ਫਾਈਬਰ-ਰੀਇਨਫੋਰਸਡ ਕੰਕਰੀਟ ਦੇ ਮਕੈਨੀਕਲ ਗੁਣ ਅਤੇ ਅਸਫਲਤਾ ਵਿਧੀ: ਫਾਈਬਰ ਦੀ ਕਿਸਮ ਅਤੇ ਸਮੱਗਰੀ ਦਾ ਪ੍ਰਭਾਵ

ਕੰਕਰੀਟ ਸਭ ਤੋਂ ਵੱਧ ਵਰਤਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਉਸਾਰੀ ਸਮੱਗਰੀ। ਇਹ ਬਹੁਤ ਸਾਰੇ ਫਾਇਦੇ ਪੇਸ਼ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਇਸਦੀ ਵਿਆਪਕ ਉਪਲਬਧਤਾ, ਸਰਲ ਉਤਪਾਦਨ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ, ਘੱਟ ਲਾਗਤ ਅਤੇ ਵਰਤੋਂ ਵਿੱਚ ਆਸਾਨੀ ਸ਼ਾਮਲ ਹੈ। ਇਸਦੀ ਵਰਤੋਂ ਇਮਾਰਤਾਂ, ਸੜਕਾਂ, ਪੁਲਾਂ, ਸੁਰੰਗਾਂ ਅਤੇ ਹਾਈਡ੍ਰੌਲਿਕ ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ ਵਰਗੇ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਖੇਤਰਾਂ ਵਿੱਚ ਵਿਆਪਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਵੱਡੀ ਗਿਣਤੀ ਵਿੱਚ ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ ਪ੍ਰੋਜੈਕਟ ਵਿਕਸਤ ਹੋਏ ਹਨ, ਕੰਕਰੀਟ ਦੀ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ ਦੀਆਂ ਮੰਗਾਂ ਵੀ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਵਧੀਆਂ ਹਨ। ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ, ਰਵਾਇਤੀ ਕੰਕਰੀਟ ਦੀਆਂ ਕਮੀਆਂ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਨਾਕਾਫ਼ੀ ਟੈਨਸਾਈਲ ਤਾਕਤ, ਮਾੜੀ ਦਰਾੜ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ, ਅਤੇ ਵਾਲੀਅਮ ਅਸਥਿਰਤਾ, ਸਪੱਸ਼ਟ ਹੋ ਗਈਆਂ ਹਨ। ਇਸ ਲਈ, ਕੰਕਰੀਟ ਦੀ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ ਕਰਨਾ ਸਿਵਲ ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ ਵਿੱਚ ਲਗਾਤਾਰ ਮੁੱਖ ਖੋਜ ਦਿਸ਼ਾਵਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਇੱਕ ਰਿਹਾ ਹੈ।

ਕੰਕਰੀਟ ਦੀ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ ਨੂੰ ਵਧਾਉਣ ਲਈ, ਇਸਦੇ ਮਕੈਨੀਕਲ ਗੁਣਾਂ ਅਤੇ ਕਠੋਰਤਾ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਫਾਈਬਰ ਜੋੜੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। ਉਦਾਹਰਣਾਂ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ ਸਟੀਲ ਫਾਈਬਰs (SF), ਸਿੰਥੈਟਿਕ ਫਾਈਬਰ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਪੌਲੀਪ੍ਰੋਪਾਈਲੀਨ ਫਾਈਬਰ), ਖਣਿਜ ਫਾਈਬਰ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਬੇਸਾਲਟ ਫਾਈਬਰ - BF), ਅਤੇ ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰ (CF)। ਇਸ ਪਹੁੰਚ ਨੇ ਉੱਚ-ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਾਲੇ ਕੰਕਰੀਟ (HPC) ਅਤੇ ਅਤਿ-ਉੱਚ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਾਲੇ ਕੰਕਰੀਟ (UHPC) ਦੀ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ ਨੂੰ ਹੋਰ ਵਧਾ ਦਿੱਤਾ ਹੈ।

ਫਾਈਬਰ, ਕੁਝ ਹੱਦ ਤੱਕ, ਕੰਕਰੀਟ ਦੇ ਮਕੈਨੀਕਲ ਗੁਣਾਂ ਨੂੰ ਸੁਧਾਰ ਸਕਦੇ ਹਨ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਵੱਖ-ਵੱਖ ਫਾਈਬਰ ਕਿਸਮਾਂ ਅਤੇ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਲਾਜ਼ਮੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਕੰਕਰੀਟ ਦੇ ਮਕੈਨੀਕਲ ਗੁਣਾਂ 'ਤੇ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਪ੍ਰਭਾਵ ਵਿੱਚ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਭਿੰਨਤਾਵਾਂ ਵੱਲ ਲੈ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ। ਵਰਤਮਾਨ ਵਿੱਚ, ਅਨੁਕੂਲ ਫਾਈਬਰ ਸਮੱਗਰੀ, ਸੰਬੰਧਿਤ ਮਾਪਦੰਡਾਂ ਅਤੇ ਮਕੈਨੀਕਲ ਗੁਣਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਮਾਤਰਾਤਮਕ ਸਬੰਧ, ਅਤੇ ਫਾਈਬਰ-ਰੀਇਨਫੋਰਸਡ ਕੰਕਰੀਟ ਦੇ ਅੰਤਰੀਵ ਵਿਧੀਆਂ ਨੂੰ ਅਜੇ ਵੀ ਹੋਰ ਸਪੱਸ਼ਟੀਕਰਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ। ਇਸ ਅਧਿਐਨ ਨੇ ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰ (CF) ਦੀ ਜਾਂਚ ਕੀਤੀ, ਬੇਸਾਲਟ ਰੇਸ਼ੇ (BF), ਅਤੇ ਸਟੀਲ ਫਾਈਬਰ (SF) ਨੂੰ ਖੋਜ ਵਿਸ਼ਿਆਂ ਵਜੋਂ, ਵੱਖ-ਵੱਖ ਫਾਈਬਰ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਵਾਲੇ ਕੰਕਰੀਟ ਦੇ ਨਮੂਨੇ ਤਿਆਰ ਕਰਦੇ ਹੋਏ। ਇਹਨਾਂ ਫਾਈਬਰਾਂ ਨੂੰ ਕੰਕਰੀਟ ਵਿੱਚ ਉਹਨਾਂ ਦੇ ਚੰਗੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਦਸਤਾਵੇਜ਼ੀ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਾਧੇ ਅਤੇ ਵਿਆਪਕ ਵਰਤੋਂ ਦੇ ਕਾਰਨ ਚੁਣਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਨਿਯੰਤਰਿਤ ਵੇਰੀਏਬਲ ਪ੍ਰਯੋਗਾਂ ਦੁਆਰਾ, ਕੰਕਰੀਟ ਦੀ ਸੰਕੁਚਿਤ ਤਾਕਤ, ਲਚਕੀਲੇ ਮਾਡਿਊਲਸ ਅਤੇ ਅਸਫਲਤਾ ਮੋਡ 'ਤੇ ਫਾਈਬਰ ਕਿਸਮ ਅਤੇ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਪ੍ਰਭਾਵਾਂ ਦਾ ਯੋਜਨਾਬੱਧ ਢੰਗ ਨਾਲ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਡਿਜੀਟਲ ਚਿੱਤਰ ਅਤੇ ਸਕੈਨਿੰਗ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪੀ (SEM) ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਤਕਨੀਕਾਂ ਨੂੰ ਜੋੜਦੇ ਹੋਏ, ਪ੍ਰਯੋਗਾਂ ਦੌਰਾਨ ਫਾਈਬਰ-ਰੀਇਨਫੋਰਸਡ ਕੰਕਰੀਟ ਦੇ ਦਰਾੜ ਵਿਕਾਸ ਵਿਵਹਾਰ ਨੂੰ ਦੇਖਿਆ ਗਿਆ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਹੇਠ ਲਿਖੇ ਸਿੱਟੇ ਨਿਕਲੇ:

1. ਆਮ ਕੰਕਰੀਟ (PC) ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ, ਸਟੀਲ ਫਾਈਬਰ (SF), ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰ (CF), ਅਤੇ ਬੇਸਾਲਟ ਰੇਸ਼ੇ (BF) ਨੇ ਫਾਈਬਰ-ਰੀਇਨਫੋਰਸਡ ਕੰਕਰੀਟ (FRC) ਦੇ ਮਕੈਨੀਕਲ ਗੁਣਾਂ ਨੂੰ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਧਾਇਆ ਅਤੇ ਇਸਦੇ ਅਸਫਲਤਾ ਮੋਡ ਨੂੰ ਬਦਲ ਦਿੱਤਾ। ਇਹਨਾਂ ਫਾਈਬਰਾਂ ਨੇ ਕੰਕਰੀਟ ਦੀ ਸੰਖੇਪਤਾ ਅਤੇ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਪੋਰ ਕੰਪਰੈਸ਼ਨ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਨੂੰ ਬਦਲ ਦਿੱਤਾ। ਜਿਵੇਂ-ਜਿਵੇਂ ਫਾਈਬਰ ਸਮੱਗਰੀ ਵਧਦੀ ਗਈ, ਅਸਫਲਤਾ ਮੋਡ ਭੁਰਭੁਰਾ ਤੋਂ ਡਕਟਾਈਲ ਵਿੱਚ ਬਦਲ ਗਿਆ। ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਪਰਿਵਰਤਨ ਬਿੰਦੂ ਸਟੀਲ ਫਾਈਬਰ ਕੰਕਰੀਟ (SFC) ਲਈ 0.5% ਅਤੇ ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰ ਕੰਕਰੀਟ (CFC) ਅਤੇ ਬੇਸਾਲਟ ਫਾਈਬਰ ਕੰਕਰੀਟ (BFC) ਦੋਵਾਂ ਲਈ 1.0% ਸੀ। ਮਕੈਨੀਕਲ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਨੂੰ ਵੱਧ ਤੋਂ ਵੱਧ ਕਰਨ ਲਈ, ਸਟੀਲ ਫਾਈਬਰਾਂ ਲਈ ਅਨੁਕੂਲ ਸਮੱਗਰੀ 2.0%, ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰਾਂ ਲਈ 1.0%, ਅਤੇ ਬੇਸਾਲਟ ਫਾਈਬਰਾਂ ਲਈ 0.5% ਸੀ।

2. ਹਾਲਾਂਕਿ ਫਾਈਬਰ ਸਮੱਗਰੀ ਕੰਕਰੀਟ ਦੀ ਸੰਖੇਪਤਾ ਅਤੇ ਸਹਿਣਸ਼ੀਲਤਾ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾ ਸਕਦੀ ਹੈ, ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਸਮੱਗਰੀ "ਸੰਤ੍ਰਿਪਤਾ" ਵਰਤਾਰੇ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣ ਸਕਦੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਫਾਈਬਰ "ਇਕੱਠਾ" ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਕੰਕਰੀਟ ਦੇ ਭੌਤਿਕ ਗੁਣਾਂ, ਤਾਕਤ ਅਤੇ ਵਿਗਾੜ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਨੂੰ ਨਕਾਰਾਤਮਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਸਟੀਲ ਫਾਈਬਰ ਕੰਕਰੀਟ ਨੇ 2.0% ਦੇ ਫਾਈਬਰ ਵਾਲੀਅਮ ਅੰਸ਼ 'ਤੇ ਅਨੁਕੂਲ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰ ਕੰਕਰੀਟ ਅਤੇ ਬੇਸਾਲਟ ਫਾਈਬਰ ਕੰਕਰੀਟ ਕ੍ਰਮਵਾਰ 1.0% ਅਤੇ 0.5% 'ਤੇ ਆਪਣੇ ਅਨੁਕੂਲ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ 'ਤੇ ਪਹੁੰਚ ਗਏ। ਇਹਨਾਂ ਅਨੁਕੂਲ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਿੱਚ ਗਿਰਾਵਟ ਆਈ।

3. ਸਕੈਨਿੰਗ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪੀ (SEM) ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਤੋਂ ਪਤਾ ਲੱਗਾ ਹੈ ਕਿ ਫਾਈਬਰਾਂ ਅਤੇ ਸੀਮੈਂਟੀਸ਼ੀਅਸ ਮੈਟ੍ਰਿਕਸ ਵਿਚਕਾਰ ਇੰਟਰਫੇਸ਼ੀਅਲ ਬੰਧਨ ਕੰਕਰੀਟ ਦੇ ਮੈਕਰੋਸਕੋਪਿਕ ਮਕੈਨੀਕਲ ਗੁਣਾਂ ਨੂੰ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਤੌਰ 'ਤੇ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਫਾਈਬਰਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਢੁਕਵੀਂ ਮਾਤਰਾ ਕੰਕਰੀਟ ਦੇ ਅੰਦਰ ਇੱਕ ਸੰਘਣੀ ਤਿੰਨ-ਅਯਾਮੀ ਨੈੱਟਵਰਕ ਬਣਤਰ ਬਣਾਉਂਦੀ ਹੈ, ਮੈਟ੍ਰਿਕਸ ਦੀ ਕਨੈਕਟੀਵਿਟੀ ਅਤੇ ਸਮੁੱਚੀ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ ਨੂੰ ਵਧਾਉਂਦੀ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਫਾਈਬਰ ਸਮੱਗਰੀ ਫਾਈਬਰ ਇਕੱਠਾ ਕਰਨ ਵੱਲ ਲੈ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਕਮਜ਼ੋਰ ਇੰਟਰਫੇਸ਼ੀਅਲ ਖੇਤਰ ਬਣਾਉਂਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਕੰਕਰੀਟ ਦੀ ਘਣਤਾ ਅਤੇ ਤਾਕਤ ਨੂੰ ਘਟਾਉਂਦੀ ਹੈ। ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਟ੍ਰਕਚਰ ਵਿੱਚ ਬਦਲਾਅ ਮੈਕਰੋਸਕੋਪਿਕ ਮਕੈਨੀਕਲ ਗੁਣਾਂ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਦੇ ਨਾਲ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਇਕਸਾਰ ਸਨ।

4. ਫਾਈਬਰਾਂ ਦੇ ਜੋੜ ਨੇ ਕੰਕਰੀਟ ਦੇ ਅਸਫਲਤਾ ਮੋਡ ਨੂੰ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਤੌਰ 'ਤੇ ਬਦਲ ਦਿੱਤਾ। ਸਾਦੇ ਕੰਕਰੀਟ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ, ਫਾਈਬਰ-ਰੀਇਨਫੋਰਸਡ ਕੰਕਰੀਟ ਨੇ ਅਸਫਲਤਾ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਉੱਚ ਇਕਸਾਰਤਾ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕੀਤਾ, ਘੱਟ ਅਤੇ ਤੰਗ ਦਰਾਰਾਂ ਦੇ ਨਾਲ, ਅਤੇ ਵਧੀ ਹੋਈ ਕਠੋਰਤਾ। ਸਟੀਲ ਫਾਈਬਰ ਦਰਾੜ ਰੋਕਣ ਵਿੱਚ ਸਭ ਤੋਂ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਸਨ, ਉਸ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰ ਅਤੇ ਬੇਸਾਲਟ ਫਾਈਬਰ ਸਨ। ਫਾਈਬਰਾਂ ਦੇ "ਬ੍ਰਿਜਿੰਗ ਪ੍ਰਭਾਵ" ਨੇ ਦਰਾੜ ਪ੍ਰਸਾਰ ਨੂੰ ਦਬਾਉਣ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਭੂਮਿਕਾ ਨਿਭਾਈ, ਜਦੋਂ ਕਿ "ਕਮਜ਼ੋਰ ਇੰਟਰਫੇਸ ਪ੍ਰਭਾਵ" ਦਾ ਮਕੈਨੀਕਲ ਗੁਣਾਂ 'ਤੇ ਨਕਾਰਾਤਮਕ ਪ੍ਰਭਾਵ ਪਿਆ।