Betonê bi fîbera pola (SFRC) cureyekî nû yê materyalê kompozît e ku dikare bi zêdekirina mîqdarek guncaw ji fîbera pola ya kurt li ser betonê asayî were rijandin û sprekirin. Di salên dawî de li hundir û derveyî welêt bi lez pêş ketiye. Ew kêmasiyên berxwedana kişandina nizm, dirêjkirina dawîn a piçûk û taybetmendiya şikestinê ya betonê derbas dike. Taybetmendiyên wê yên hêja hene wekî berxwedana kişandina kêşê, berxwedana xwarbûnê, berxwedana birînê, berxwedana şikestinê, berxwedana westandinê û hişkbûna bilind. Ew di endezyariya hîdrolîk, rê û piran, înşaetê û warên din ên endezyariyê de hatiye sepandin.
1. Pêşxistina betonê bi fîbera pola ve xurtkirî
Betonê bi fîberê xurtkirî (FRC) kurtenavê betonê bi fîberê xurtkirî ye. Ew bi gelemperî kompozîtek li ser bingeha çîmentoyê ye ku ji pasta çîmentoyê, çîmento an beton û fîbera metal, fîbera neorganîk an materyalên bi fîbera organîk xurtkirî pêk tê. Ew materyalek avahiyê ya nû ye ku bi belavkirina yekreng a fîberên kurt û zirav ên bi hêza kişandina bilind, dirêjkirina dawîn a bilind û berxwedana alkaliyê ya bilind di matrîksa betonê de çêdibe. Fîber di betonê de dikare çêbûna şikestinên zû di betonê de û berfirehbûna bêtir a şikestinan di bin bandora hêza derve de sînordar bike, bi bandor kêmasiyên xwerû yên wekî hêza kişandina nizm, şikestina hêsan û berxwedana westandina xirab a betonê derbas bike, û performansa neguhêzbar, avnegir, berxwedana sermayê û parastina xurtkirinê ya betonê pir baştir bike. Betona bi fîberê xurtkirî, nemaze betonê bi fîbera pola xurtkirî, ji ber performansa xwe ya bilindtir di derdorên akademîk û endezyariyê de di endezyariya pratîkî de bêtir û bêtir bala xwe kişandiye. 1907 Pisporê Sovyetê B П. Hekpocab dest bi karanîna betonê bi fîbera metal kir; Di sala 1910an de, HF Porter raporek lêkolînê li ser betonê bi fîbera kurt xurtkirî weşand, ku pêşniyar kir ku fîberên pola yên kurt divê bi rengek wekhev di betonê de werin belavkirin da ku materyalên matrîksê xurt bikin; Di sala 1911an de, Grahamê Dewletên Yekbûyî yên Amerîkayê fîbera pola li betonê asayî zêde kir da ku hêz û aramiya betonê baştir bike; Heta salên 1940an, Dewletên Yekbûyî yên Amerîkayê, Brîtanya, Fransa, Almanya, Japonya û welatên din gelek lêkolîn li ser karanîna fîbera pola ji bo baştirkirina berxwedana li hember şikestinê û berxwedana şikestinê ya betonê, teknolojiya çêkirina betonê ya fîbera pola, û baştirkirina şeklê fîbera pola ji bo baştirkirina hêza girêdanê ya di navbera fîber û matrîksa betonê de kirin; Di sala 1963an de, JP romualdi û GB Batson gotarek li ser mekanîzmaya pêşveçûna şikestinê ya betonê ya bi fîbera pola ve girêdayî weşandin, û encam dan ku hêza şikestinê ya betonê ya bi fîbera pola ve ji hêla mesafeya navînî ya fîberên pola ve tê destnîşankirin ku di stresa kişandinê de rolek bi bandor dilîze (teoriya mesafeya fîberan), bi vî rengî qonaxa pêşkeftina pratîkî ya vê materyalê kompozît a nû dest pê kir. Heta niha, bi populerbûn û sepandina betonê ya bi fîbera pola ve hatî xurtkirin, ji ber belavbûna cûda ya fîberan di betonê de, bi giranî çar celeb hene: betonê bi fîbera pola ve hatî xurtkirin, betonê bi fîbera hîbrîd ve hatî xurtkirin, betonê bi fîbera pola ya qat ...
2. Mekanîzmaya xurtkirina betonê bi fîbera pola ve xurtkirî
(1) Teoriya mekanîka kompozît. Teoriya mekanîka kompozît li ser teoriya kompozîtên fîberên domdar hatiye avakirin û bi taybetmendiyên belavkirina fîberên pola di betonê de hatiye hevber kirin. Di vê teoriyê de, kompozît wekî kompozîtên du-qonaxî têne hesibandin ku fîber wekî qonaxek û matrîks wekî qonaxa din e.
(2) Teoriya mesafeya fîberan. Teoriya mesafeya fîberan, ku wekî teoriya berxwedana şikestinê jî tê zanîn, li ser bingeha mekanîka şikestina elastîk a xêzikî tê pêşniyar kirin. Ev teorî dibêje ku bandora xurtkirina fîberan tenê bi mesafeya fîberan a bi awayekî yekreng belavkirî (mesafeya herî kêm) ve girêdayî ye.
3. Analîz li ser rewşa pêşketina betonê bi fîbera pola ve xurtkirî
1. Betonê bi fîbera pola hatiye xurtkirin. Betonê bi fîbera pola hatiye xurtkirin cureyekî betonê yê bihêzkirî yê nisbeten yekreng û piralî ye ku bi zêdekirina mîqdarek piçûk ji pola kêm-karbon, pola zengarnegir û fîberên FRP di betonê asayî de tê çêkirin. Mîqdara tevlihevkirina fîbera pola bi gelemperî %1 ~ %2 li gorî qebareyê ye, di heman demê de 70 ~ 100 kg fîbera pola di her metrekupek betonê de li gorî giraniyê tê tevlihevkirin. Dirêjahiya fîbera pola divê 25 ~ 60 mm, çap divê 0.25 ~ 1.25 mm be, û rêjeya çêtirîn a dirêjahî û çap divê 50 ~ 700 be. Li gorî betonê asayî, ew ne tenê dikare berxwedana kişandin, birrîn, xwarbûn, aşandin û şikestinê baştir bike, lê di heman demê de berxwedana şikestin û bandora betonê jî pir zêde bike, û berxwedana westandinê û domdariya avahiyê bi girîngî baştir bike, bi taybetî hişkbûn dikare 10 ~ 20 caran zêde bibe. Taybetmendiyên mekanîkî yên betonê bi fîbera pola hatiye xurtkirin û betonê asayî li Çînê têne berhev kirin. Dema ku rêjeya fîbera pola %15 ~ %20 be û rêjeya av-çîmentoyê 0.45 be, berxwedana kişandinê %50 ~ %70 zêde dibe, berxwedana xwarbûnê %120 ~ %180 zêde dibe, berxwedana bandorê 10 ~ 20 caran zêde dibe, berxwedana westandina bandorê 15 ~ 20 caran zêde dibe, berxwedana xwarbûnê 14 ~ 20 caran zêde dibe, û berxwedana li hember aşînê jî bi girîngî baştir dibe. Ji ber vê yekê, betonê bi fîbera pola xurtkirî xwedî taybetmendiyên fîzîkî û mekanîkî yên çêtir ji betonê sade ye.
4. Betonê fîberê hîbrîd
Daneyên lêkolînê yên têkildar nîşan didin ku fîbera pola bi girîngî hêza pêçandinê ya betonê zêde nake, an jî kêm nake; Li gorî betonê sade, li ser neguhêzbarî, berxwedana lixwekirinê, bandor û berxwedana lixwekirinê ya betonê bi fîbera pola û pêşîgirtina li şikestina plastîk a zû ya betonê nêrînên erênî û neyînî (zêdebûn û kêmkirin) an jî navber hene. Wekî din, betonê bi fîbera pola ve hatî xurtkirin hin pirsgirêk hene, wekî dozaja mezin, bihayê bilind, zeng û hema hema nebûna berxwedana li hember teqîna ji ber agir, ku bandor li ser sepandina wê bi astên cûda kiriye. Di salên dawî de, hin zanyarên navxweyî û biyanî dest bi balkişandina ser betonê fîbera hîbrîd (HFRC) kirin, hewl dan ku fîberên bi taybetmendî û avantajên cûda tevlihev bikin, ji hev fêr bibin, û di ast û qonaxên barkirinê yên cûda de "bandora hîbrîd a erênî" bidin lîstin da ku taybetmendiyên cûda yên betonê baştir bikin, da ku hewcedariyên projeyên cûda bicîh bînin. Lêbelê, di derbarê taybetmendiyên wê yên mekanîkî yên cûrbecûr de, nemaze deformasyona westandinê û zirara westandinê, qanûna pêşveçûna deformasyonê û taybetmendiyên zirarê di bin barên statîk û dînamîk û barên çerxî yên amplîtuda sabît an amplîtuda guhêrbar, mîqdara tevlihevkirina çêtirîn û rêjeya tevlihevkirinê ya fîberê, têkiliya di navbera pêkhateyên materyalên kompozît de, bandora xurtkirinê û mekanîzmaya xurtkirinê, performansa dijî westandinê, mekanîzmaya têkçûnê û teknolojiya avakirinê, pirsgirêkên sêwirana rêjeya tevlihevkirinê hewce ne ku bêtir werin lêkolîn kirin.
5. Betonê bi fîbera pola ya qat qatkirî xurtkirî
Betona bi fîbera yekrengî bi awayekî wekhev nayê tevlihevkirin, fîber bi hêsanî tê komkirin, mîqdara fîberê mezin e, û lêçûna wê nisbeten zêde ye, ku bandorê li ser sepandina wê ya berfireh dike. Bi rêya hejmareke mezin a pratîkên endezyariyê û lêkolînên teorîk, cureyek nû ya avahiya fîbera pola, betonê bi fîbera pola ya qatkirî (LSFRC), tê pêşniyarkirin. Mîqdarek piçûk ji fîbera pola bi awayekî wekhev li ser rûyên jorîn û jêrîn ên plakaya rê tê belavkirin, û navîn hîn jî qatek betonê ya sade ye. Fîbera pola di LSFRC de bi gelemperî bi destan an mekanîkî tê belavkirin. Fîbera pola dirêj e, û rêjeya dirêjahiya diameterê bi gelemperî di navbera 70 ~ 120 de ye, ku belavkirinek du-alî nîşan dide. Bêyî ku bandorê li taybetmendiyên mekanîkî bike, ev materyal ne tenê mîqdara fîbera pola pir kêm dike, lê di heman demê de ji diyardeya kombûna fîberê di tevlihevkirina betonê bi fîbera entegre de dûr dikeve. Wekî din, pozîsyona qata fîbera pola di betonê de bandorek mezin li ser hêza xwarbûnê ya betonê dike. Bandora xurtkirina qata fîbera pola li binê betonê çêtirîn e. Bi pozîsyona qata fîbera pola ber bi jor ve diçe, bandora xurtkirinê bi girîngî kêm dibe. Hêza xwarbûnê ya LSFRC ji ya betona sade ya bi heman rêjeya tevlihevkirinê ji %35 zêdetir e, ku ev jî hinekî ji ya betona bi fîbera pola ya yekpare kêmtir e. Lêbelê, LSFRC dikare gelek lêçûnên materyalê teserûf bike, û pirsgirêka tevlihevkirina dijwar tune. Ji ber vê yekê, LSFRC materyalek nû ye ku xwedî feydeyên civakî û aborî yên baş û perspektîfên serîlêdana berfireh e, ku hêjayî populerkirin û sepandina di çêkirina rêyan de ye.
6. Betonê fîberê hîbrîd ê qatqatî
Betona fîbera hîbrîd a qatî (LHFRC) madeyek kompozît e ku bi zêdekirina %0,1 fîbera polîpropîlenê li ser bingeha LSFRC û belavkirina bi awayekî wekhev a hejmareke mezin ji fîberên polîpropîlenê yên zirav û kurt ên bi berxwedana kişandinê ya bilind û dirêjkirina dawîn a bilind di betonê fîbera pola ya jorîn û jêrîn û betona sade di qata navîn de tê çêkirin. Ew dikare qelsiya qata betonê ya sade ya navîn a LSFRC derbas bike û piştî ku fîbera pola ya rûyê wê xera bibe, pêşî li xetereyên ewlehiyê yên potansiyel bigire. LHFRC dikare berxwedana xwarbûnê ya betonê bi girîngî zêde bike. Li gorî betonê sade, berxwedana wê ya xwarbûnê ya betona sade bi qasî %20 zêde dibe, û li gorî LSFRC, berxwedana wê ya xwarbûnê bi %2,6 zêde dibe, lê bandorek hindik li ser modula elastîk a xwarbûnê ya betonê dike. Modula elastîk a xwarbûnê ya LHFRC %1,3 ji ya betona sade bilindtir û %0,3 ji ya LSFRC kêmtir e. LHFRC dikare berxwedana xwarbûnê ya betonê bi girîngî zêde bike, û endeksa berxwedana xwarbûnê ya wê nêzîkî 8 qat ji ya betona sade û 1.3 qat ji ya LSFRC ye. Wekî din, ji ber performansa cuda ya du an bêtir fîberan di LHFRC de di betonê de, li gorî hewcedariyên endezyariyê, bandora hîbrîd a erênî ya fîbera sentetîk û fîbera pola di betonê de dikare were bikar anîn da ku nermbûn, domdarî, hişkbûn, berxwedana şikestinê, berxwedana xwarbûnê û berxwedana kişandinê ya materyalê pir baştir bike, kalîteya materyalê baştir bike û temenê karûbarê materyalê dirêj bike.
—— Kurte (mîmariya Shanxi, Vol. 38, No. 11, Chen Huiqing)
Dema weşandinê: 24 Tebax 2022