ფოლადის ბოჭკოვანი რკინაბეტონის დღევანდელი მდგომარეობა და განვითარება

ფოლადის ბოჭკოვანი რკინაბეტონი (SFRC) არის ახალი ტიპის კომპოზიციური მასალა, რომელიც შეიძლება დაასხით და დაასხუროთ ჩვეულებრივი ბეტონში შესაბამისი რაოდენობის მოკლე ფოლადის ბოჭკოს დამატებით. ბოლო წლებში ის სწრაფად განვითარდა როგორც სახლში, ასევე მის ფარგლებს გარეთ. იგი გადალახავს დაბალი ჭიმვის სიმტკიცის, მცირე საბოლოო დრეკადობის და ბეტონის მტვრევადი თვისების ნაკლოვანებებს. მას აქვს შესანიშნავი თვისებები, როგორიცაა დაჭიმვის სიმტკიცე, მოღუნვის წინააღმდეგობა, ათვლის წინააღმდეგობა, ბზარის წინააღმდეგობა, დაღლილობის წინააღმდეგობა და მაღალი სიმტკიცე. იგი გამოიყენება ჰიდრავლიკური ინჟინერიის, გზებისა და ხიდების, სამშენებლო და სხვა საინჟინრო სფეროებში.

1. ფოლადის ბოჭკოვანი რკინაბეტონის დამუშავება
ბოჭკოვანი რკინაბეტონი (FRC) არის ბოჭკოვანი რკინაბეტონის აბრევიატურა. ჩვეულებრივ, ეს არის ცემენტზე დაფუძნებული კომპოზიტი, რომელიც შედგება ცემენტის პასტის, ნაღმტყორცნების ან ბეტონის და ლითონის ბოჭკოებისგან, არაორგანული ბოჭკოებისგან ან ორგანული ბოჭკოებით გამაგრებული მასალებისგან. ეს არის ახალი სამშენებლო მასალა, რომელიც წარმოიქმნება ბეტონის მატრიცაში მოკლე და წვრილი ბოჭკოების თანაბრად გაფანტვით, მაღალი ჭიმვის სიმტკიცით, მაღალი საბოლოო დრეკადობით და მაღალი ტუტე გამძლეობით. ბოჭკოს ბეტონში შეუძლია შეზღუდოს ბეტონში ადრეული ბზარების წარმოქმნა და ბზარების შემდგომი გაფართოება გარე ძალის ზემოქმედების ქვეშ, ეფექტურად გადალახოს თანდაყოლილი დეფექტები, როგორიცაა დაბალი ჭიმვის სიმტკიცე, მარტივი ბზარი და ბეტონის ცუდი დაღლილობის წინააღმდეგობა და მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს შესრულება. წყალგაუმტარი, წყალგაუმტარი, ყინვაგამძლე და ბეტონის არმატურის დაცვა. ბოჭკოვანი რკინაბეტონი, განსაკუთრებით ფოლადის ბოჭკოვანი რკინაბეტონი, უფრო და უფრო მეტ ყურადღებას იპყრობს აკადემიურ და საინჟინრო წრეებში პრაქტიკულ ინჟინერიაში მისი უმაღლესი შესრულების გამო. 1907 საბჭოთა ექსპერტი ბ П. Hekpocab-მა დაიწყო ლითონის ბოჭკოვანი რკინაბეტონის გამოყენება; 1910 წელს HF Porter-მა გამოაქვეყნა კვლევის ანგარიში მოკლე ბოჭკოვან რკინაბეტონზე, სადაც ვარაუდობდა, რომ მოკლე ფოლადის ბოჭკოები უნდა იყოს თანაბრად გაფანტული ბეტონში მატრიცის მასალების გასაძლიერებლად; 1911 წელს გრეჰემმა შეერთებულმა შტატებმა დაამატა ფოლადის ბოჭკო ჩვეულებრივ ბეტონში ბეტონის სიმტკიცე და სტაბილურობის გასაუმჯობესებლად; 1940-იანი წლებისთვის შეერთებულმა შტატებმა, ბრიტანეთმა, საფრანგეთმა, გერმანიამ, იაპონიამ და სხვა ქვეყნებმა ჩაატარეს ბევრი კვლევა ფოლადის ბოჭკოების გამოყენებაზე ბეტონის აცვიათ წინააღმდეგობის და ბზარების წინააღმდეგობის გასაუმჯობესებლად, ფოლადის ბოჭკოვანი ბეტონის წარმოების ტექნოლოგიასა და გაუმჯობესების მიზნით. ფოლადის ბოჭკოს ფორმა ბოჭკოსა და ბეტონის მატრიცას შორის შემაკავშირებელ სიძლიერის გასაუმჯობესებლად; 1963 წელს JP romualdi-მ და GB Batson-მა გამოაქვეყნეს ნაშრომი ფოლადის ბოჭკოვანი ბეტონის ბზარების განვითარების მექანიზმის შესახებ და გამოიტანეს დასკვნა, რომ ფოლადის ბოჭკოვან რკინაბეტონის ბზარის სიმტკიცე განისაზღვრება ფოლადის ბოჭკოების საშუალო მანძილით, რომელიც ეფექტურ როლს ასრულებს. ჭიმვის ძაბვაში (ბოჭკოვანი დაშორების თეორია), რითაც იწყება ამ ახალი კომპოზიციური მასალის პრაქტიკული განვითარების ეტაპი. დღემდე, ფოლადის ბოჭკოვანი რკინაბეტონის პოპულარიზაციასთან და გამოყენებასთან ერთად, ბეტონში ბოჭკოების განსხვავებული განაწილების გამო, ძირითადად ოთხი ტიპია: ფოლადის ბოჭკოვანი რკინაბეტონი, ჰიბრიდული ბოჭკოვანი რკინაბეტონი, ფენოვანი ფოლადის ბოჭკოვანი რკინაბეტონი და ფენიანი ჰიბრიდული ბოჭკო. რკინაბეტონი.

2. ფოლადის ბოჭკოვანი რკინაბეტონის გამაგრების მექანიზმი
(1)კომპოზიტური მექანიკის თეორია. კომპოზიციური მექანიკის თეორია ეფუძნება უწყვეტი ბოჭკოვანი კომპოზიტების თეორიას და შერწყმულია ბეტონში ფოლადის ბოჭკოების განაწილების მახასიათებლებთან. ამ თეორიაში, კომპოზიტები განიხილება, როგორც ორფაზიანი კომპოზიტები, ბოჭკოვანი, როგორც ერთი ფაზა და მატრიქსი, როგორც მეორე ფაზა.
(2) ბოჭკოვანი დაშორების თეორია. ბოჭკოვანი დაშორების თეორია, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც ბზარის წინააღმდეგობის თეორია, შემოთავაზებულია ხაზოვანი ელასტიური მოტეხილობის მექანიკის საფუძველზე. ეს თეორია ამტკიცებს, რომ ბოჭკოების გამაგრების ეფექტი დაკავშირებულია მხოლოდ ერთნაირად განაწილებულ ბოჭკოვან მანძილთან (მინიმალური მანძილი).

3. ფოლადის ბოჭკოვანი რკინაბეტონის განვითარების სტატუსის ანალიზი
1.ფოლადის ბოჭკოვანი რკინაბეტონი. ფოლადის ბოჭკოვანი რკინაბეტონი არის ერთგვარი შედარებით ერთგვაროვანი და მრავალმხრივი რკინაბეტონი, რომელიც წარმოიქმნება ჩვეულებრივი ბეტონში მცირე რაოდენობით დაბალნახშირბადოვანი ფოლადის, უჟანგავი ფოლადის და FRP ბოჭკოების დამატებით. ფოლადის ბოჭკოს შერევის რაოდენობა ჩვეულებრივ შეადგენს 1% ~ 2% მოცულობით, ხოლო 70 ~ 100 კგ ფოლადის ბოჭკო შერეულია ბეტონის თითოეულ კუბურ მეტრში წონის მიხედვით. ფოლადის ბოჭკოს სიგრძე უნდა იყოს 25 ~ 60 მმ, დიამეტრი უნდა იყოს 0,25 ~ 1,25 მმ, ხოლო სიგრძისა და დიამეტრის საუკეთესო თანაფარდობა უნდა იყოს 50 ~ 700. ჩვეულებრივ ბეტონთან შედარებით, მას შეუძლია არა მხოლოდ გააუმჯობესოს დაჭიმულობა, ცვლა, ღუნვა. აცვიათ და ბზარების წინააღმდეგობა, მაგრამ ასევე მნიშვნელოვნად აძლიერებს ბეტონის მოტეხილობის სიმტკიცეს და ზემოქმედების წინააღმდეგობას და მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს დაღლილობის წინააღმდეგობას და სტრუქტურის გამძლეობას, განსაკუთრებით სიმტკიცე შეიძლება გაიზარდოს 10 ~ 20-ჯერ. ფოლადის ბოჭკოვანი რკინაბეტონისა და ჩვეულებრივი ბეტონის მექანიკური თვისებები შედარებულია ჩინეთში. როდესაც ფოლადის ბოჭკოების შემცველობაა 15% ~ 20% და წყლის ცემენტის თანაფარდობა 0,45, დაჭიმვის სიმტკიცე იზრდება 50% ~ 70%, მოქნილობის სიმტკიცე იზრდება 120% ~ 180%, ზემოქმედების ძალა იზრდება 10 ~ 20-ით. ჯერ, ზემოქმედების დაღლილობის სიძლიერე იზრდება 15-20-ჯერ, მოქნილობის სიმტკიცე იზრდება 14-20-ჯერ, ასევე მნიშვნელოვნად გაუმჯობესებულია აცვიათ წინააღმდეგობა. ამიტომ, ფოლადის ბოჭკოვან რკინაბეტონს აქვს უკეთესი ფიზიკური და მექანიკური თვისებები, ვიდრე ჩვეულებრივი ბეტონი.

4. ჰიბრიდული ბოჭკოვანი ბეტონი
შესაბამისი კვლევის მონაცემები აჩვენებს, რომ ფოლადის ბოჭკოვანი მნიშვნელოვნად არ უწყობს ხელს ბეტონის კომპრესიულ სიმტკიცეს და არც ამცირებს მას; უბრალო ბეტონთან შედარებით, არსებობს პოზიტიური და უარყოფითი (მატება და შემცირება) ან თუნდაც შუალედური შეხედულებები ფოლადის ბოჭკოვანი რკინაბეტონის გაუვალობის, აცვიათ წინააღმდეგობის, ზემოქმედებისა და აცვიათ წინააღმდეგობის შესახებ და ბეტონის ადრეული პლასტიკური შეკუმშვის პრევენციაზე. გარდა ამისა, ფოლადის ბოჭკოვან რკინაბეტონს აქვს გარკვეული პრობლემები, როგორიცაა დიდი დოზირება, მაღალი ფასი, ჟანგი და თითქმის არ არის წინააღმდეგობა ხანძრისგან გამოწვეული აფეთქების მიმართ, რამაც გავლენა მოახდინა მის გამოყენებაზე სხვადასხვა ხარისხით. ბოლო წლების განმავლობაში, ზოგიერთმა ადგილობრივმა და უცხოელმა მეცნიერმა დაიწყო ყურადღების მიქცევა ჰიბრიდული ბოჭკოვანი ბეტონის (HFRC) მიმართ, ცდილობდა აერიოს ბოჭკოები სხვადასხვა თვისებებით და უპირატესობებით, ისწავლოს ერთმანეთისგან და მისცეს თამაში "დადებითი ჰიბრიდული ეფექტი" სხვადასხვა დონეზე და დატვირთვის ეტაპები ბეტონის სხვადასხვა თვისებების გასაუმჯობესებლად, რათა დააკმაყოფილოს სხვადასხვა პროექტების საჭიროებები. თუმცა, რაც შეეხება მის სხვადასხვა მექანიკურ თვისებებს, განსაკუთრებით დაღლილობის დეფორმაციას და დაღლილობის დაზიანებას, დეფორმაციის განვითარების კანონს და დაზიანების მახასიათებლებს სტატიკური და დინამიური დატვირთვების ქვეშ და მუდმივი ამპლიტუდის ან ცვლადი ამპლიტუდის ციკლური დატვირთვების, ბოჭკოს შერევის ოპტიმალური რაოდენობა და შერევის პროპორცია, კავშირი კომპოზიტური მასალების კომპონენტებს შორის, გამაგრების ეფექტი და გამაძლიერებელი მექანიზმი, დაღლილობის საწინააღმდეგო მოქმედება, წარუმატებლობის მექანიზმი და კონსტრუქციის ტექნოლოგია, შერევის პროპორციული დიზაინის პრობლემები შემდგომ შესწავლას საჭიროებს.

5. ფენიანი ფოლადის ბოჭკოვანი რკინაბეტონი
მონოლითური ბოჭკოვანი რკინაბეტონი ადვილი არ არის თანაბრად შერევა, ბოჭკო ადვილია აგლომერაცია, ბოჭკოს რაოდენობა დიდია და ღირებულება შედარებით მაღალია, რაც გავლენას ახდენს მის ფართო გამოყენებაზე. დიდი რაოდენობით საინჟინრო პრაქტიკისა და თეორიული კვლევის შედეგად, შემოთავაზებულია ფოლადის ბოჭკოვანი სტრუქტურის ახალი ტიპი, ფენის ფოლადის ბოჭკოვანი რკინაბეტონი (LSFRC). მცირე რაოდენობით ფოლადის ბოჭკო თანაბრად ნაწილდება გზის ფილის ზედა და ქვედა ზედაპირებზე, ხოლო შუა კვლავ ჩვეულებრივი ბეტონის ფენაა. LSFRC-ში ფოლადის ბოჭკო ძირითადად ნაწილდება ხელით ან მექანიკურად. ფოლადის ბოჭკო გრძელია და სიგრძის დიამეტრის თანაფარდობა ზოგადად 70-დან 120-მდეა, რაც აჩვენებს ორგანზომილებიან განაწილებას. მექანიკურ თვისებებზე გავლენის გარეშე, ეს მასალა არა მხოლოდ მნიშვნელოვნად ამცირებს ფოლადის ბოჭკოს რაოდენობას, არამედ თავიდან აიცილებს ბოჭკოების აგლომერაციის ფენომენს ინტეგრალური ბოჭკოვანი რკინაბეტონის შერევისას. გარდა ამისა, ბეტონში ფოლადის ბოჭკოვანი ფენის პოზიცია დიდ გავლენას ახდენს ბეტონის მოქნილობის სიმტკიცეზე. ბეტონის ბოლოში ფოლადის ბოჭკოვანი ფენის გამაგრების ეფექტი საუკეთესოა. ფოლადის ბოჭკოვანი ფენის დგომისას მაღლა მოძრაობს, გამაგრების ეფექტი მნიშვნელოვნად მცირდება. LSFRC-ის მოქნილობის სიმტკიცე 35%-ზე მეტია, ვიდრე ჩვეულებრივი ბეტონის იგივე შერევის პროპორციით, რაც ოდნავ დაბალია, ვიდრე ინტეგრალური ფოლადის ბოჭკოვანი რკინაბეტონის. თუმცა, LSFRC-ს შეუძლია დაზოგოს ბევრი მატერიალური ღირებულება და არ არის რთული შერევის პრობლემა. მაშასადამე, LSFRC არის ახალი მასალა კარგი სოციალური და ეკონომიკური სარგებლით და ფართო გამოყენების პერსპექტივით, რომელიც იმსახურებს პოპულარიზაციას და გამოყენებას ტროტუარების მშენებლობაში.

6. ფენიანი ჰიბრიდული ბოჭკოვანი ბეტონი
ფენის ჰიბრიდული ბოჭკოვანი რკინაბეტონი (LHFRC) არის კომპოზიციური მასალა, რომელიც წარმოიქმნება LSFRC-ის ბაზაზე 0.1% პოლიპროპილენის ბოჭკოს დამატებით და თანაბრად ანაწილებს დიდი რაოდენობით წვრილი და მოკლე პოლიპროპილენის ბოჭკოებს მაღალი ჭიმვის სიმტკიცით და მაღალი საბოლოო დრეკადობით ზედა და ქვედა ფოლადში. ბოჭკოვანი ბეტონი და უბრალო ბეტონი შუა ფენაში. მას შეუძლია გადალახოს LSFRC შუალედური უბრალო ბეტონის ფენის სისუსტე და თავიდან აიცილოს პოტენციური უსაფრთხოების საფრთხეები ზედაპირის ფოლადის ბოჭკოს ნახმარი. LHFRC-ს შეუძლია მნიშვნელოვნად გაზარდოს ბეტონის მოქნილობის სიმტკიცე. უბრალო ბეტონთან შედარებით, უბრალო ბეტონის მისი მოქნილობის სიმტკიცე გაიზარდა დაახლოებით 20%-ით, ხოლო LSFRC-თან შედარებით, მისი მოქნილობა გაიზარდა 2.6%-ით, მაგრამ მას მცირე გავლენა აქვს ბეტონის მოქნილობის ელასტიურ მოდულზე. LHFRC-ის მოქნილობის ელასტიურობის მოდული 1.3%-ით მაღალია, ვიდრე ჩვეულებრივი ბეტონისა და 0.3%-ით დაბალია, ვიდრე LSFRC. LHFRC-ს ასევე შეუძლია მნიშვნელოვნად გაზარდოს ბეტონის მოქნილობის სიმტკიცე და მისი მოქნილობის სიმტკიცე დაახლოებით 8-ჯერ აღემატება უბრალო ბეტონს და 1.3-ჯერ აღემატება LSFRC-ს. უფრო მეტიც, ბეტონში LHFRC-ში ორი ან მეტი ბოჭკოს განსხვავებული მოქმედების გამო, საინჟინრო საჭიროებების შესაბამისად, სინთეზური ბოჭკოსა და ფოლადის ბოჭკოს დადებითი ჰიბრიდული ეფექტი ბეტონში შეიძლება გამოყენებულ იქნას ელასტიურობის, გამძლეობის, გამძლეობის, ბზარის სიძლიერის გასაუმჯობესებლად. , მასალის მოქნილობისა და დაჭიმვის სიძლიერე, აუმჯობესებს მასალის ხარისხს და ახანგრძლივებს მასალის მომსახურების ხანგრძლივობას.

——რეზიუმე (შანქსის არქიტექტურა, ტ. 38, No. 11, ჩენ ჰუიკინგი)