Була-бетондун механикалык касиеттери жана бузулуу механизмдери: буланын түрүнүн жана курамынын таасири
Бетон эң кеңири колдонулат Курулуш материал. Ал көптөгөн артыкчылыктарды сунуштайт, анын ичинде кеңири жеткиликтүүлүгү, өндүрүш процессинин жөнөкөйлүгү, арзан баасы жана колдонуунун оңойлугу. Ал имараттар, жолдор, көпүрөлөр, туннелдер жана гидротехника сыяктуу ар кандай тармактарда кеңири колдонулат. Көптөгөн инженердик долбоорлор өнүккөн сайын, бетондун иштешине болгон талаптар да акырындык менен жогорулады. Натыйжада, салттуу бетондун кемчиликтери, мисалы, созулууга туруктуулугунун жетишсиздиги, жаракага туруктуулугунун начардыгы жана көлөмдүн туруксуздугу айкын боло баштады. Ошондуктан, бетондун иштешин жакшыртуу курулуш инженериясындагы негизги изилдөө багыттарынын бири болуп келген.
Бетондун иштешин жакшыртуу үчүн, анын механикалык касиеттерин жана бышыктыгын жакшыртуу үчүн, адатта, булалар кошулат. Мисалдар төмөнкүлөрдү камтыйт Болот буласыs (SF), синтетикалык булалар (полипропилен булалары сыяктуу), минералдык булалар (базальт булалары сыяктуу - BF) жана көмүртек булалары (CF). Бул ыкма жогорку өндүрүмдүүлүктөгү бетондун (HPC) жана өтө жогорку өндүрүмдүүлүктөгү бетондун (UHPC) өндүрүмдүүлүгүн андан ары жогорулатты.
Булалар кандайдыр бир деңгээлде бетондун механикалык касиеттерин жакшырта алат. Бирок, буланын ар кандай түрлөрү жана курамы сөзсүз түрдө бетондун механикалык касиеттерине тийгизген таасиринде олуттуу өзгөрүүлөргө алып келет. Учурда буланын оптималдуу курамы, тиешелүү параметрлер менен механикалык касиеттердин ортосундагы сандык байланыш жана була менен бекемделген бетондун негизги механизмдери дагы эле кошумча тактоону талап кылат. Бул изилдөөдө көмүртек булалары (CF) изилденген, базальт булалары (BF) жана болот булалары (SF) изилдөөнүн предмети катары ар кандай була курамындагы бетон үлгүлөрүн даярдоодо колдонулган. Бул булалар бетондогу жакшы документтештирилген натыйжалуулугун жогорулатуу жана кеңири колдонулушу үчүн тандалып алынган. Контролдонуучу өзгөрмө эксперименттер аркылуу буланын түрүнүн жана курамынын бетондун кысуу күчүнө, серпилгичтик модулуна жана бузулуу режимине тийгизген таасири системалуу түрдө талданган. Санариптик сүрөт жана сканерлөөчү электрондук микроскопия (SEM) анализ ыкмаларын айкалыштыруу менен, эксперименттер учурунда була-темир бетондун жарака эволюциясынын жүрүм-туруму байкалып, төмөнкү тыянактарга алып келген:
1. Кадимки бетон (PC) менен салыштырганда, болот булаларын (SF), көмүртек булаларын (CF) жана базальт булалары (BF) була-темир-бетондун (FRC) механикалык касиеттерин бир кыйла жакшыртып, анын бузулуу режимин өзгөрткөн. Бул булалар бетондун тыгыздыгын жана баштапкы тешикчелердин кысуу мүнөздөмөлөрүн өзгөрткөн. Буланын курамы жогорулаган сайын, бузулуу режими морттуктан ийкемдүүгө өткөн. Критикалык өткөөл чекит болот була-бетон (SFC) үчүн 0,5% жана көмүртек була-бетон (CFC) жана базальт була-бетон (BFC) үчүн 1,0% түзгөн. Механикалык көрсөткүчтөрдү максималдуу түрдө жогорулатуу үчүн болот булаларынын оптималдуу курамы 2,0%, көмүртек булалары үчүн 1,0% жана базальт булалары үчүн 0,5% түзгөн.
2. Була курамы бетондун тыгыздыгын жана көтөрүү жөндөмдүүлүгүн жакшырта алса да, өтө жогорку курамы "каныгуу" кубулушуна алып келип, була "агломерациясын" пайда кылышы мүмкүн. Бул бетондун физикалык касиеттерине, бекемдигине жана деформация мүнөздөмөлөрүнө терс таасирин тийгизет. Болот була бетон 2,0% була көлөмдүк үлүшү менен оптималдуу көрсөткүчтөргө жетишти, ал эми көмүртек була бетон жана базальт була бетон оптималдуу көрсөткүчтөргө тиешелүүлүгүнө жараша 1,0% жана 0,5% жетишти. Бул оптималдуу көрсөткүчтөрдөн тышкары, көрсөткүчтөр төмөндөдү.
3. Сканерлөөчү электрондук микроскопия (SEM) анализи булалар менен цемент матрицасынын ортосундагы беттик байланыш бетондун макроскопиялык механикалык касиеттерине олуттуу таасир этерин көрсөттү. Белгилүү бир өлчөмдөгү булалар бетондун ичинде тыгыз үч өлчөмдүү тармактык түзүлүштү түзүп, матрицанын байланышын жана жалпы иштешин жакшыртат. Бирок, буланын өтө көп болушу буланын агломерациясына алып келет, алсыз беттик аймактарды түзөт жана бетондун тыгыздыгын жана бекемдигин төмөндөтөт. Микроструктурадагы өзгөрүүлөр макроскопиялык механикалык касиеттердин эволюциясы менен абдан шайкеш келген.
4. Булалардын кошулушу бетондун бузулуу режимин бир топ өзгөрттү. Жөнөкөй бетонго салыштырмалуу, була-армирленген бетон бузулуудан кийинки жогорку бүтүндүктү, азыраак жана кууш жаракаларды жана жогорулаган бышыктыкты көрсөттү. Болот булалары жаракаларды басууда эң натыйжалуу болгон, андан кийин көмүртек булалары жана базальт булалары келген. Булалардын "көпүрө эффектиси" жаракалардын жайылышын басууда чечүүчү ролду ойногон, ал эми "алсыз интерфейс эффектиси" механикалык касиеттерге терс таасирин тийгизген.
