.Stáltrefjar styrkt steinsteypa.Stáltrefjastyrkt steypa er eins konar tiltölulega einsleit og margátta járnbentri steinsteypa sem myndast með því að bæta litlu magni af lágkolefnisstáli, ryðfríu stáli og FRP trefjum í venjulega steinsteypu.Blöndunarmagn stáltrefja er yfirleitt 1% ~ 2% miðað við rúmmál, en 70 ~ 100 kg stáltrefja er blandað í hvern rúmmetra af steypu miðað við þyngd.Lengd stáltrefja ætti að vera 25 ~ 60 mm, þvermálið ætti að vera 0,25 ~ 1,25 mm og besta hlutfall lengdar og þvermáls ætti að vera 50 ~ 700. Í samanburði við venjulega steypu getur það ekki aðeins bætt togþol, klippingu, beygju. , slitþol og sprunguþol, en einnig eykur brotseigu og höggþol steypu til muna og bætir verulega þreytuþol og endingu uppbyggingar, sérstaklega er hægt að auka hörku um 10 ~ 20 sinnum.Vélrænni eiginleikar stáltrefja járnbentri steinsteypu og venjulegrar steinsteypu eru bornir saman í Kína.Þegar innihald stáltrefja er 15% ~ 20% og vatnssementhlutfallið er 0,45, eykst togstyrkurinn um 50% ~ 70%, sveigjanleiki eykst um 120% ~ 180%, höggstyrkurinn eykst um 10 ~ 20 sinnum, höggþreytustyrkurinn eykst um 15 ~ 20 sinnum, sveigjanleiki eykst um 14 ~ 20 sinnum og slitþolið er einnig verulega bætt.Þess vegna hefur stáltrefjastyrkt steinsteypa betri eðlisfræðilega og vélræna eiginleika en venjuleg steinsteypa.
4. Hybrid trefjasteypa
Viðeigandi rannsóknargögn sýna að stáltrefjar stuðla ekki verulega að þrýstistyrk steypu, eða jafnvel draga úr honum;Í samanburði við látlausa steinsteypu eru jákvæðar og neikvæðar (aukning og lækkun) eða jafnvel millibilskoðanir um ógegndræpi, slitþol, högg- og slitþol stáltrefjajárnbentri steinsteypu og koma í veg fyrir snemmsaman plastrýrnun steinsteypu.Að auki hefur stáltrefjastyrkt steinsteypa nokkur vandamál, svo sem stóra skammta, hátt verð, ryð og nánast engin viðnám gegn sprengingu af völdum elds, sem hefur haft mismikil áhrif á notkun þess.Á undanförnum árum hafa sumir innlendir og erlendir fræðimenn farið að gefa gaum að blendingstrefjasteypu (HFRC), að reyna að blanda saman trefjum með mismunandi eiginleika og kosti, læra hver af öðrum og gefa „jákvæðum blendingsáhrifum“ leik á mismunandi stigum og hleðslustig til að auka ýmsa eiginleika steinsteypu, til að mæta þörfum mismunandi verkefna.Hins vegar, með tilliti til mismunandi vélrænna eiginleika þess, sérstaklega þreytuaflögunar og þreytuskemmda, aflögunarþróunarlögmáls og skemmdareiginleika við kyrrstætt og kraftmikið álag og stöðugt amplitude eða breytilegt amplitude hringrásarálag, ákjósanlegur blöndunarmagn og blöndunarhlutfall trefja, sambandið milli íhluta samsettra efna, styrkjandi áhrifa og styrkingarbúnaðar, afköst gegn þreytu, bilunarkerfi og byggingartækni, Vandamálin við hönnun blandahlutfalls þarf að rannsaka frekar.
5. Lagskipt stáltrefjastyrkt steinsteypa
Einfalt trefjastyrkt steinsteypa er ekki auðvelt að blanda jafnt, auðvelt er að þétta trefjarnar, magn trefja er mikið og kostnaðurinn er tiltölulega hár, sem hefur áhrif á víðtæka notkun þess.Með miklum fjölda verkfræðistarfa og fræðilegra rannsókna er lögð til ný gerð stáltrefjabyggingar, lagstáltrefjajárnbentri steinsteypu (LSFRC).Lítið magn af stáltrefjum dreifist jafnt á efri og neðri yfirborð vegarplötunnar og miðjan er enn slétt steypulag.Stáltrefjum í LSFRC er almennt dreift handvirkt eða vélrænt.Stáltrefjarnar eru langar og lengdarþvermálshlutfallið er yfirleitt á milli 70 ~ 120, sem sýnir tvívídd dreifingu.Án þess að hafa áhrif á vélrænni eiginleika, dregur þetta efni ekki aðeins verulega úr magni stáltrefja heldur forðast einnig fyrirbæri trefjaþéttingar í blöndun á samþættri trefjastyrktri steinsteypu.Að auki hefur staða stáltrefjalags í steypu mikil áhrif á sveigjustyrk steypu.Styrkingaráhrif stáltrefjalags neðst á steypu eru best.Þegar staðsetning stáltrefjalagsins færist upp minnkar styrkingaráhrifin verulega.Sveigjanleiki LSFRC er meira en 35% hærri en venjulegrar steinsteypu með sama blöndunarhlutfalli, sem er aðeins lægra en samþætt stáltrefjastyrkt steinsteypa.Hins vegar getur LSFRC sparað mikinn efniskostnað og það er ekkert vandamál að blanda saman.Þess vegna er LSFRC nýtt efni með góðan félagslegan og efnahagslegan ávinning og víðtæka notkunarmöguleika, sem er verðugt vinsælda og notkunar í gangstéttargerð.
6. Lagskipt blendingur trefjasteypa
Layer hybrid fiber armed steypa (LHFRC) er samsett efni sem er myndað með því að bæta við 0,1% pólýprópýlen trefjum á grundvelli LSFRC og dreifa jafnt miklum fjölda fínna og stuttra pólýprópýlen trefja með miklum togstyrk og mikilli endanlega lengingu í efri og neðri stáli. trefjasteypu og sléttsteypa í miðlagi.Það getur sigrast á veikleika LSFRC millistigs látlauss steypulags og komið í veg fyrir hugsanlega öryggishættu eftir að yfirborðsstáltrefjar eru slitnar.LHFRC getur verulega aukið sveigjanleika steypu.Í samanburði við sléttsteypu eykst beygjustyrkur sléttsteypu um 20% og miðað við LSFRC eykst beygjustyrkur hennar um 2,6%, en hann hefur lítil áhrif á beygjuteygjustuðul steypu.Sveigjanleiki LHFRC er 1,3% hærri en sléttsteypu og 0,3% lægri en LSFRC.LHFRC getur einnig aukið sveigjanleika steinsteypu verulega og sveigjanleikastuðull hennar er um það bil 8 sinnum meiri en venjulegrar steypu og 1,3 sinnum hærri en LSFRC.Þar að auki, vegna mismunandi frammistöðu tveggja eða fleiri trefja í LHFRC í steypu, í samræmi við verkfræðilegar þarfir, er hægt að nota jákvæð blendingsáhrif gervitrefja og stáltrefja í steypu til að bæta sveigjanleika, endingu, hörku, sprungustyrk til muna. , sveigjanleiki og togstyrkur efnisins, bæta gæði efnisins og lengja endingartíma efnisins.
——Ágrip (Shanxi arkitektúr, 38. bindi, nr. 11, Chen Huiqing)
Birtingartími: 24. ágúst 2022