Il-konkrit rinforzat bil-fibra tal-azzar (SFRC) huwa tip ġdid ta' materjal kompost li jista' jitferra' u jiġi sprejjat billi jiżdied ammont xieraq ta' fibra qasira tal-azzar fil-konkrit ordinarju. Żviluppa malajr kemm f'pajjiżna kif ukoll barra minn pajjiżna f'dawn l-aħħar snin. Jegħleb in-nuqqasijiet ta' saħħa tensili baxxa, titwil aħħari żgħir u proprjetà fraġli tal-konkrit. Għandu proprjetajiet eċċellenti bħas-saħħa tensili, ir-reżistenza għall-liwi, ir-reżistenza għall-shear, ir-reżistenza għax-xquq, ir-reżistenza għall-għeja u t-toughness għolja. Ġie applikat fl-inġinerija idrawlika, fit-toroq u l-pontijiet, fil-kostruzzjoni u f'oqsma oħra tal-inġinerija.

 

一．Żvilupp ta' konkrit rinforzat bil-fibra tal-azzar

 

Il-konkrit rinforzat bil-fibra (FRC) huwa l-abbrevjazzjoni ta' konkrit rinforzat bil-fibra. Normalment huwa kompost ibbażat fuq is-siment magħmul minn pejst tas-siment, mehrież jew konkrit u fibra tal-metall, fibra inorganika jew materjali rinforzati bil-fibra organika. Huwa materjal tal-bini ġdid iffurmat billi jitferrxu b'mod uniformi fibri qosra u fini b'saħħa tensili għolja, titwil aħħari għoli u reżistenza għolja għall-alkali fil-matriċi tal-konkrit. Il-fibra fil-konkrit tista' tillimita l-ġenerazzjoni ta' xquq bikrija fil-konkrit u l-espansjoni ulterjuri tax-xquq taħt l-azzjoni ta' forza esterna, tegħleb b'mod effettiv id-difetti inerenti bħal saħħa tensili baxxa, qsim faċli u reżistenza fqira għall-għeja tal-konkrit, u ttejjeb ħafna l-prestazzjoni tal-impermeabilità, l-ilma, ir-reżistenza għall-ġlata u l-protezzjoni tat-tisħiħ tal-konkrit. Il-konkrit rinforzat bil-fibra, speċjalment il-konkrit rinforzat bil-fibra tal-azzar, ġibed aktar u aktar attenzjoni fiċ-ċrieki akkademiċi u tal-inġinerija fl-inġinerija prattika minħabba l-prestazzjoni superjuri tiegħu. Fl-1907 l-espert Sovjetiku B. P. Hekpocab beda juża konkrit rinforzat bil-fibra tal-metall; Fl-1910, HF Porter ippubblika rapport ta' riċerka dwar konkrit rinforzat bil-fibra qasira, li ssuġġerixxa li l-fibri qosra tal-azzar għandhom ikunu mxerrda b'mod uniformi fil-konkrit biex isaħħu l-materjali tal-matriċi; Fl-1911, Graham tal-Istati Uniti żied fibra tal-azzar fil-konkrit ordinarju biex itejjeb is-saħħa u l-istabbiltà tal-konkrit; Sas-snin 40, l-Istati Uniti, il-Gran Brittanja, Franza, il-Ġermanja, il-Ġappun u pajjiżi oħra kienu għamlu ħafna riċerka dwar l-użu tal-fibra tal-azzar biex itejbu r-reżistenza għall-użu u r-reżistenza għax-xquq tal-konkrit, it-teknoloġija tal-manifattura tal-konkrit tal-fibra tal-azzar, u t-titjib tal-forma tal-fibra tal-azzar biex itejbu s-saħħa tal-irbit bejn il-fibra u l-matriċi tal-konkrit; Fl-1963, JP romualdi u GB Batson ippubblikaw dokument dwar il-mekkaniżmu tal-iżvilupp tax-xquq tal-konkrit ikkonfinat bil-fibra tal-azzar, u ressqu l-konklużjoni li s-saħħa tax-xquq tal-konkrit rinforzat bil-fibra tal-azzar hija determinata mill-ispazjar medju tal-fibri tal-azzar li għandu rwol effettiv fl-istress tat-tensjoni (teorija tal-ispazjar tal-fibri), u b'hekk beda l-istadju tal-iżvilupp prattiku ta' dan il-materjal kompost ġdid. Sa issa, bil-popolarizzazzjoni u l-applikazzjoni tal-konkrit rinforzat bil-fibra tal-azzar, minħabba d-distribuzzjoni differenti tal-fibri fil-konkrit, hemm prinċipalment erba' tipi: konkrit rinforzat bil-fibra tal-azzar, konkrit rinforzat bil-fibra ibrida, konkrit rinforzat bil-fibra tal-azzar f'saffi u konkrit rinforzat bil-fibra ibrida f'saffi.

 

二.Mekkaniżmu ta' tisħiħ tal-konkrit rinforzat bil-fibra tal-azzar

 

1. Teorija tal-mekkanika komposta. It-teorija tal-mekkanika komposta hija bbażata fuq it-teorija tal-kompożiti tal-fibra kontinwa u kkombinata mal-karatteristiċi tad-distribuzzjoni tal-fibri tal-azzar fil-konkrit. F'din it-teorija, il-kompożiti huma meqjusa bħala kompożiti b'żewġ fażijiet bil-fibra bħala fażi waħda u l-matriċi bħala l-fażi l-oħra.

 

Teorija tal-ispazjar tal-fibri. It-teorija tal-ispazjar tal-fibri, magħrufa wkoll bħala teorija tar-reżistenza għax-xquq, hija proposta bbażata fuq il-mekkanika tal-ksur elastiku lineari. Din it-teorija tgħid li l-effett ta' rinfurzar tal-fibri huwa relatat biss mal-ispazjar tal-fibri mqassam b'mod uniformi (spazjar minimu).

 

三．Analiżi tal-istatus tal-iżvilupp tal-konkrit rinforzat bil-fibra tal-azzar

 

1.Konkrit rinforzat bil-fibra tal-azzar.Il-konkrit rinforzat bil-fibra tal-azzar huwa tip ta' konkrit rinforzat relattivament uniformi u multidirezzjonali ffurmat billi jiżdied ammont żgħir ta' azzar b'livell baxx ta' karbonju, azzar inossidabbli u fibri FRP fil-konkrit ordinarju. L-ammont ta' taħlit tal-fibra tal-azzar ġeneralment huwa 1% ~ 2% bil-volum, filwaqt li 70 ~ 100kg ta' fibra tal-azzar jitħalltu f'kull metru kubu ta' konkrit bil-piż. It-tul tal-fibra tal-azzar għandu jkun 25 ~ 60mm, id-dijametru għandu jkun 0.25 ~ 1.25mm, u l-aħjar proporzjon tat-tul għad-dijametru għandu jkun 50 ~ 700. Meta mqabbel mal-konkrit ordinarju, mhux biss jista' jtejjeb ir-reżistenza għat-tensjoni, shear, liwi, xedd u xquq, iżda wkoll itejjeb ħafna r-reżistenza għall-ksur u r-reżistenza għall-impatt tal-konkrit, u jtejjeb b'mod sinifikanti r-reżistenza għall-għeja u d-durabbiltà tal-istruttura, speċjalment it-reżistenza tista' tiżdied b'10 ~ 20 darba. Il-proprjetajiet mekkaniċi tal-konkrit rinforzat bil-fibra tal-azzar u l-konkrit ordinarju huma mqabbla fiċ-Ċina. Meta l-kontenut tal-fibra tal-azzar ikun 15% ~ 20% u l-proporzjon tas-siment tal-ilma jkun 0.45, is-saħħa tat-tensjoni tiżdied b'50% ~ 70%, is-saħħa tal-flessjoni tiżdied b'120% ~ 180%, is-saħħa tal-impatt tiżdied b'10 ~ 20 darba, is-saħħa tal-għeja tal-impatt tiżdied b'15 ~ 20 darba, it-toughness tal-flessjoni tiżdied b'14 ~ 20 darba, u r-reżistenza għall-użu titjieb ukoll b'mod sinifikanti. Għalhekk, il-konkrit rinforzat bil-fibra tal-azzar għandu proprjetajiet fiżiċi u mekkaniċi aħjar mill-konkrit sempliċi.

2. Konkrit ibridu tal-fibra. Dejta ta' riċerka rilevanti turi li l-fibra tal-azzar ma tippromwovix b'mod sinifikanti s-saħħa kompressiva tal-konkrit, jew saħansitra tnaqqasha; Meta mqabbel mal-konkrit sempliċi, hemm fehmiet pożittivi u negattivi (żieda u tnaqqis) jew saħansitra intermedji dwar l-impermeabilità, ir-reżistenza għall-użu, l-impatt u r-reżistenza għall-użu tal-konkrit rinfurzat bil-fibra tal-azzar u l-prevenzjoni tat-tinxtorob bikri tal-plastik tal-konkrit. Barra minn hekk, il-konkrit rinfurzat bil-fibra tal-azzar għandu xi problemi, bħal dożaġġ kbir, prezz għoli, sadid u kważi l-ebda reżistenza għall-fqigħ ikkawżat min-nar, li affettwa l-applikazzjoni tiegħu fi gradi differenti. Fi snin reċenti, xi studjużi domestiċi u barranin bdew jagħtu attenzjoni lill-konkrit ibridu tal-fibra (HFRC), jippruvaw iħalltu fibri bi proprjetajiet u vantaġġi differenti, jitgħallmu minn xulxin, u jagħtu rwol lill-"effett ibridu pożittiv" f'livelli u stadji ta' tagħbija differenti biex itejbu diversi proprjetajiet tal-konkrit, sabiex jissodisfaw il-ħtiġijiet ta' proġetti differenti. Madankollu, fir-rigward tal-proprjetajiet mekkaniċi varji tiegħu, speċjalment id-deformazzjoni tal-għeja u l-ħsara tal-għeja, il-liġi tal-iżvilupp tad-deformazzjoni u l-karatteristiċi tal-ħsara taħt tagħbijiet statiċi u dinamiċi u tagħbijiet ċikliċi ta' amplitudni kostanti jew amplitudni varjabbli, l-ammont ottimali ta' taħlit u l-proporzjon ta' taħlit tal-fibra, ir-relazzjoni bejn il-komponenti tal-materjali komposti, l-effett ta' tisħiħ u l-mekkaniżmu ta' tisħiħ, il-prestazzjoni kontra l-għeja, il-mekkaniżmu ta' ħsara u t-teknoloġija tal-kostruzzjoni, Il-problemi tad-disinn tal-proporzjon tat-taħlita jeħtieġ li jiġu studjati aktar.

3. Konkrit rinforzat bil-fibra tal-azzar f'saffi.Il-konkrit rinforzat bil-fibra monolitika mhux faċli biex jitħallat b'mod uniformi, il-fibra hija faċli biex tiġi agglomerata, l-ammont ta' fibra huwa kbir, u l-ispiża hija relattivament għolja, li jaffettwa l-applikazzjoni wiesgħa tiegħu. Permezz ta' numru kbir ta' prattika tal-inġinerija u riċerka teoretika, ġie propost tip ġdid ta' struttura tal-fibra tal-azzar, konkrit rinforzat bil-fibra tal-azzar f'saffi (LSFRC). Ammont żgħir ta' fibra tal-azzar huwa mqassam b'mod uniformi fuq l-uċuħ ta' fuq u t'isfel tal-blokka tat-triq, u n-nofs għadu saff sempliċi tal-konkrit. Il-fibra tal-azzar fl-LSFRC ġeneralment hija mqassma manwalment jew mekkanikament. Il-fibra tal-azzar hija twila, u l-proporzjon tat-tul u d-dijametru huwa ġeneralment bejn 70 ~ 120, li juri distribuzzjoni bidimensjonali. Mingħajr ma jaffettwa l-proprjetajiet mekkaniċi, dan il-materjal mhux biss inaqqas ħafna l-ammont ta' fibra tal-azzar, iżda jevita wkoll il-fenomenu tal-agglomerazzjoni tal-fibra fit-taħlit tal-konkrit rinforzat bil-fibra integrali. Barra minn hekk, il-pożizzjoni tas-saff tal-fibra tal-azzar fil-konkrit għandha impatt kbir fuq is-saħħa tal-flessjoni tal-konkrit. L-effett ta' rinfurzar tas-saff tal-fibra tal-azzar fil-qiegħ tal-konkrit huwa l-aħjar. Bil-pożizzjoni tas-saff tal-fibra tal-azzar timxi 'l fuq, l-effett ta' rinfurzar jonqos b'mod sinifikanti. Is-saħħa tal-flessjoni tal-LSFRC hija aktar minn 35% ogħla minn dik tal-konkrit sempliċi bl-istess proporzjon ta' taħlita, li hija kemxejn inqas minn dik tal-konkrit integrali rinforzat bil-fibra tal-azzar. Madankollu, l-LSFRC jista' jiffranka ħafna spejjeż tal-materjal, u m'hemm l-ebda problema ta' taħlit diffiċli. Għalhekk, l-LSFRC huwa materjal ġdid b'benefiċċji soċjali u ekonomiċi tajbin u prospetti ta' applikazzjoni wiesgħa, li jistħoqqlu popolarità u applikazzjoni fil-kostruzzjoni tal-bankini.

 

4.Konkrit ibridu tal-fibra f'saffi.Il-konkrit rinfurzat bil-fibra ibrida f'saffi (LHFRC) huwa materjal kompost iffurmat billi żżid 0.1% fibra tal-polipropilene fuq il-bażi tal-LSFRC u tqassam b'mod uniformi numru kbir ta' fibri tal-polipropilene fini u qosra b'saħħa tensili għolja u titwil aħħari għoli fil-konkrit tal-fibra tal-azzar ta' fuq u t'isfel u l-konkrit sempliċi fis-saff tan-nofs. Jista' jegħleb id-dgħufija tas-saff intermedju tal-konkrit sempliċi LSFRC u jipprevjeni l-perikli potenzjali għas-sigurtà wara li l-fibra tal-azzar tal-wiċċ tintlibes. LHFRC jista' jtejjeb b'mod sinifikanti s-saħħa tal-flessjoni tal-konkrit. Meta mqabbel mal-konkrit sempliċi, is-saħħa tal-flessjoni tiegħu tiżdied b'madwar 20%, u meta mqabbel mal-LSFRC, is-saħħa tal-flessjoni tiegħu tiżdied b'2.6%, iżda għandu ftit effett fuq il-modulu elastiku tal-flessjoni tal-konkrit. Il-modulu elastiku tal-flessjoni tal-LHFRC huwa 1.3% ogħla minn dak tal-konkrit sempliċi u 0.3% inqas minn dak tal-LSFRC. L-LHFRC jista' wkoll itejjeb b'mod sinifikanti r-reżistenza għall-flessjoni tal-konkrit, u l-indiċi tar-reżistenza għall-flessjoni tiegħu huwa madwar 8 darbiet dak tal-konkrit sempliċi u 1.3 darbiet dak tal-LSFRC. Barra minn hekk, minħabba l-prestazzjoni differenti ta' żewġ fibri jew aktar fl-LHFRC fil-konkrit, skont il-ħtiġijiet tal-inġinerija, l-effett ibridu pożittiv tal-fibra sintetika u l-fibra tal-azzar fil-konkrit jista' jintuża biex itejjeb ħafna d-duttilità, id-durabbiltà, ir-reżistenza, is-saħħa tax-xquq, is-saħħa tal-flessjoni u s-saħħa tat-tensjoni tal-materjal, itejjeb il-kwalità tal-materjal u jtawwal il-ħajja tas-servizz tal-materjal.

——Astratt (arkitettura Shanxi, Vol. 38, Nru 11, Chen Huiqing)