איצטיקע סיטואַציע און אַנטוויקלונג פון שטאָל פיבער ריינפאָרסט בעטאָן

שטאָל־פֿיבער־פֿאַרשטאַרקטער בעטאָן (SFRC) איז אַ נײַער טיפּ קאָמפּאָזיט־מאַטעריאַל וואָס מען קען גיסן און שפּריצן דורך צולייגן אַ פּאַסיקע מאָס קורצע שטאָל־פֿיבער אין געוויינטלעכן בעטאָן. עס האָט זיך שנעל אַנטוויקלט אין לאַנד און אין אויסלאַנד אין די לעצטע יאָרן. עס באַזיגט די חסרונות פֿון נידעריקער ציענדיקער שטאַרקייט, קליינער לעצטלעכער פֿאַרלענגערונג און שוואַכקייט פֿון בעטאָן. עס האָט אויסגעצייכנטע אייגנשאַפֿטן ווי ציענדיקער שטאַרקייט, בײגן־קעגנשטאַנד, שעאַר־קעגנשטאַנד, ריס־קעגנשטאַנד, מידקייט־קעגנשטאַנד און הויכע טאַפקייט. עס איז גענוצט געוואָרן אין הידראַולישע אינזשעניריע, וועג און בריקן, קאָנסטרוקציע און אַנדערע אינזשעניריע־פֿעלדער.

1. אַנטוויקלונג פון שטאָל פיבער ריינפאָרסט בעטאָן
פיבער ריינפאָרסט בעטאָן (FRC) איז די אַבריווייישאַן פֿון פיבער ריינפאָרסט בעטאָן. עס איז געוויינטלעך אַ צעמענט-באַזירטער קאָמפּאָזיט צוזאַמענגעשטעלט פֿון צעמענט פּאַסטע, מאָרטער אָדער בעטאָן און מעטאַל פייבער, נישט-אָרגאַנישע פייבער אָדער אָרגאַנישע פייבער ריינפאָרסט מאַטעריאַלן. עס איז אַ נייַ בוי-מאַטעריאַל געשאַפֿן דורך גלייכמעסיק צעשפּרייטן קורצע און פֿײַנע פֿײַבערס מיט הויכער ציענדיקער שטאַרקייט, הויכער לעצטלעכער פֿאַרלענגערונג און הויכער אַלקאַלי קעגנשטאַנד אין דער בעטאָן מאַטריץ. פֿײַבער אין בעטאָן קען באַגרענעצן די דזשענעריישאַן פֿון פֿריִע ריסן אין בעטאָן און די ווײַטערדיקע יקספּאַנשאַן פֿון ריסן אונטער דער אַקציע פֿון עקסטערנער קראַפֿט, עפֿעקטיוו איבערקומען די אינהערענטע חסרונות ווי נידעריקע ציענדיקער שטאַרקייט, גרינגע ריסן און שלעכטע מידקייט קעגנשטאַנד פֿון בעטאָן, און שטאַרק פֿאַרבעסערן די פאָרשטעלונג פֿון אומדורכדרינגלעכקייט, וואַסערפּרוף, פֿראָסט קעגנשטאַנד און ריינפאָרסט שוץ פֿון בעטאָן. פיבער ריינפאָרסט בעטאָן, ספּעציעל שטאָל פייבער ריינפאָרסט בעטאָן, האָט געצויגן מער און מער אויפֿמערקזאַמקייט אין אַקאַדעמישע און אינזשעניריע קרייזן אין פּראַקטישער אינזשעניריע צוליב זײַן העכערער פאָרשטעלונג. 1907 האָט דער סאָוועטישער עקספּערט ב. פּ. העקפּאָקאַב אָנגעהויבן צו נוצן מעטאַל פייבער ריינפאָרסט בעטאָן; אין 1910 האָט ה.פֿ. פּאָרטער פֿאַרעפֿנטלעכט אַ פֿאָרשונג באַריכט וועגן קורץ פייבער ריינפאָרסט בעטאָן, פֿאָרשלאָגנדיק אַז קורצע שטאָל פֿײַבערס זאָלן זײַן גלייכמעסיק צעשפּרייט אין בעטאָן צו פֿאַרשטאַרקן מאַטריץ מאַטעריאַלן; אין 1911, האט גראהעם פון די פאראייניגטע שטאטן צוגעגעבן שטאל פיברע אין געווענליכן בעטאן צו פארבעסערן די שטארקייט און סטאביליטעט פון בעטאן; ביז די 1940ער יארן, האבן די פאראייניגטע שטאטן, בריטאניע, פראנקרייך, דייטשלאנד, יאפאן און אנדערע לענדער געטאן א סך פארשונג איבער ניצן שטאל פיברע צו פארבעסערן די טראג קעגנשטאנד און ריס קעגנשטאנד פון בעטאן, די פאבריקאציע טעכנאלאגיע פון ​​שטאל פיברע בעטאן, און פארבעסערן די פארעם פון שטאל פיברע צו פארבעסערן די פארבינדונג שטארקייט צווישן פיברע און בעטאן מאטריץ; אין 1963, האבן דזש. פי. ראמואלדי און ג. בי. באצאן ארויסגעגעבן א פאפיר איבער דעם ריס אנטוויקלונג מעכאניזם פון שטאל פיברע באגרענעצטן בעטאן, און געשטעלט די מסקנא אז די ריס שטארקייט פון שטאל פיברע פארשטארקט בעטאן ווערט באשטימט דורך די דורכשניטליכע ספעיסינג פון שטאל פיברעס וואס שפילט אן עפעקטיווע ראלע אין טענסאַל סטרעס (פיברע ספעיסינג טעאריע), אזוי אנהייבנדיג די פראקטישע אנטוויקלונג שטאפל פון דעם נייעם קאמפאזיט מאטעריאל. ביז איצט, מיט דער פאפולאריזאציע און אנווענדונג פון שטאל פיברע פארשטארקט בעטאן, צוליב די פארשידענע פארשפרייטונג פון פיברעס אין בעטאן, זענען דא הויפטזעכליך פיר טיפן: שטאל פיברע פארשטארקט בעטאן, כייבריד פיברע פארשטארקט בעטאן, שיכט שטאל פיברע פארשטארקט בעטאן און שיכט היבריד פיברע פארשטארקט בעטאן.

2. פארשטארקונג מעקאניזם פון שטאל פיבער פארשטארקט קאנקרעט
(1) קאָמפּאָזיט מעכאַניק טעאָריע. די טעאָריע פון ​​קאָמפּאָזיט מעכאַניק איז באַזירט אויף דער טעאָריע פון ​​קאָנטינויִערלעכע פיברע קאָמפּאָזיטן און קאָמבינירט מיט די פאַרשפּרייטונג קעראַקטעריסטיקס פון שטאָל פיבערס אין בעטאָן. אין דער טעאָריע ווערן קאָמפּאָזיטן באַטראַכט ווי צוויי-פאַזע קאָמפּאָזיטן מיט פיברע ווי איין פאַזע און מאַטריץ ווי די אַנדערע פאַזע.
(2) פיבער-אויסשטעכן טעאריע. פיבער-אויסשטעכן טעאריע, אויך באקאנט אלס ריס-קעגנשטעל טעאריע, ווערט פארגעשטעלט באזירט אויף לינעארע עלאַסטישע בראָך מעכאניק. די טעאריע האלט אז דער פארשטארקערונגס-עפעקט פון פיבערס איז נאר פארבונדן מיט די איינפארמיג פארשפרייטע פיבער-אויסשטעכן (מינימום-אויסשטעכן).

3. אנאליז אויף אנטוויקלונג סטאטוס פון שטאל פיבער ריינפארסט קאנקרעט
1. שטאָל פיבער פארשטארקט בעטאָן. שטאָל פיבער פארשטארקט בעטאָן איז אַ סאָרט פון רעלאַטיוו איינהייטלעכער און מולטי-דירעקשאַנאַל פארשטארקט בעטאָן געשאפן דורך צולייגן אַ קליין סומע פון ​​נידעריק טשאַד שטאָל, ומבאַפלעקט שטאָל און FRP פיבערז אין געוויינטלעכן בעטאָן. די געמישטע סומע פון ​​שטאָל פיבער איז בכלל 1% ~ 2% לויט באַנד, בשעת 70 ~ 100 קג שטאָל פיבער איז געמישט אין יעדן קוביק מעטער פון בעטאָן לויט וואָג. די לענג פון שטאָל פיבער זאָל זיין 25 ~ 60 מם, דער דיאַמעטער זאָל זיין 0.25 ~ 1.25 מם, און די בעסטע פאַרהעלטעניש פון לענג צו דיאַמעטער זאָל זיין 50 ~ 700. קאַמפּערד מיט געוויינטלעכן בעטאָן, עס קען ניט בלויז פֿאַרבעסערן די טענסאַל, שעאַר, בייגן, טראָגן און קראַק קעגנשטעל, אָבער אויך שטארק פֿאַרבעסערן די בראָך טאַפנאַס און פּראַל קעגנשטעל פון בעטאָן, און באַטייטיק פֿאַרבעסערן די מידקייַט קעגנשטעל און געווער פון סטרוקטור, ספּעציעל די טאַפנאַס קענען זיין געוואקסן דורך 10 ~ 20 מאָל. די מעכאַנישע פּראָפּערטיעס פון שטאָל פיבער פארשטארקט בעטאָן און געוויינטלעכן בעטאָן זענען קאַמפּערד אין טשיינאַ. ווען דער אינהאַלט פון שטאָל פיברע איז 15% ~ 20% און די וואַסער צעמענט פאַרהעלטעניש איז 0.45, די טענסאַל שטאַרקייט וואַקסט מיט 50% ~ 70%, די בייג שטאַרקייט וואַקסט מיט 120% ~ 180%, די אימפּאַקט שטאַרקייט וואַקסט מיט 10 ~ 20 מאָל, די אימפּאַקט מידקייט שטאַרקייט וואַקסט מיט 15 ~ 20 מאָל, די בייג טאַפנאַס וואַקסט מיט 14 ~ 20 מאָל, און די טראָגן קעגנשטעל איז אויך באַטייטיק פֿאַרבעסערט. דעריבער, שטאָל פיברע ריינפאָרסט בעטאָן האט בעסער פיזיש און מעכאַניש פּראָפּערטיעס ווי פּשוט בעטאָן.

4. היבריד פיבער בעטאָן
באַטייַטיקע פאָרשונג דאַטן ווייַזן אַז שטאָל פיברע טוט נישט באַדייטנד העכערן די קאַמפּרעסיוו שטאַרקייט פון בעטאָן, אָדער אפילו רעדוצירן עס; קאַמפּערד מיט פּשוט בעטאָן, עס זענען positive און נעגאַטיוו (פאַרגרעסערן און פאַרקלענערן) אָדער אפילו ינטערמידייט מיינונגען אויף די ימפּערמעאַביליטי, טראָגן קעגנשטעל, פּראַל און טראָגן קעגנשטעל פון שטאָל פיברע ריינפאָרסט בעטאָן און די פאַרהיטונג פון פרי פּלאַסטיק שרינקינג פון בעטאָן. אין דערצו, שטאָל פיברע ריינפאָרסט בעטאָן האט עטלעכע פּראָבלעמען, אַזאַ ווי גרויס דאָזע, הויך פּרייַז, ראַסט און כּמעט קיין קעגנשטעל צו פּלאַצן געפֿירט דורך פייַער, וואָס האט אַפעקטאַד זייַן אַפּלאַקיישאַן צו פאַרשידן דיגריז. אין די לעצטע יאָרן, עטלעכע היגע און פרעמד געלערנטע אנגעהויבן צו באַצאָלן ופמערקזאַמקייט צו כייבריד פיברע בעטאָן (HFRC), פּרוּוון צו מישן פיבערז מיט פאַרשידענע פּראָפּערטיעס און אַדוואַנידזשיז, לערנען פון יעדער אנדערער, ​​און געבן שפּיל צו די "positive כייבריד ווירקונג" אין פאַרשידענע לעוועלס און לאָודינג סטאַגעס צו פֿאַרבעסערן פאַרשידן פּראָפּערטיעס פון בעטאָן, אַזוי ווי צו טרעפן די באדערפענישן פון פאַרשידענע פּראַדזשעקס. אבער, מיט באצוג צו אירע פארשידענע מעכאנישע אייגנשאפטן, ספעציעל איר מידקייט דעפארמאציע און מידקייט שאדן, דעפארמאציע אנטוויקלונג געזעץ און שאדן קעראקטעריסטיקס אונטער סטאטישע און דינאמישע לאודס און קאנסטאנטע אמפליטודע אדער וועריאבל אמפליטודע ציקלישע לאודס, די אפטימאלע מיש-מאס און מיש-פראפארציע פון ​​פיברע, די באציאונג צווישן קאמפאנענטן פון קאמפאזיט מאטעריאלן, פארשטארקנדיקער עפעקט און פארשטארקנדיקער מעקאניזם, אנטי-מידקייט פערפארמאנס, דורכפאל מעקאניזם און קאנסטרוקציע טעכנאלאגיע, די פראבלעמען פון מיש-פראפארציע דיזיין דארפן ווייטער שטודירט ווערן.

5. שיכטן שטאָל פיבער ריינפאָרסט בעטאָן
מאָנאָליטישער פיבער ריינפאָרסט בעטאָן איז נישט גרינג צו מישן גלייך, די פיבער איז גרינג צו אַגלאָמערירן, די סומע פון ​​פיבער איז גרויס, און די קאָסטן איז לעפיערעך הויך, וואָס אַפעקטירט זיין ברייט אַפּלאַקיישאַן. דורך אַ גרויס נומער פון אינזשעניריע פּראַקטיק און טעאָרעטישע פאָרשונג, אַ נייַ טיפּ פון שטאָל פיבער סטרוקטור, שיכט שטאָל פיבער ריינפאָרסט בעטאָן (LSFRC), איז פארגעשטעלט. א קליינע סומע פון ​​שטאָל פיבער איז גלייך פאַרשפּרייט אויף די אויבערשטע און אונטערשטע סערפאַסיז פון די וועג פּלאַטע, און די מיטל איז נאָך אַ פּשוט בעטאָן שיכט. די שטאָל פיבער אין LSFRC איז בכלל פאַרשפּרייט מאַנועל אָדער מעטשאַניקאַללי. די שטאָל פיבער איז לאַנג, און די לענג דיאַמעטער פאַרהעלטעניש איז בכלל צווישן 70 ~ 120, ווייַזונג אַ צוויי-דימענשאַנאַל פאַרשפּרייטונג. אָן אַפעקטירן די מעכאַנישע פּראָפּערטיעס, דאָס מאַטעריאַל ניט בלויז שטארק ראַדוסאַז די סומע פון ​​שטאָל פיבער, אָבער אויך אַוווידז די דערשיינונג פון פיבער אַגלאָמעריישאַן אין די מישונג פון ינטעגראַל פיבער ריינפאָרסט בעטאָן. אין אַדישאַן, די שטעלע פון ​​שטאָל פיבער שיכט אין בעטאָן האט אַ גרויס פּראַל אויף די בייגן שטאַרקייַט פון בעטאָן. די ריינפאָרסמאַנט ווירקונג פון שטאָל פיבער שיכט אין די דנאָ פון בעטאָן איז די בעסטע. מיט די שטעלע פון ​​שטאָל פיבער שיכט מאָווינג אַרויף, די ריינפאָרסמאַנט ווירקונג דיקריסיז באַטייטיק. די בייג שטאַרקייט פון LSFRC איז מער ווי 35% העכער ווי יענע פון ​​פּשוטן בעטאָן מיטן זעלבן מיש פּראָפּאָרציע, וואָס איז אַ ביסל נידעריקער ווי יענע פון ​​אינטעגראַל שטאָל פיבער ריינפאָרסט בעטאָן. אָבער, LSFRC קען שפּאָרן אַ סך מאַטעריאַל קאָסטן, און עס איז נישטאָ קיין פּראָבלעם פון שוועריקייטן מיט מישן. דעריבער, LSFRC איז אַ נייַ מאַטעריאַל מיט גוטע סאציאלע און עקאָנאָמישע בענעפיטן און ברייטע אַפּליקאַציע פּראַספּעקטן, וואָס איז ווערט פּאָפּולאַריזאַציע און אַפּליקאַציע אין טראָטואַר קאַנסטראַקשאַן.

6. שיכטיקע כייבריד פיבער בעטאָן
שיכט כייבריד פיברע ריינפאָרסט בעטאָן (LHFRC) איז אַ קאָמפּאָזיט מאַטעריאַל געשאפן דורך צולייגן 0.1% פּאָליפּראָפּילען פיברע אויף דער באַזע פון ​​LSFRC און גלייַך פאַרשפּרייטן אַ גרויס נומער פון פייַן און קורץ פּאָליפּראָפּילען פייבערז מיט הויך טענסאַל שטאַרקייַט און הויך לעצט פאַרלענגערונג אין די אויבערשטער און נידעריקער שטאָל פיברע בעטאָן און די פּשוט בעטאָן אין די מיטל שיכט. עס קען באַקומען די שוואַכקייַט פון LSFRC ינטערמידייט פּשוט בעטאָן שיכט און פאַרמייַדן די פּאָטענציעל זיכערקייַט כאַזערדז נאָך די ייבערפלאַך שטאָל פיברע איז וואָרן אויס. LHFRC קענען באַטייטיק פֿאַרבעסערן די בייגונג שטאַרקייַט פון בעטאָן. קאַמפּערד מיט פּשוט בעטאָן, זייַן בייגונג שטאַרקייַט פון פּשוט בעטאָן איז געוואקסן מיט וועגן 20%, און קאַמפּערד מיט LSFRC, זייַן בייגונג שטאַרקייַט איז געוואקסן מיט 2.6%, אָבער עס האט קליין ווירקונג אויף די בייגונג עלאַסטיק מאָדולוס פון בעטאָן. די בייגונג עלאַסטיק מאָדולוס פון LHFRC איז 1.3% העכער ווי אַז פון פּשוט בעטאָן און 0.3% נידעריקער ווי אַז פון LSFRC. LHFRC קען אויך באדייטנד פארבעסערן די בייגונג-שטארקייט פון קאנקרעט, און זיין בייגונג-שטארקייט אינדעקס איז בערך 8 מאל אזויפיל ווי פון פשוטן קאנקרעט און 1.3 מאל אזויפיל ווי LSFRC. דערצו, צוליב די פארשידענע אויפטוען פון צוויי אדער מער פיבערס אין LHFRC אין קאנקרעט, לויט די אינזשעניריע באדערפענישן, קען דער פאזיטיווער כייבריד עפעקט פון סינטעטישער פיבער און שטאל פיבער אין קאנקרעט ווערן גענוצט צו שטארק פארבעסערן די דאַקטילאַטי, האַרטקייט, טאפקייט, ריס-שטארקייט, בייגונג-שטארקייט און טענסאַל-שטארקייט פון דעם מאַטעריאַל, פארבעסערן די מאַטעריאַל-קוואַליטעט און פארלענגערן דעם לעבן פון דעם מאַטעריאַל.

——אַבסטראַקט (שאַנקסי אַרקאַטעקטשער, באנד 38, נומ 11, Chen Huiqing)