Toetra mekanika sy fomba fiasan'ny beton nohamafisina amin'ny fibre: Ny fiantraikan'ny karazana fibre sy ny votoatiny
Ny beton no be mpampiasa indrindra construction fitaovana. Manolotra tombony maro izy io, anisan'izany ny fisiany miely patrana, ny fomba famokarana tsotra, ny vidiny mirary, ary ny fampiharana mora foana. Ampiasaina betsaka amin'ny sehatra isan-karazany toy ny tranobe, lalana, tetezana, tonelina, ary injeniera hidraulika. Rehefa maro ny tetikasa injeniera no mivoatra, dia nitombo tsikelikely ihany koa ny fangatahana amin'ny fahombiazan'ny beton. Vokatr'izany, dia miharihary ny lesoka amin'ny beton nentim-paharazana, toy ny tsy fahampian'ny tanjaka, ny tsy fahampian'ny fanoherana ny triatra, ary ny tsy fahamarinan-toerana. Noho izany, ny fanatsarana ny fahombiazan'ny beton dia iray amin'ireo làlana fikarohana fototra amin'ny injeniera sivily.
Mba hanatsarana ny fahombiazan'ny beton, dia matetika ampiana fibre mba hanatsarana ny toetrany mekanika sy ny hamafiny. Ireto misy ohatra amin'izany Fibre vys (SF), kofehy sentetika (toy ny kofehy polypropylene), kofehy mineraly (toy ny kofehy basalt - BF), ary kofehy karbônina (CF). Io fomba fiasa io dia nanatsara bebe kokoa ny fahombiazan'ny beton-javatra avo lenta (HPC) sy ny beton-javatra avo lenta (UHPC).
Afaka manatsara ny toetra mekanikan'ny beton ny fibre, amin'ny lafiny sasany. Na izany aza, ny karazana fibre sy ny votoatiny samihafa dia tsy azo ihodivirana fa mitarika fiovaovana lehibe amin'ny fiantraikany amin'ny toetra mekanikan'ny beton. Amin'izao fotoana izao, ny votoatin'ny fibre tsara indrindra, ny fifandraisana ara-kajy eo amin'ny masontsivana mifandraika amin'izany sy ny toetra mekanika, ary ny mekanisma fototra amin'ny beton nohamafisina fibre dia mbola mila fanazavana fanampiny. Ity fanadihadiana ity dia nanadihady ny fibre karbônina (CF), kofehy basalt (BF), ary kofehy vy (SF) ho toy ny lohahevitra fikarohana, manomana santionan'ny beton misy votoatin'ny kofehy samihafa. Ireo kofehy ireo dia nofidiana noho ny fanatsarana ny fahombiazany voarakitra tsara amin'ny beton sy ny fampiharana azy miely patrana. Tamin'ny alàlan'ny andrana miovaova voafehy, dia nodinihina ara-dalàna ny fiantraikan'ny karazana sy ny votoatin'ny kofehy amin'ny tanjaka famoretana, ny modulus elastika, ary ny fomba tsy fahombiazan'ny beton. Amin'ny fampifangaroana ny teknika famakafakana sary nomerika sy ny mikroskopia elektronika scanning (SEM), dia hita ny fitondran-tenan'ny fivoaran'ny triatra amin'ny beton nohamafisina fibre nandritra ny andrana, izay nitarika ho amin'ireto fehin-kevitra manaraka ireto:
1. Raha ampitahaina amin'ny beton tsotra (PC), ny fampidirana fibre vy (SF), fibre karbônina (CF), ary kofehy basalt (BF) dia nanatsara be dia be ny toetra mekanikan'ny beton-nohamafisina amin'ny fibre (FRC) ary nanova ny fomba tsy fahombiazany. Ireo fibre ireo dia nanova ny fahapotehan'ny beton sy ny toetran'ny famoretana mason-koditra voalohany. Rehefa nitombo ny votoatin'ny fibre, dia niova avy amin'ny mora vaky ho amin'ny mora mivelatra ny fomba tsy fahombiazany. Ny teboka tetezamita manan-danja dia 0.5% ho an'ny beton-nohamafisina vy (SFC) ary 1.0% ho an'ny beton-nohamafisina karbônina (CFC) sy ny beton-nohamafisina basalt (BFC). Mba hampitomboana ny fahombiazana ara-mekanika, ny votoatin'ny fibre vy tsara indrindra dia 2.0%, ho an'ny fibre karbônina 1.0%, ary ho an'ny fibre basalt 0.5%.
2. Na dia afaka manatsara ny fahalemilemeny sy ny fahafahan'ny beton mitondra ny fibre aza ny votoatiny, ny votoatiny be loatra dia mety hiteraka trangan-javatra "fahafenoana", ka miteraka "fiangonana" ny fibre. Izany dia misy fiantraikany ratsy amin'ny toetra ara-batana, ny tanjaka ary ny toetran'ny beton. Ny beton fibre vy dia nahatratra ny fahombiazana tsara indrindra tamin'ny ampahany amin'ny haben'ny fibre 2.0%, raha ny beton fibre karbônina sy ny beton fibre basalt kosa nahatratra ny fahombiazana tsara indrindra tamin'ny 1.0% sy 0.5%. Ankoatra ireo votoaty tsara indrindra ireo, dia nihena ny fahombiazana.
3. Ny fanadihadiana ny Mikroskopia Elektrôna Mijery (SEM) dia naneho fa ny fifamatorana eo amin'ny fibre sy ny matrisy simenitra dia misy fiantraikany lehibe amin'ny toetra mekanika makroskopika amin'ny beton. Ny habetsahan'ny fibre sahaza dia mamorona rafitra tambajotra telo refy matevina ao anatin'ny beton, izay manatsara ny fifandraisan'ny matrisy sy ny fahombiazana amin'ny ankapobeny. Na izany aza, ny votoatin'ny fibre be loatra dia mitarika amin'ny fifangaroan'ny fibre, mamorona faritra makroskopika malemy ary mampihena ny hakitroky sy ny tanjaky ny beton. Ny fiovan'ny rafitra mikrô dia mifanaraka tsara amin'ny fivoaran'ny toetra mekanika makroskopika.
4. Ny fanampiana fibre dia nanova be ny fomba fiasan'ny beton. Raha ampitahaina amin'ny beton tsotra, ny beton nohamafisina fibre dia naneho fahamarinan-toerana ambony kokoa taorian'ny fahasimbana, miaraka amin'ny triatra vitsy kokoa sy tery kokoa, ary ny hamafiny kokoa. Ny fibre vy no tena mandaitra amin'ny fisorohana ny triatra, arahin'ny fibre karbônina sy ny fibre basalt. Ny "fiantraikan'ny tetezana" amin'ny fibre dia nitana anjara toerana lehibe tamin'ny fanakanana ny fihanaky ny triatra, raha toa kosa ny "fiantraikan'ny interface malemy" dia nisy fiantraikany ratsy tamin'ny toetra mekanika.
