Ang steel fiber reinforced concrete (SFRC) usa ka bag-ong klase sa composite material nga mahimong ibubo ug i-spray pinaagi sa pagdugang og igong gidaghanon sa mubo nga steel fiber sa ordinaryong konkreto. Kusog kini nga milambo sa sulod ug gawas sa nasud sa bag-ohay nga mga tuig. Nabuntog niini ang mga kakulangan sa ubos nga tensile strength, gamay nga ultimate elongation ug brittle properties sa konkreto. Kini adunay maayo kaayong mga kabtangan sama sa tensile strength, bending resistance, shear resistance, crack resistance, fatigue resistance ug taas nga toughness. Gigamit kini sa hydraulic engineering, dalan ug tulay, konstruksyon ug uban pang natad sa engineering.
1. Pagpalambo sa konkreto nga gipalig-on sa steel fiber
Ang Fiber Reinforced Concrete (FRC) mao ang minubo sa fiber reinforced concrete. Kasagaran kini usa ka cement-based composite nga gilangkoban sa cement paste, mortar o concrete ug metal fiber, inorganic fiber o organic fiber reinforced materials. Kini usa ka bag-ong materyales sa pagtukod nga giporma pinaagi sa parehas nga pagsabwag sa mubo ug pino nga mga lanot nga adunay taas nga tensile strength, taas nga ultimate elongation ug taas nga alkali resistance sa concrete matrix. Ang fiber sa concrete makalimit sa pagmugna og sayo nga mga liki sa concrete ug sa dugang nga pagpalapad sa mga liki ubos sa aksyon sa external force, epektibo nga mabuntog ang mga inherent defects sama sa ubos nga tensile strength, dali nga pagliki ug dili maayo nga fatigue resistance sa concrete, ug dako nga makapauswag sa performance sa impermeability, waterproof, frost resistance ug reinforcement protection sa concrete. Ang fiber reinforced concrete, labi na ang steel fiber reinforced concrete, nakadani og dugang nga atensyon sa mga akademiko ug engineering circles sa praktikal nga engineering tungod sa superior nga performance niini. 1907 Ang eksperto sa Sobyet nga si B П. Hekpocab nagsugod sa paggamit sa metal fiber reinforced concrete; Niadtong 1910, si HF Porter nagpatik og research report sa short fiber reinforced concrete, nga nagsugyot nga ang short steel fibers kinahanglan nga parehas nga isabwag sa concrete aron mapalig-on ang matrix materials; Niadtong 1911, si Graham sa Estados Unidos midugang og steel fiber sa ordinaryong konkreto aron mapaayo ang kusog ug kalig-on sa konkreto; Pag-abot sa 1940s, ang Estados Unidos, Britanya, Pransya, Alemanya, Japan ug uban pang mga nasud nakahimo og daghang panukiduki sa paggamit sa steel fiber aron mapaayo ang resistensya sa pagkaguba ug resistensya sa pagliki sa konkreto, ang teknolohiya sa paggama sa steel fiber concrete, ug pagpaayo sa porma sa steel fiber aron mapaayo ang kusog sa pagbugkos tali sa fiber ug sa matrix sa konkreto; Niadtong 1963, si JP romualdi ug GB Batson nagpatik og papel bahin sa mekanismo sa paglambo sa liki sa steel fiber confined concrete, ug nagpresentar sa konklusyon nga ang kusog sa liki sa steel fiber reinforced concrete gitino sa aberids nga gilay-on sa mga steel fiber nga adunay epektibo nga papel sa tensile stress (fiber spacing theory), sa ingon nagsugod ang praktikal nga yugto sa paglambo niining bag-ong composite material. Hangtod karon, uban sa pagkapopular ug paggamit sa steel fiber reinforced concrete, tungod sa lainlaing pag-apod-apod sa mga fiber sa konkreto, adunay upat ka klase: steel fiber reinforced concrete, hybrid fiber reinforced concrete, layered steel fiber reinforced concrete ug layered hybrid fiber reinforced concrete.
2. Mekanismo sa pagpalig-on sa steel fiber reinforced concrete
(1) Teorya sa composite mechanics. Ang teorya sa composite mechanics gibase sa teorya sa padayon nga fiber composites ug gihiusa sa mga kinaiya sa distribusyon sa mga steel fiber sa konkreto. Niini nga teorya, ang mga composite giisip nga two-phase composites diin ang fiber isip usa ka phase ug matrix isip laing phase.
(2) Teorya sa paglaag sa fiber. Ang teorya sa paglaag sa fiber, nailhan usab nga teorya sa resistensya sa crack, gisugyot base sa linear elastic fracture mechanics. Kini nga teorya nag-ingon nga ang epekto sa pagpalig-on sa mga fiber may kalabutan lamang sa uniformly distributed fiber spacing (minimum spacing).
3. Pagtuki sa kahimtang sa pag-uswag sa steel fiber reinforced concrete
1. Steel fiber reinforced concrete. Ang steel fiber reinforced concrete usa ka klase sa medyo parehas ug multi-directional reinforced concrete nga giporma pinaagi sa pagdugang og gamay nga kantidad sa low carbon steel, stainless steel ug FRP fibers ngadto sa ordinaryo nga konkreto. Ang gidaghanon sa pagsagol sa steel fiber kasagaran 1% ~ 2% sa volume, samtang 70 ~ 100kg steel fiber ang gisagol sa matag cubic meter sa konkreto pinaagi sa gibug-aton. Ang gitas-on sa steel fiber kinahanglan nga 25 ~ 60mm, ang diametro kinahanglan nga 0.25 ~ 1.25mm, ug ang pinakamaayong ratio sa gitas-on ngadto sa diametro kinahanglan nga 50 ~ 700. Kon itandi sa ordinaryo nga konkreto, dili lamang kini makapauswag sa tensile, shear, bending, wear ug crack resistance, apan makapauswag usab sa fracture toughness ug impact resistance sa konkreto, ug makapauswag pag-ayo sa fatigue resistance ug durability sa istruktura, ilabi na ang toughness mahimong madugangan og 10 ~ 20 ka pilo. Ang mekanikal nga mga kabtangan sa steel fiber reinforced concrete ug ordinaryo nga konkreto gitandi sa China. Kon ang sulod sa steel fiber kay 15% ~ 20% ug ang water cement ratio kay 0.45, ang tensile strength motaas og 50% ~ 70%, ang flexural strength motaas og 120% ~ 180%, ang impact strength motaas og 10 ~ 20 ka pilo, ang impact fatigue strength motaas og 15 ~ 20 ka pilo, ang flexural toughness motaas og 14 ~ 20 ka pilo, ug ang wear resistance mouswag usab og maayo. Busa, ang steel fiber reinforced concrete adunay mas maayong pisikal ug mekanikal nga mga kabtangan kay sa plain concrete.
4. Hybrid fiber nga konkreto
Ang may kalabutan nga datos sa panukiduki nagpakita nga ang steel fiber wala kaayo makapalambo sa compressive strength sa konkreto, o bisan makapakunhod niini; Kon itandi sa yano nga konkreto, adunay positibo ug negatibo (pagtaas ug pagkunhod) o bisan tunga-tunga nga mga panan-aw sa impermeability, wear resistance, impact ug wear resistance sa steel fiber reinforced concrete ug ang pagpugong sa sayo nga plastic shrinkage sa konkreto. Dugang pa, ang steel fiber reinforced concrete adunay pipila ka mga problema, sama sa dako nga dosis, taas nga presyo, taya ug halos walay resistensya sa pagbuto nga gipahinabo sa sunog, nga nakaapekto sa aplikasyon niini sa lainlaing mga degree. Sa bag-ohay nga mga tuig, ang pipila ka mga lokal ug langyaw nga mga iskolar nagsugod sa paghatag pagtagad sa hybrid fiber concrete (HFRC), nga naningkamot sa pagsagol sa mga fiber nga adunay lainlaing mga kabtangan ug bentaha, pagkat-on gikan sa usag usa, ug paghatag pagdula sa "positibo nga hybrid effect" sa lainlaing mga lebel ug mga yugto sa pagkarga aron mapalambo ang lainlaing mga kabtangan sa konkreto, aron matubag ang mga panginahanglanon sa lainlaing mga proyekto. Apan, kalabot sa nagkalain-laing mekanikal nga mga kabtangan niini, ilabina ang pagkausab sa porma sa kakapoy ug kadaot sa kakapoy, ang balaod sa pag-uswag sa pagkausab sa porma ug mga kinaiya sa kadaot ubos sa static ug dynamic nga mga karga ug kanunay nga amplitude o variable amplitude cyclic loads, ang labing maayo nga gidaghanon sa pagsagol ug ang proporsyon sa pagsagol sa fiber, ang relasyon tali sa mga sangkap sa composite nga materyales, ang epekto sa pagpalig-on ug mekanismo sa pagpalig-on, ang performance sa anti-fatigue, mekanismo sa pagkapakyas ug teknolohiya sa konstruksyon, ang mga problema sa disenyo sa proporsyon sa pagsagol kinahanglan nga tun-an pa.
5. Gipatong-patong nga konkreto nga gipalig-on sa steel fiber
Ang monolithic fiber reinforced concrete dili sayon isagol nga parehas, ang fiber dali ra isagol, dako ang gidaghanon sa fiber, ug medyo taas ang gasto, nga nakaapekto sa lapad nga aplikasyon niini. Pinaagi sa daghang praktis sa inhenyeriya ug panukiduki sa teoretikal, usa ka bag-ong klase sa istruktura sa steel fiber, ang layer steel fiber reinforced concrete (LSFRC), ang gisugyot. Usa ka gamay nga gidaghanon sa steel fiber ang parehas nga giapod-apod sa ibabaw ug ubos nga mga nawong sa slab sa dalan, ug ang tunga usa gihapon ka plain concrete layer. Ang steel fiber sa LSFRC kasagaran giapod-apod nga mano-mano o mekanikal. Ang steel fiber taas, ug ang ratio sa diametro sa gitas-on kasagaran tali sa 70 ~ 120, nga nagpakita sa usa ka two-dimensional distribution. Kung wala maapektuhan ang mga mekanikal nga kabtangan, kini nga materyal dili lamang makapakunhod pag-ayo sa gidaghanon sa steel fiber, apan malikayan usab ang panghitabo sa fiber agglomeration sa pagsagol sa integral fiber reinforced concrete. Dugang pa, ang posisyon sa steel fiber layer sa konkreto adunay dako nga epekto sa flexural strength sa konkreto. Ang reinforcement effect sa steel fiber layer sa ilawom sa konkreto mao ang labing maayo. Kung ang posisyon sa steel fiber layer mosaka, ang reinforcement effect mokunhod pag-ayo. Ang kusog sa pag-flex sa LSFRC sobra sa 35% nga mas taas kaysa sa yano nga konkreto nga adunay parehas nga proporsyon sa pagsagol, nga gamay nga mas ubos kaysa sa integral steel fiber reinforced concrete. Bisan pa, ang LSFRC makadaginot og daghang gasto sa materyal, ug walay problema sa lisod nga pagsagol. Busa, ang LSFRC usa ka bag-ong materyal nga adunay maayong sosyal ug ekonomikanhong mga benepisyo ug lapad nga palaaboton sa aplikasyon, nga angayan nga i-popularize ug gamiton sa pagtukod og pavement.
6. Gipatong-patong nga hybrid fiber concrete
Ang Layer hybrid fiber reinforced concrete (LHFRC) usa ka composite nga materyal nga giporma pinaagi sa pagdugang og 0.1% nga polypropylene fiber base sa LSFRC ug parehas nga pag-apod-apod sa daghang pino ug mubo nga polypropylene fibers nga adunay taas nga tensile strength ug taas nga ultimate elongation sa ibabaw ug ubos nga steel fiber concrete ug sa plain concrete sa tunga nga layer. Mahimo niini nga mabuntog ang kahuyang sa LSFRC intermediate plain concrete layer ug mapugngan ang posibleng mga peligro sa kaluwasan human madaot ang surface steel fiber. Ang LHFRC makapausbaw pag-ayo sa flexural strength sa konkreto. Kon itandi sa plain concrete, ang flexural strength niini sa plain concrete motaas og mga 20%, ug kon itandi sa LSFRC, ang flexural strength niini motaas og 2.6%, apan gamay ra ang epekto niini sa flexural elastic modulus sa konkreto. Ang flexural elastic modulus sa LHFRC mas taas og 1.3% kaysa sa plain concrete ug 0.3% nga mas ubos kaysa sa LSFRC. Ang LHFRC makapausbaw usab pag-ayo sa flexural toughness sa konkreto, ug ang flexural toughness index niini mga 8 ka pilo kay sa plain concrete ug 1.3 ka pilo kay sa LSFRC. Dugang pa, tungod sa lain-laing performance sa duha o daghan pang fiber sa LHFRC sa konkreto, sumala sa mga panginahanglan sa engineering, ang positibo nga hybrid effect sa synthetic fiber ug steel fiber sa konkreto magamit aron mapauswag pag-ayo ang ductility, durability, toughness, crack strength, flexural strength ug tensile strength sa materyal, mapaayo ang kalidad sa materyal ug mapalugwayan ang service life sa materyal.
——Abstract (Shanxi architecture, Tomo 38, Num. 11, Chen Huiqing)
Oras sa pag-post: Agosto-24-2022