Pwopriyete mekanik ak mekanis fayit beton ranfòse ak fib: Enfliyans kalite ak kontni fib
Beton se sa ki pi lajman itilize a Konstriksyon materyèl. Li ofri anpil avantaj, tankou disponiblite laj li, pwosesis pwodiksyon senp, pri ki ba, ak fasilite aplikasyon. Li lajman itilize nan divès domèn tankou bilding, wout, pon, tinèl, ak jeni idwolik. Avèk yon gwo kantite pwojè jeni ki devlope, demand yo sou pèfòmans beton an te ogmante tou piti piti. Kidonk, enpèfeksyon beton tradisyonèl yo, tankou rezistans a tansyon ki pa ase, rezistans fant ki pòv, ak enstabilite volim, te vin aparan. Se poutèt sa, amelyore pèfòmans beton an te toujou youn nan direksyon rechèch kle nan jeni sivil.
Pou amelyore pèfòmans beton an, yo tipikman ajoute fib pou amelyore pwopriyete mekanik li yo ak rezistans li. Men kèk egzanp: Fib asyes (SF), fib sentetik (tankou fib polipropilèn), fib mineral (tankou fib bazalt - BF), ak fib kabòn (CF). Apwòch sa a te amelyore pèfòmans beton pèfòmans segondè (HPC) ak beton pèfòmans ultra segondè (UHPC) plis toujou.
Fib yo kapab, nan yon sèten mezi, amelyore pwopriyete mekanik beton an. Sepandan, diferan kalite ak kontni fib yo inevitableman mennen nan varyasyon siyifikatif nan enpak yo sou pwopriyete mekanik beton an. Kounye a, kontni fib optimal la, relasyon kantitatif ki genyen ant paramèt enpòtan yo ak pwopriyete mekanik yo, ak mekanis fondamantal beton ranfòse ak fib yo toujou bezwen plis klarifikasyon. Etid sa a te envestige fib kabòn (CF), fib bazalt (BF), ak fib asye (SF) kòm sijè rechèch, pou prepare echantiyon beton ak divès kontni fib. Yo te chwazi fib sa yo akòz amelyorasyon pèfòmans yo byen dokimante nan beton ak aplikasyon laj yo. Atravè eksperyans varyab kontwole, yo te analize sistematikman efè kalite ak kontni fib sou fòs konpresiv, modil elastik, ak mòd fayit beton an. Lè yo te konbine teknik analiz imaj dijital ak mikwoskòp elektwonik optik (SEM), yo te obsève konpòtman evolisyon fant beton ranfòse ak fib pandan eksperyans yo, sa ki te mennen nan konklizyon sa yo:
1. Konpare ak beton òdinè (PC), enkòporasyon fib asye (SF), fib kabòn (CF), ak fib bazalt (BF) te amelyore pwopriyete mekanik beton ranfòse ak fib (FRC) anpil epi li te chanje mòd fayit li. Fib sa yo te chanje konpakte beton an ak karakteristik konpresyon inisyal pò yo. Ofiramezi kontni fib la ogmante, mòd fayit la chanje soti nan frajil rive nan duktil. Pwen tranzisyon kritik la te 0.5% pou beton fib asye (SFC) ak 1.0% pou tou de beton fib kabòn (CFC) ak beton fib bazalt (BFC). Pou maksimize pèfòmans mekanik, kontni optimal pou fib asye te 2.0%, pou fib kabòn 1.0%, epi pou fib bazalt 0.5%.
2. Malgre ke yon kontni fib ka amelyore konpakte ak kapasite sipò beton an, yon kontni ki twò wo ka mennen nan yon fenomèn "saturasyon", sa ki lakòz "aglomerasyon" fib. Sa gen yon enpak negatif sou pwopriyete fizik beton an, rezistans li, ak karakteristik defòmasyon li yo. Beton fib asye a te rive nan pèfòmans optimal li ak yon fraksyon volim fib 2.0%, alòske beton fib kabòn ak beton fib bazalt te rive nan pèfòmans optimal yo ak 1.0% ak 0.5%, respektivman. Pi lwen pase kontni optimal sa yo, pèfòmans lan te diminye.
3. Analiz mikwoskòp elektwonik optik (SEM) la te revele ke lyezon entèfasyal ant fib yo ak matris siman an enfliyanse anpil pwopriyete mekanik makroskopik beton an. Yon kantite fib apwopriye fòme yon estrikti rezo twa dimansyon dans nan beton an, sa ki amelyore konektivite matris la ak pèfòmans jeneral li. Sepandan, yon kontni fib ki twò wo mennen nan aglomerasyon fib, sa ki kreye rejyon entèfasyal fèb epi diminye dansite ak rezistans beton an. Chanjman nan mikwoestrikti yo te trè konsistan avèk evolisyon pwopriyete mekanik makroskopik yo.
4. Ajout fib yo te chanje anpil fason beton an kraze. Konpare ak beton òdinè, beton ranfòse ak fib te montre yon pi bon entegrite apre kraze, ak mwens fant ki pi etwat, epi yon rezistans amelyore. Fib asye yo te pi efikas nan inibisyon fant, apre sa te vini ak fib kabòn ak fib bazalt. "Efè pon" fib yo te jwe yon wòl enpòtan nan siprime pwopagasyon fant, alòske "efè entèfas fèb" la te gen yon enpak negatif sou pwopriyete mekanik yo.
