Шилэн төмөр бетоны механик шинж чанар ба эвдрэлийн механизм: Шилэн материалын төрөл ба агуулгын нөлөөлөл
Бетон бол хамгийн өргөн хэрэглэгддэг Барилга материал. Энэ нь өргөн тархсан байдал, энгийн үйлдвэрлэлийн процесс, хямд өртөг, хэрэглэхэд хялбар зэрэг олон давуу талыг санал болгодог. Энэ нь барилга байгууламж, зам, гүүр, хонгил, гидравлик инженер зэрэг янз бүрийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг. Олон тооны инженерийн төслүүд бий болсноор бетоны гүйцэтгэлд тавигдах шаардлага аажмаар нэмэгдэж байна. Улмаар уламжлалт бетоны сул тал болох суналтын бат бөх, хагарлын эсэргүүцэл муу, эзэлхүүний тогтворгүй байдал зэрэг нь илэрхий болсон. Тиймээс бетоны гүйцэтгэлийг сайжруулах нь барилгын инженерийн судалгааны гол чиглэлүүдийн нэг байсаар ирсэн.
Бетоны гүйцэтгэлийг сайжруулахын тулд түүний механик шинж чанар, бат бөх чанарыг сайжруулахын тулд ихэвчлэн утас нэмдэг. Жишээ нь орно Ган утасs (SF), синтетик утас (полипропилен утас гэх мэт), эрдэс утас (базальт утас гэх мэт - BF), нүүрстөрөгчийн утас (CF). Энэхүү арга барил нь өндөр үзүүлэлттэй бетон (HPC) болон хэт өндөр үзүүлэлттэй бетоны (UHPC) гүйцэтгэлийг улам нэмэгдүүлсэн.
Шилэн утас нь тодорхой хэмжээгээр бетоны механик шинж чанарыг сайжруулж чаддаг. Гэсэн хэдий ч өөр өөр төрлийн эслэг, агууламж нь бетоны механик шинж чанарт үзүүлэх нөлөөллийн ихээхэн өөрчлөлтийг бий болгодог. Одоогийн байдлаар шилэн төмөр бетоны оновчтой найрлага, холбогдох параметрүүд ба механик шинж чанаруудын тоон хамаарал, шилэн төмөр бетоны үндсэн механизмууд нэмэлт тодруулга шаарддаг. Энэхүү судалгаагаар нүүрстөрөгчийн утас (CF), базальт утаснууд (BF), ган утас (SF) зэрэг нь янз бүрийн шилэн агууламжтай бетоны сорьц бэлтгэх судалгааны сэдэв болно. Эдгээр утаснууд нь бетонд сайн баримтжуулсан гүйцэтгэлийг сайжруулж, өргөн тархсан тул сонгосон. Хяналттай хувьсах туршилтаар бетоны шахалтын бат бэх, уян хатан модуль, эвдрэлийн горимд шилэн төрөл, агууламжийн нөлөөллийг системтэйгээр шинжилсэн. Дижитал дүрс болон сканнер электрон микроскоп (SEM) шинжилгээний аргуудыг хослуулан туршилтын явцад шилэн төмөр бетоны хагарлын хувьслын шинж чанарыг ажиглаж, дараах дүгнэлтэд хүргэв.
1. Энгийн бетонтой (PC) харьцуулахад ган утас (SF), нүүрстөрөгчийн утас (CF), болон базальт утаснууд (BF) нь шилэн төмөр бетоны (FRC) механик шинж чанарыг ихээхэн сайжруулж, эвдрэлийн горимыг өөрчилсөн. Эдгээр утаснууд нь бетоны нягтрал болон нүхний анхны шахалтын шинж чанарыг өөрчилсөн. Шилэн материалын агууламж нэмэгдэхийн хэрээр эвдрэлийн горим хэврэг байдлаас уян хатан руу шилжсэн. Шилжилтийн чухал цэг нь ган шилэн бетонд (SFC) 0.5%, нүүрстөрөгчийн шилэн бетон (CFC) болон базальт шилэн бетон (BFC) хоёуланд нь 1.0% байв. Механик гүйцэтгэлийг нэмэгдүүлэхийн тулд ган утаснуудын хамгийн оновчтой агууламж нь 2.0%, нүүрстөрөгчийн утаснуудын хувьд 1.0%, базальт утаснуудын хувьд 0.5% байв.
2. Хэдийгээр шилэн агууламж нь бетоны нягтрал, даацыг сайжруулдаг боловч хэт их агууламж нь "ханах" үзэгдэлд хүргэж, эслэг "бөглөрөл" үүсгэдэг. Энэ нь бетоны физик шинж чанар, хүч чадал, хэв гажилтын шинж чанарт сөргөөр нөлөөлдөг. Ган шилэн бетон нь шилэн эзэлхүүний эзлэхүүний 2.0% -ийн оновчтой гүйцэтгэлд хүрсэн бол карбон файбер бетон болон базальт шилэн бетон нь 1.0% ба 0.5% -ийн хамгийн оновчтой гүйцэтгэлд хүрсэн байна. Эдгээр оновчтой контентоос гадна гүйцэтгэл буурсан.
3. Сканнерийн электрон бичил харуурын (SEM) шинжилгээгээр утас болон цементэн матриц хоорондын хоорондын холбоо нь бетоны макроскоп механик шинж чанарт ихээхэн нөлөөлдөг болохыг тогтоожээ. Тохиромжтой хэмжээний утас нь бетон дотор гурван хэмжээст нягт сүлжээний бүтцийг бүрдүүлж, матрицын холболт болон ерөнхий гүйцэтгэлийг сайжруулдаг. Гэсэн хэдий ч хэт их хэмжээний эслэгийн агууламж нь шилэн бөөгнөрөл үүсгэж, гадаргуугийн сул хэсгүүдийг үүсгэж, бетоны нягтрал, бат бөх чанарыг бууруулдаг. Бичил бүтцийн өөрчлөлт нь макроскопийн механик шинж чанарын хувьсалтай маш нийцэж байсан.
4. Шилэн утас нэмсэн нь бетоны эвдрэлийн горимыг ихээхэн өөрчилсөн. Энгийн бетонтой харьцуулахад шилэн төмөр бетон нь эвдрэлийн дараах бүрэн бүтэн байдлыг харуулж, хагарал бага, нарийссан, бат бөх чанар сайтай байв. Ган утас нь хагарлыг дарангуйлахад хамгийн үр дүнтэй байсан бол нүүрстөрөгчийн утас, базальт утаснууд удаалжээ. Шилэн утаснуудын "гүүр барих нөлөө" нь хагарлын тархалтыг дарахад чухал үүрэг гүйцэтгэсэн бол "сул интерфэйсийн нөлөө" нь механик шинж чанарт сөргөөр нөлөөлсөн.
