Stielfaserfersterke beton (SFRC) is in nij type gearstald materiaal dat getten en spuite wurde kin troch in passende hoemannichte koarte stielfaser ta te foegjen oan gewoan beton. It hat him de lêste jierren rap ûntwikkele yn binnen- en bûtenlân. It oerwint de tekoartkommingen fan lege treksterkte, lytse úteinlike ferlinging en brosse eigenskippen fan beton. It hat poerbêste eigenskippen lykas treksterkte, bûgingsresistinsje, skuorresistinsje, barstresistinsje, wurgensresistinsje en hege taaiheid. It is tapast yn wetterboukunde, diken en brêgen, bou en oare yngenieursfjilden.

 

一.Untwikkeling fan stielfaserfersterke beton

 

Fiberfersterke beton (FRC) is de ôfkoarting fan fiberfersterke beton. It is meastentiids in semint-basearre komposit gearstald út semintpasta, mortier of beton en metaalfaser, anorganyske fezels of organyske glêstriedfersterke materialen. It is in nij boumateriaal foarme troch it unifoarm fersprieden fan koarte en fyn fezels mei hege treksterkte, hege úteinlike ferlinging en hege alkaliwjerstân yn 'e betonmatrix. Fezels yn beton kinne it ûntstean fan iere skuorren yn beton en de fierdere útwreiding fan skuorren ûnder ynfloed fan eksterne krêft beheine, effektyf de ynherinte defekten lykas lege treksterkte, maklike barsten en minne wurgensweerstand fan beton oerwinne, en de prestaasjes fan ûnduersichtigens, wetterdichtheid, froastweerstand en fersterkingsbeskerming fan beton sterk ferbetterje. Fiberfersterke beton, benammen stielfaserfersterke beton, hat hieltyd mear oandacht lutsen yn akademyske en yngenieurskringen yn 'e praktyske technyk fanwegen syn superieure prestaasjes. 1907 begon de Sovjet-ekspert B П. Hekpocab metaalfaserfersterke beton te brûken; Yn 1910 publisearre HF Porter in ûndersyksrapport oer koart glêstriedfersterke beton, wêryn't hy suggerearre dat koarte stielfezels evenredich ferspraat wurde moatte yn beton om matrixmaterialen te fersterkjen; Yn 1911 foege Graham fan 'e Feriene Steaten stielfaser ta oan gewoan beton om de sterkte en stabiliteit fan beton te ferbetterjen; Tsjin 'e jierren 1940 hiene de Feriene Steaten, Brittanje, Frankryk, Dútslân, Japan en oare lannen in soad ûndersyk dien nei it brûken fan stielfaser om de wearbestindigens en barstbestindigens fan beton te ferbetterjen, de produksjetechnology fan stielfaserbeton, en it ferbetterjen fan 'e foarm fan stielfaser om de ferbiningssterkte tusken glêstried en betonmatrix te ferbetterjen; Yn 1963 publisearren JP romualdi en GB Batson in artikel oer it barstûntwikkelingsmeganisme fan stielfaserbeheind beton, en kamen ta de konklúzje dat de barststerkte fan stielfaserfersterke beton bepaald wurdt troch de gemiddelde ôfstân fan stielfasers, dy't in effektive rol spilet yn trekspanning (fiberspaasjeteory), en sa begûn de praktyske ûntwikkelingsfaze fan dit nije gearstalde materiaal. Oant no ta, mei de popularisaasje en tapassing fan stielfaserfersterke beton, binne d'r fanwegen de ferskillende ferdieling fan fezels yn beton benammen fjouwer soarten: stielfaserfersterke beton, hybride glêstriedfersterke beton, laach stielfaserfersterke beton en laach hybride glêstriedfersterke beton.

 

二.Fersterkingsmeganisme fan stielfaserfersterke beton

 

1. Teory fan kompositmeganika. De teory fan kompositmeganika is basearre op 'e teory fan trochgeande fezelkompositen en kombinearre mei de ferdielingskarakteristiken fan stielen fezels yn beton. Yn dizze teory wurde kompositen beskôge as twafazekompositen mei fezels as ien faze en matriks as de oare faze.

 

Teory fan fezelsôfstân. Teory fan fezelsôfstân, ek wol bekend as teory fan breukresistinsje, wurdt foarsteld op basis fan lineêre elastyske breukmeganika. Dizze teory hâldt yn dat it fersterkingseffekt fan fezels allinich relatearre is oan de unifoarm ferdielde fezelôfstân (minimale ôfstân).

 

三.Analyse fan 'e ûntwikkelingsstatus fan stielfaserfersterke beton

 

1.Stielfaserfersterke beton.Stielfaserfersterke beton is in soarte relatyf unifoarm en multi-rjochting fersterke beton foarme troch in lytse hoemannichte leechkoalstofstiel, roestfrij stiel en FRP-fezels ta te foegjen oan gewoan beton. De mingde hoemannichte stielfaser is oer it generaal 1% ~ 2% fan it folume, wylst 70 ~ 100 kg stielfaser yn elke kubike meter beton op gewicht mingd wurdt. De lingte fan 'e stielfaser moat 25 ~ 60 mm wêze, de diameter moat 0,25 ~ 1,25 mm wêze, en de bêste ferhâlding fan lingte ta diameter moat 50 ~ 700 wêze. Yn ferliking mei gewoan beton kin it net allinich de trek-, skuor-, bûgings-, slijtage- en barstwjerstân ferbetterje, mar ek de brektaaiens en slagwjerstân fan beton sterk ferbetterje, en de wurgenswjerstân en duorsumens fan 'e struktuer signifikant ferbetterje, foaral de taaiens kin mei 10 ~ 20 kear ferhege wurde. De meganyske eigenskippen fan stielfaserfersterke beton en gewoan beton wurde yn Sina fergelike. As it stielfasergehalte 15% ~ 20% is en de wettersementferhâlding 0,45 is, nimt de treksterkte ta mei 50% ~ 70%, de bûgingssterkte mei 120% ~ 180%, de ympaktsterkte mei 10 ~ 20 kear, de ympaktfermoeidheidssterkte mei 15 ~ 20 kear, de bûgingstaaiens mei 14 ~ 20 kear, en de wearbestindigens wurdt ek signifikant ferbettere. Dêrom hat stielfaserfersterke beton bettere fysike en meganyske eigenskippen as gewoan beton.

2. Hybride glêstriedbeton. Relevante ûndersyksgegevens litte sjen dat stielfaser de druksterkte fan beton net signifikant befoarderet, of sels ferminderet; Yn ferliking mei gewoan beton binne d'r positive en negative (ferheging en fermindering) of sels tuskenlizzende opfettings oer de ûnduersichtigens, slijtvastheid, ynfloed- en slijtvastheid fan stielfaserfersterke beton en it foarkommen fan iere plastyske krimp fan beton. Derneist hat stielfaserfersterke beton wat problemen, lykas in grutte dosaasje, hege priis, roest en hast gjin wjerstân tsjin barsten feroarsake troch fjoer, wat de tapassing yn ferskate mjitte beynfloede hat. Yn 'e ôfrûne jierren binne guon binnenlânske en bûtenlânske wittenskippers begûn omtinken te jaan oan hybride glêstriedbeton (HFRC), en besykje fezels mei ferskate eigenskippen en foardielen te mingen, fan elkoar te learen, en it "positive hybride effekt" op ferskate nivo's en laadstadia te brûken om ferskate eigenskippen fan beton te ferbetterjen, om te foldwaan oan 'e behoeften fan ferskate projekten. Mei it each op syn ferskate meganyske eigenskippen, benammen syn wurgensdeformaasje en wurgensskea, de wet fan deformaasjeûntwikkeling en skeakarakteristiken ûnder statyske en dynamyske lesten en konstante amplitude of sykliske lesten mei fariabele amplitude, de optimale minghoemannichte en mingferhâlding fan glêstried, de relaasje tusken komponinten fan gearstalde materialen, fersterkingseffekt en fersterkingsmeganisme, anty-wurgensprestaasjes, falingsmeganisme en konstruksjetechnology, moatte de problemen fan mingferhâldingsûntwerp fierder bestudearre wurde.

3. Laach stielfaserfersterke beton.Monolytysk fezelfersterke beton is net maklik evenredich te mingen, de fezels binne maklik te agglomerearjen, de hoemannichte fezels is grut, en de kosten binne relatyf heech, wat ynfloed hat op syn brede tapassing. Troch in grut oantal yngenieurspraktyk en teoretysk ûndersyk wurdt in nij type stielfaserstruktuer foarsteld, laach stielfaserfersterke beton (LSFRC). In lytse hoemannichte stielfaser wurdt evenredich ferdield oer de boppeste en ûnderste oerflakken fan 'e dykplaat, en it midden is noch in gewoane betonlaach. De stielfaser yn LSFRC wurdt oer it algemien mei de hân of meganysk ferdield. De stielfaser is lang, en de lingte-diameterferhâlding is oer it algemien tusken 70 ~ 120, wat in twadiminsjonale ferdieling sjen lit. Sûnder ynfloed op 'e meganyske eigenskippen ferminderet dit materiaal net allinich de hoemannichte stielfaser sterk, mar foarkomt it ek it ferskynsel fan fezelagglomeraasje by it mingen fan yntegraal fezelfersterke beton. Derneist hat de posysje fan 'e stielfaserlaach yn beton in grutte ynfloed op 'e bûgingssterkte fan beton. It fersterkingseffekt fan 'e stielfaserlaach oan 'e ûnderkant fan beton is it bêste. Mei de posysje fan 'e stielfaserlaach dy't omheech beweecht, nimt it fersterkingseffekt signifikant ôf. De bûgingssterkte fan LSFRC is mear as 35% heger as dy fan gewoan beton mei deselde mingferhâlding, wat wat leger is as dy fan yntegraal stielfaserfersterke beton. LSFRC kin lykwols in soad materiaalkosten besparje, en d'r is gjin probleem fan lestich mingen. Dêrom is LSFRC in nij materiaal mei goede sosjale en ekonomyske foardielen en brede tapassingsperspektiven, dat it wurdich is om populêr te wurden en tapast te wurden yn 'e oanlis fan dykflakken.

 

4.Laach hybride fezelbeton.Laachhybride fezelfersterke beton (LHFRC) is in gearstald materiaal dat foarme wurdt troch 0,1% polypropyleenfaser ta te foegjen op basis fan LSFRC en in grut oantal fine en koarte polypropyleenfasers evenredich te fersprieden mei hege treksterkte en hege úteinlike ferlinging yn 'e boppeste en ûnderste stielfaserbeton en it gewoane beton yn 'e middelste laach. It kin de swakkens fan 'e tuskenlizzende gewoane betonlaach fan LSFRC oerwinne en de potinsjele feiligensrisiko's foarkomme nei't de stielfaser oan it oerflak fersliten is. LHFRC kin de bûgingssterkte fan beton signifikant ferbetterje. Yn ferliking mei gewoan beton is de bûgingssterkte fan gewoan beton mei sawat 20% ferhege, en yn ferliking mei LSFRC is de bûgingssterkte mei 2,6% ferhege, mar it hat in lyts effekt op 'e bûgings-elastyske modulus fan beton. De bûgings-elastyske modulus fan LHFRC is 1,3% heger as dy fan gewoan beton en 0,3% leger as dy fan LSFRC. LHFRC kin ek de bûgingstauwheid fan beton signifikant ferbetterje, en syn bûgingstauwheidsyndeks is sawat 8 kear dy fan gewoan beton en 1,3 kear dy fan LSFRC. Boppedat, fanwegen de ferskillende prestaasjes fan twa of mear fezels yn LHFRC yn beton, kin, neffens de technyske behoeften, it positive hybride effekt fan synthetyske fezels en stielfezels yn beton brûkt wurde om de duktyliteit, duorsumens, taaiens, barststerkte, bûgingsterkte en treksterkte fan it materiaal sterk te ferbetterjen, de materiaalkwaliteit te ferbetterjen en de libbensdoer fan it materiaal te ferlingjen.

——Abstrakt (Shanxi arsjitektuer, Vol. 38, No. 11, Chen Huiqing)