የፋይበር-የተጠናከረ ኮንክሪት መካኒካል ባህሪያት እና የውድቀት ዘዴዎች፡ የፋይበር አይነት እና ይዘት ተጽእኖ

ኮንክሪት በብዛት ጥቅም ላይ የዋለ ነው ግንባታ ቁሳቁስ. ሰፊውን ተገኝነት፣ ቀላል የማምረት ሂደት፣ ዝቅተኛ ዋጋ እና የአጠቃቀም ቀላልነትን ጨምሮ በርካታ ጥቅሞችን ይሰጣል። እንደ ህንፃዎች፣ መንገዶች፣ ድልድዮች፣ ዋሻዎች እና የሃይድሮሊክ ምህንድስና ባሉ በተለያዩ መስኮች በስፋት ጥቅም ላይ ይውላል። ብዛት ያላቸው የምህንድስና ፕሮጀክቶች እየዳበሩ ሲሄዱ የኮንክሪት አፈጻጸም ፍላጎትም ቀስ በቀስ እየጨመረ መጥቷል። በዚህም ምክንያት የባህላዊ ኮንክሪት ድክመቶች ለምሳሌ በቂ ያልሆነ የመሸከም አቅም፣ ደካማ ስንጥቅ መቋቋም እና የመጠን አለመረጋጋት ያሉ ችግሮች እየታዩ መጥተዋል። ስለዚህ የኮንክሪት አፈፃፀምን ማሻሻል በሲቪል ምህንድስና ውስጥ ቁልፍ ከሆኑ የምርምር አቅጣጫዎች ውስጥ አንዱ ነው።

የኮንክሪት አፈጻጸምን ለማሻሻል፣ የሜካኒካል ባህሪያቱን እና ጥንካሬውን ለማሻሻል ፋይበር በተለምዶ ይታከላል። ምሳሌዎች ያካትታሉ የአረብ ብረት ፋይበርኤስ (ኤስኤፍ)፣ ሰው ሠራሽ ፋይበር (እንደ ፖሊፕሮፒሊን ፋይበር ያሉ)፣ የማዕድን ፋይበር (እንደ ባዝልት ፋይበር - ቢ ኤፍ) እና የካርቦን ፋይበር (CF)። ይህ አካሄድ ከፍተኛ አፈፃፀም ያለው ኮንክሪት (HPC) እና እጅግ በጣም ከፍተኛ አፈፃፀም ኮንክሪት (UHPC) አፈፃፀምን የበለጠ አሳድጓል።

ፋይበር በተወሰነ ደረጃ የኮንክሪት ሜካኒካዊ ባህሪያትን ሊያሻሽል ይችላል. ነገር ግን፣ የተለያዩ የፋይበር ዓይነቶች እና ይዘቶች በኮንክሪት ሜካኒካል ባህሪያት ላይ ያላቸው ተጽእኖ ከፍተኛ ለውጥ ማድረጋቸው የማይቀር ነው። በአሁኑ ጊዜ እጅግ በጣም ጥሩው የፋይበር ይዘት፣ በተዛማጅ መለኪያዎች እና በሜካኒካል ንብረቶች መካከል ያለው የቁጥር ግንኙነት እና የፋይበር-የተጠናከረ ኮንክሪት መሰረታዊ ስልቶች አሁንም ተጨማሪ ማብራሪያ ያስፈልጋቸዋል። ይህ ጥናት የካርቦን ፋይበር (CF) ን መርምሯል. የ basalt ፋይበር (BF)፣ እና የአረብ ብረት ፋይበር (ኤስኤፍ) እንደ የምርምር ርዕሰ ጉዳዮች፣ የተለያዩ የፋይበር ይዘቶች ያላቸው የኮንክሪት ናሙናዎችን በማዘጋጀት ላይ። እነዚህ ፋይበርዎች የተመረጡት በኮንክሪት እና በሰፊው አተገባበር ላይ በደንብ በተመዘገቡ የአፈፃፀም ማሻሻያዎች ምክንያት ነው። በተቆጣጠሩት ተለዋዋጭ ሙከራዎች የፋይበር አይነት እና ይዘት በጨመቀ ጥንካሬ፣ ላስቲክ ሞጁል እና የኮንክሪት ውድቀት ሁነታ ላይ የሚያሳድሩት ስልታዊ በሆነ መንገድ ተተነተነ። የዲጂታል ምስልን በማጣመር እና የኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ (ሴም) ትንተና ቴክኒኮችን በማጣመር በሙከራዎቹ ወቅት በፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት የዝግመተ ለውጥ ባህሪ ታይቷል ፣ ይህም ወደሚከተለው መደምደሚያ ደርሷል ።

1.ከተለመደው ኮንክሪት (ፒሲ) ጋር ሲወዳደር፣ የአረብ ብረት ፋይበር (ኤስኤፍኤፍ)፣ የካርቦን ፋይበር (ሲኤፍኤፍ) እና ውህደት የ basalt ፋይበር (ቢኤፍ) የፋይበር-የተጠናከረ ኮንክሪት (ኤፍአርሲ) ሜካኒካል ባህሪያትን በእጅጉ አሳድጓል እና የውድቀት ሁነታውን ለውጧል። እነዚህ ፋይበርዎች የኮንክሪት ጥንካሬን እና የመነሻ ቀዳዳ መጭመቂያ ባህሪያትን ለውጠዋል። የፋይበር ይዘት እየጨመረ በሄደ ቁጥር የብልሽት ሁነታ ከተሰባበረ ወደ ductile ተለወጠ። ወሳኝ የሽግግር ነጥብ 0.5% ለብረት ፋይበር ኮንክሪት (SFC) እና 1.0% ለሁለቱም የካርቦን ፋይበር ኮንክሪት (ሲኤፍሲ) እና የባዝታል ፋይበር ኮንክሪት (BFC) ነበር. የሜካኒካል አፈፃፀምን ከፍ ለማድረግ ለብረት ፋይበር ጥሩው ይዘት 2.0% ፣ ለካርቦን ፋይበር 1.0% ፣ እና ለ basalt fibers 0.5% ነው።

2.ምንም እንኳን የፋይበር ይዘት የኮንክሪት ጥንካሬን እና የመሸከም አቅምን ሊያሻሽል ቢችልም ከመጠን በላይ ከፍተኛ ይዘት ያለው ይዘት ወደ "ሙሌት" ክስተት ሊያመራ ይችላል, በዚህም ምክንያት ፋይበር "agglomeration." ይህ በሲሚንቶው አካላዊ ባህሪያት, ጥንካሬ እና የተበላሹ ባህሪያት ላይ አሉታዊ ተጽዕኖ ያሳድራል. የብረታብረት ፋይበር ኮንክሪት በፋይበር መጠን 2.0% ጥሩ አፈጻጸም ያስመዘገበ ሲሆን የካርቦን ፋይበር ኮንክሪት እና የባዝታል ፋይበር ኮንክሪት በቅደም ተከተል 1.0% እና 0.5% የተሻለ አፈጻጸም ላይ ደርሰዋል። ከእነዚህ ምርጥ ይዘቶች ባሻገር፣ አፈጻጸሙ ቀንሷል።

3.Scanning Electron Microscopic (SEM) ትንተና በቃጫ እና በሲሚንቶ ማትሪክስ መካከል ያለው የእርስ በርስ ትስስር በኮንክሪት ማክሮ ሜካኒካዊ ባህሪያት ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ እንደሚያሳድር ገልጿል። ትክክለኛው የፋይበር መጠን በሲሚንቶው ውስጥ ጥቅጥቅ ያለ ባለ ሶስት አቅጣጫዊ አውታር መዋቅር ይፈጥራል፣ ይህም የማትሪክስ ግንኙነትን እና አጠቃላይ አፈጻጸምን ያሳድጋል። ነገር ግን፣ ከመጠን በላይ ከፍተኛ የሆነ የፋይበር ይዘት ወደ ፋይበር ማጎሳቆል ይመራል፣ ደካማ የፊት ገጽታዎችን ይፈጥራል እና የኮንክሪት ጥንካሬን እና ጥንካሬን ይቀንሳል። በአጉሊ መነጽር ውስጥ የተደረጉ ለውጦች ከማክሮስኮፕ ሜካኒካል ባህሪያት ዝግመተ ለውጥ ጋር በጣም የተጣጣሙ ናቸው.

ፋይበር 4.The በተጨማሪ ጉልህ ኮንክሪት ውድቀት ሁነታ ተቀይሯል. ከኮንክሪት ኮንክሪት ጋር ሲነጻጸር፣ በፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት ከውድቀት በኋላ ከፍተኛ ታማኝነት፣ በጥቂቱ እና በጠባቡ ስንጥቆች እና በጠንካራ ጥንካሬ አሳይቷል። የአረብ ብረት ፋይበር ስንጥቅ መከልከል በጣም ውጤታማ ነበር፣ በመቀጠልም የካርቦን ፋይበር እና ባዝታል ፋይበር። የቃጫዎቹ “ድልድይ ውጤት” ስንጥቅ ስርጭትን ለመግታት ወሳኝ ሚና የተጫወተ ሲሆን “ደካማ የበይነገጽ ተፅእኖ” በሜካኒካል ንብረቶች ላይ አሉታዊ ተጽዕኖ አሳድሯል።