Taybetmendiyên Mekanîkî û Mekanîzmayên Têkçûnê yên Betonê bi Fîberê Xurtkirî: Bandora Cure û Naveroka Fîberê
Beton herî zêde tê bikaranîn Avahî materyal. Ew gelek avantaj pêşkêş dike, di nav de hebûna wê ya berfireh, pêvajoya hilberîna hêsan, lêçûna kêm û hêsaniya sepandinê. Ew bi berfirehî di warên cûrbecûr de wekî avahî, rê, pir, tunel û endezyariya hîdrolîk tê bikar anîn. Her ku hejmareke mezin ji projeyên endezyariyê pêş ketine, daxwazên li ser performansa betonê jî hêdî hêdî zêde bûne. Di encamê de, kêmasiyên betonê kevneşopî, wekî berxwedana kişandinê ya nebaş, berxwedana xirab a şikestinê û bêîstîqrariya qebareyê, eşkere bûne. Ji ber vê yekê, baştirkirina performansa betonê bi berdewamî yek ji rêgezên lêkolînê yên sereke di endezyariya sivîl de bûye.
Ji bo baştirkirina performansa betonê, bi gelemperî fîber têne zêdekirin da ku taybetmendiyên wê yên mekanîkî û hişkbûna wê baştir bikin. Mînak ev in: Fîbera Polas (SF), fîberên sentetîk (wek fîberên polîpropîlen), fîberên mîneral (wek fîberên bazalt - BF), û fîberên karbonê (CF). Vê rêbazê performansa betonê performansa bilind (HPC) û betonê performansa ultra bilind (UHPC) bêtir zêde kiriye.
Fîber dikarin, heta radeyekê, taybetmendiyên mekanîkî yên betonê baştir bikin. Lêbelê, celeb û naveroka fîberên cûda bê guman dibin sedema guherînên girîng di bandora wan de li ser taybetmendiyên mekanîkî yên betonê. Niha, naveroka fîberê ya çêtirîn, têkiliya hejmarî di navbera parametreyên têkildar û taybetmendiyên mekanîkî de, û mekanîzmayên bingehîn ên betonê yên bi fîberê ve xurtkirî hîn jî hewceyê zelalkirinek bêtir in. Vê lêkolînê fîberên karbonê (CF) lêkolîn kir, fîberên bazalt (BF), û fîberên pola (SF) wekî mijarên lêkolînê, nimûneyên betonê bi naveroka fîberê ya cûda amade kirin. Ev fîber ji ber başbûna performansa wan a belgekirî di betonê de û sepandina wan a berfireh hatin hilbijartin. Bi rêya ceribandinên guhêrbar ên kontrolkirî, bandorên celeb û naveroka fîberê li ser hêza zextê, modula elastîk û moda têkçûna betonê bi awayekî sîstematîk hatin analîz kirin. Bi hevgirtina teknîkên analîza wêneya dîjîtal û mîkroskopiya elektronê ya şopandinê (SEM), tevgera pêşveçûna şikestinê ya betonê bi fîberê ve hatî xurt kirin di dema ceribandinan de hate çavdêrî kirin, ku gihîşt encamên jêrîn:
1. Li gorî betonê asayî (PC), têkelkirina fîberên pola (SF), fîberên karbonê (CF), û fîberên bazalt (BF) taybetmendiyên mekanîkî yên betona bi fîberê xurtkirî (FRC) bi girîngî baştir kirin û moda têkçûna wê guherand. Van fîberan taybetmendiyên kompaktî û zexta porên destpêkê yên betonê guhertin. Her ku naveroka fîberê zêde dibû, moda têkçûnê ji şikestî ber bi nermbûnê ve çû. Xala veguherîna krîtîk ji bo betonê fîbera pola (SFC) %0,5 û ji bo hem betonê fîbera karbonê (CFC) û hem jî betona fîbera bazaltê (BFC) %1,0 bû. Ji bo zêdekirina performansa mekanîkî, naveroka çêtirîn ji bo fîberên pola %2,0, ji bo fîberên karbonê %1,0 û ji bo fîberên bazaltê %0,5 bû.
٢. Her çend naveroka fîberê dikare kompaktî û kapasîteya hilgirtinê ya betonê baştir bike jî, naveroka zêde zêde dikare bibe sedema fenomena "têrbûnê", ku dibe sedema "kombûna" fîberê. Ev bandorek neyînî li ser taybetmendiyên fîzîkî, hêz û taybetmendiyên deformasyonê yên betonê dike. Betonê fîbera pola di rêjeya qebareya fîberê ya ٢.٠% de performansa çêtirîn bi dest xist, di heman demê de betonê fîbera karbonê û betonê fîbera bazaltê bi rêzê ve bi ١.٠% û ٠.٥% gihîştin performansa xwe ya çêtirîn. Ji bilî van naverokên çêtirîn, performans kêm bû.
3. Analîza Mîkroskopiya Elektronîk a Skenkirinê (SEM) eşkere kir ku girêdana rûyî ya di navbera fîberan û matrîksa çîmentoyî de bandorek girîng li ser taybetmendiyên mekanîkî yên makroskopîk ên betonê dike. Mîqdarek guncaw ji fîberan di nav betonê de avahiyek toreke sê-alî ya dendik çêdike, girêdana matrîksê û performansa giştî zêde dike. Lêbelê, naveroka fîberê ya pir zêde dibe sedema kombûna fîberan, diafirîne herêmên rûyî yên qels û dendik û hêza betonê kêm dike. Guhertinên di mîkroavahîyê de bi pêşveçûna taybetmendiyên mekanîkî yên makroskopîk re pir lihevhatî bûn.
4. Zêdekirina fîberan awayê têkçûna betonê bi girîngî guhert. Li gorî betonê sade, betonê bi fîberê xurtkirî yekparebûna piştî têkçûnê nîşan da, bi şikestinên kêmtir û tengtir, û hişkbûna zêdetir. Fîberên pola di astengkirina şikestinê de herî bibandor bûn, piştî wan fîberên karbonê û fîberên bazalt. "Bandora pirê" ya fîberan di tepeserkirina belavbûna şikestinê de roleke girîng lîst, di heman demê de "bandora navrûya qels" bandorek neyînî li ser taybetmendiyên mekanîkî kir.
