තන්තු-ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්රීට් වල යාන්ත්රික ගුණාංග සහ අසාර්ථක යාන්ත්රණ: තන්තු වර්ගය සහ අන්තර්ගතයේ බලපෑම
කොන්ක්රීට් යනු බහුලව භාවිතා වන ද්රව්යයකි. ඉදිකිරීම් ද්රව්ය. එහි පුළුල් ලෙස ලබා ගත හැකි බව, සරල නිෂ්පාදන ක්රියාවලිය, අඩු පිරිවැය සහ යෙදීමේ පහසුව ඇතුළු බොහෝ වාසි එය ලබා දෙයි. ගොඩනැගිලි, මාර්ග, පාලම්, උමං මාර්ග සහ හයිඩ්රොලික් ඉංජිනේරු විද්යාව වැනි විවිධ ක්ෂේත්රවල එය බහුලව භාවිතා වේ. ඉංජිනේරු ව්යාපෘති විශාල සංඛ්යාවක් වර්ධනය වී ඇති විට, කොන්ක්රීට් වල ක්රියාකාරිත්වය සඳහා වන ඉල්ලීම් ද ක්රමයෙන් වැඩි වී ඇත. එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස, ප්රමාණවත් ආතන්ය ශක්තිය, දුර්වල ඉරිතැලීම් ප්රතිරෝධය සහ පරිමාවේ අස්ථාවරත්වය වැනි සාම්ප්රදායික කොන්ක්රීට් වල අඩුපාඩු පැහැදිලි වී ඇත. එබැවින්, කොන්ක්රීට් වල ක්රියාකාරිත්වය වැඩිදියුණු කිරීම සිවිල් ඉංජිනේරු විද්යාවේ ප්රධාන පර්යේෂණ දිශාවන්ගෙන් එකකි.
කොන්ක්රීට් වල ක්රියාකාරිත්වය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා, එහි යාන්ත්රික ගුණාංග සහ තද බව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා කෙඳි සාමාන්යයෙන් එකතු කරනු ලැබේ. උදාහරණ ලෙස වානේ කෙඳිs (SF), කෘතිම තන්තු (පොලිප්රොපිලීන් තන්තු වැනි), ඛනිජ තන්තු (බාසල්ට් තන්තු වැනි - BF) සහ කාබන් තන්තු (CF). මෙම ප්රවේශය ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත කොන්ක්රීට් (HPC) සහ අතිශය ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත කොන්ක්රීට් (UHPC) වල ක්රියාකාරිත්වය තවදුරටත් ඉහළ නංවා ඇත.
තන්තු වලට යම් දුරකට කොන්ක්රීට් වල යාන්ත්රික ගුණාංග වැඩිදියුණු කළ හැකිය. කෙසේ වෙතත්, විවිධ තන්තු වර්ග සහ අන්තර්ගතයන් අනිවාර්යයෙන්ම කොන්ක්රීට් වල යාන්ත්රික ගුණාංග කෙරෙහි ඒවායේ බලපෑමේ සැලකිය යුතු වෙනස්කම් වලට තුඩු දෙයි. වර්තමානයේ, ප්රශස්ත තන්තු අන්තර්ගතය, අදාළ පරාමිතීන් සහ යාන්ත්රික ගුණාංග අතර ප්රමාණාත්මක සම්බන්ධතාවය සහ තන්තු-ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්රීට් වල යටින් පවතින යාන්ත්රණ තවමත් පැහැදිලි කිරීමක් අවශ්ය වේ. මෙම අධ්යයනය කාබන් තන්තු (CF) විමර්ශනය කළේය, බැසෝල්ට් කෙඳි (BF), සහ වානේ තන්තු (SF) පර්යේෂණ විෂයයන් ලෙස, විවිධ තන්තු අන්තර්ගතයන් සහිත කොන්ක්රීට් නිදර්ශක සකස් කිරීම. කොන්ක්රීට් වල හොඳින් ලේඛනගත කර ඇති කාර්ය සාධන වැඩිදියුණු කිරීම සහ පුළුල් ලෙස යෙදීම හේතුවෙන් මෙම තන්තු තෝරා ගන්නා ලදී. පාලිත විචල්ය අත්හදා බැලීම් හරහා, කොන්ක්රීට් වල සම්පීඩ්යතා ශක්තිය, ප්රත්යාස්ථතා මාපාංකය සහ අසාර්ථක මාදිලිය කෙරෙහි තන්තු වර්ගය සහ අන්තර්ගතයේ බලපෑම් ක්රමානුකූලව විශ්ලේෂණය කරන ලදී. ඩිජිටල් රූපය සහ ස්කෑනිං ඉලෙක්ට්රෝන අන්වීක්ෂය (SEM) විශ්ලේෂණ ශිල්පීය ක්රම ඒකාබද්ධ කරමින්, අත්හදා බැලීම් අතරතුර තන්තු-ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්රීට් වල ඉරිතැලීම් පරිණාම හැසිරීම නිරීක්ෂණය කරන ලද අතර, එය පහත නිගමනවලට තුඩු දුන්නේය:
1.සාමාන්ය කොන්ක්රීට් (PC) හා සසඳන විට, වානේ තන්තු (SF), කාබන් තන්තු (CF) ඇතුළත් කිරීම සහ බැසෝල්ට් කෙඳි (BF) තන්තු-ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්රීට් (FRC) හි යාන්ත්රික ගුණාංග සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි දියුණු කළ අතර එහි අසාර්ථකත්ව මාදිලිය වෙනස් කළේය. මෙම තන්තු කොන්ක්රීට් වල සංයුක්තතාවය සහ ආරම්භක සිදුරු සම්පීඩන ලක්ෂණ වෙනස් කළේය. තන්තු අන්තර්ගතය වැඩි වන විට, අසාර්ථකත්ව මාදිලිය බිඳෙනසුලු සිට ඇලෙන සුළු දක්වා මාරු විය. තීරණාත්මක සංක්රාන්ති ලක්ෂ්යය වානේ තන්තු කොන්ක්රීට් (SFC) සඳහා 0.5% ක් සහ කාබන් තන්තු කොන්ක්රීට් (CFC) සහ බාසල්ට් තන්තු කොන්ක්රීට් (BFC) යන දෙකටම 1.0% ක් විය. යාන්ත්රික ක්රියාකාරිත්වය උපරිම කිරීම සඳහා, වානේ තන්තු සඳහා ප්රශස්ත අන්තර්ගතය 2.0% ක්, කාබන් තන්තු සඳහා 1.0% ක් සහ බාසල්ට් තන්තු සඳහා 0.5% ක් විය.
2. තන්තු අන්තර්ගතය කොන්ක්රීට් වල සංයුක්තතාවය සහ දරණ ධාරිතාව වැඩි දියුණු කළ හැකි වුවද, අධික ලෙස ඉහළ අන්තර්ගතය "සන්තෘප්ත" සංසිද්ධියකට තුඩු දිය හැකි අතර එමඟින් තන්තු "සමූහකරණය" ඇති කරයි. මෙය කොන්ක්රීට් වල භෞතික ගුණාංග, ශක්තිය සහ විරූපණ ලක්ෂණ කෙරෙහි අහිතකර ලෙස බලපායි. වානේ තන්තු කොන්ක්රීට් 2.0% ක තන්තු පරිමාවකින් ප්රශස්ත කාර්ය සාධනයක් ලබා ගත් අතර කාබන් තන්තු කොන්ක්රීට් සහ බාසල්ට් තන්තු කොන්ක්රීට් පිළිවෙලින් 1.0% සහ 0.5% කින් ප්රශස්ත කාර්ය සාධනයක් ලබා ගත්හ. මෙම ප්රශස්ත අන්තර්ගතයන්ගෙන් ඔබ්බට, කාර්ය සාධනය පහත වැටුණි.
3. ස්කෑනිං ඉලෙක්ට්රෝන අන්වීක්ෂ (SEM) විශ්ලේෂණයෙන් හෙළි වූයේ තන්තු සහ සිමෙන්ති අනුකෘතිය අතර අන්තර් මුහුණත බන්ධනය කොන්ක්රීට් වල සාර්ව දෘෂ්ටි යාන්ත්රික ගුණාංගවලට සැලකිය යුතු ලෙස බලපාන බවයි. සුදුසු තන්තු ප්රමාණයක් කොන්ක්රීට් තුළ ඝන ත්රිමාණ ජාල ව්යුහයක් සාදයි, අනුකෘතියේ සම්බන්ධතාවය සහ සමස්ත ක්රියාකාරිත්වය වැඩි දියුණු කරයි. කෙසේ වෙතත්, අධික ලෙස ඉහළ තන්තු අන්තර්ගතයක් තන්තු සමුච්චනයට හේතු වන අතර, දුර්වල අන්තර් මුහුණත කලාප නිර්මාණය කරන අතර කොන්ක්රීට් වල ඝනත්වය සහ ශක්තිය අඩු කරයි. ක්ෂුද්ර ව්යුහයේ වෙනස්කම් සාර්ව දෘෂ්ටි යාන්ත්රික ගුණාංගවල පරිණාමය සමඟ බෙහෙවින් අනුකූල විය.
4. තන්තු එකතු කිරීම කොන්ක්රීට් වල අසාර්ථක ආකාරය සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් කළේය. සරල කොන්ක්රීට් හා සසඳන විට, තන්තු-ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්රීට් ඉහළ පශ්චාත්-අසාර්ථකත්වය පෙන්නුම් කළ අතර, අඩු සහ පටු ඉරිතැලීම් සහ වැඩි දියුණු කළ තද බවක් පෙන්නුම් කළේය. වානේ තන්තු ඉරිතැලීම් නිෂේධනය සඳහා වඩාත් ඵලදායී වූ අතර, පසුව කාබන් තන්තු සහ බාසල්ට් තන්තු. තන්තු වල "පාලම් ආචරණය" ඉරිතැලීම් ප්රචාරණය මැඩපැවැත්වීමේදී තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කළ අතර, "දුර්වල අතුරුමුහුණත් ආචරණය" යාන්ත්රික ගුණාංග කෙරෙහි ඍණාත්මක බලපෑමක් ඇති කළේය.
