ஃபைபர்-வலுவூட்டப்பட்ட கான்கிரீட்டின் இயந்திர பண்புகள் மற்றும் தோல்வி வழிமுறைகள்: ஃபைபர் வகை மற்றும் உள்ளடக்கத்தின் தாக்கம்

கான்கிரீட் மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது கட்டுமானம் பொருள். இது அதன் பரவலான கிடைக்கும் தன்மை, எளிமையான உற்பத்தி செயல்முறை, குறைந்த விலை மற்றும் பயன்பாட்டின் எளிமை உள்ளிட்ட பல நன்மைகளை வழங்குகிறது. கட்டிடங்கள், சாலைகள், பாலங்கள், சுரங்கப்பாதைகள் மற்றும் ஹைட்ராலிக் பொறியியல் போன்ற பல்வேறு துறைகளில் இது பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அதிக எண்ணிக்கையிலான பொறியியல் திட்டங்கள் உருவாகியுள்ளதால், கான்கிரீட்டின் செயல்திறனுக்கான தேவைகளும் படிப்படியாக அதிகரித்துள்ளன. இதன் விளைவாக, போதுமான இழுவிசை வலிமை, மோசமான விரிசல் எதிர்ப்பு மற்றும் தொகுதி உறுதியற்ற தன்மை போன்ற பாரம்பரிய கான்கிரீட்டின் குறைபாடுகள் தெளிவாகத் தெரிந்துள்ளன. எனவே, கான்கிரீட்டின் செயல்திறனை மேம்படுத்துவது தொடர்ந்து சிவில் பொறியியலில் முக்கிய ஆராய்ச்சி திசைகளில் ஒன்றாகும்.

கான்கிரீட்டின் செயல்திறனை மேம்படுத்த, அதன் இயந்திர பண்புகள் மற்றும் கடினத்தன்மையை மேம்படுத்த இழைகள் பொதுவாக சேர்க்கப்படுகின்றன. எடுத்துக்காட்டுகள் பின்வருமாறு: ஸ்டீல் ஃபைபர்s (SF), செயற்கை இழைகள் (பாலிப்ரொப்பிலீன் இழைகள் போன்றவை), கனிம இழைகள் (பாசால்ட் இழைகள் போன்றவை - BF), மற்றும் கார்பன் இழைகள் (CF). இந்த அணுகுமுறை உயர் செயல்திறன் கொண்ட கான்கிரீட் (HPC) மற்றும் அதி-உயர் செயல்திறன் கொண்ட கான்கிரீட் (UHPC) ஆகியவற்றின் செயல்திறனை மேலும் அதிகரித்துள்ளது.

கான்கிரீட்டின் இயந்திர பண்புகளை இழைகள் ஓரளவிற்கு மேம்படுத்தலாம். இருப்பினும், வெவ்வேறு இழை வகைகள் மற்றும் உள்ளடக்கங்கள் தவிர்க்க முடியாமல் கான்கிரீட்டின் இயந்திர பண்புகளில் அவற்றின் தாக்கத்தில் குறிப்பிடத்தக்க மாறுபாடுகளுக்கு வழிவகுக்கும். தற்போது, ​​உகந்த இழை உள்ளடக்கம், தொடர்புடைய அளவுருக்கள் மற்றும் இயந்திர பண்புகளுக்கு இடையிலான அளவு உறவு மற்றும் இழை-வலுவூட்டப்பட்ட கான்கிரீட்டின் அடிப்படை வழிமுறைகள் இன்னும் தெளிவுபடுத்தப்பட வேண்டும். இந்த ஆய்வு கார்பன் இழைகளை (CF) ஆய்வு செய்தது, பாசால்ட் இழைகள் (BF), மற்றும் எஃகு இழைகள் (SF) ஆராய்ச்சிப் பாடங்களாக, மாறுபட்ட இழை உள்ளடக்கங்களைக் கொண்ட கான்கிரீட் மாதிரிகளைத் தயாரிக்கின்றன. கான்கிரீட்டில் அவற்றின் நன்கு ஆவணப்படுத்தப்பட்ட செயல்திறன் மேம்பாடு மற்றும் பரவலான பயன்பாடு காரணமாக இந்த இழைகள் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டன. கட்டுப்படுத்தப்பட்ட மாறி சோதனைகள் மூலம், கான்கிரீட்டின் சுருக்க வலிமை, மீள் மாடுலஸ் மற்றும் தோல்வி முறை ஆகியவற்றில் இழை வகை மற்றும் உள்ளடக்கத்தின் விளைவுகள் முறையாக பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டன. டிஜிட்டல் படம் மற்றும் ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி (SEM) பகுப்பாய்வு நுட்பங்களை இணைத்து, சோதனைகளின் போது இழை-வலுவூட்டப்பட்ட கான்கிரீட்டின் விரிசல் பரிணாம நடத்தை காணப்பட்டது, இது பின்வரும் முடிவுகளுக்கு வழிவகுத்தது:

1.சாதாரண கான்கிரீட் (PC) உடன் ஒப்பிடும்போது, ​​எஃகு இழைகள் (SF), கார்பன் இழைகள் (CF) மற்றும் பாசால்ட் இழைகள் (BF) ஃபைபர்-வலுவூட்டப்பட்ட கான்கிரீட்டின் (FRC) இயந்திர பண்புகளை கணிசமாக மேம்படுத்தி அதன் தோல்வி முறையை மாற்றியது. இந்த இழைகள் கான்கிரீட்டின் சுருக்கத்தன்மை மற்றும் ஆரம்ப துளை சுருக்க பண்புகளை மாற்றின. ஃபைபர் உள்ளடக்கம் அதிகரித்ததால், தோல்வி முறை உடையக்கூடிய தன்மையிலிருந்து நீர்த்துப்போகும் தன்மைக்கு மாறியது. எஃகு ஃபைபர் கான்கிரீட் (SFC) க்கு 0.5% மற்றும் கார்பன் ஃபைபர் கான்கிரீட் (CFC) மற்றும் பாசால்ட் ஃபைபர் கான்கிரீட் (BFC) இரண்டிற்கும் முக்கியமான மாற்றப் புள்ளி 1.0% ஆகும். இயந்திர செயல்திறனை அதிகரிக்க, எஃகு ஃபைபர்களுக்கான உகந்த உள்ளடக்கம் 2.0%, கார்பன் ஃபைபர்களுக்கு 1.0% மற்றும் பாசால்ட் ஃபைபர்களுக்கு 0.5% ஆகும்.

2. ஃபைபர் உள்ளடக்கம் கான்கிரீட்டின் சுருக்கத்தன்மை மற்றும் தாங்கும் திறனை மேம்படுத்த முடியும் என்றாலும், அதிகப்படியான அதிக உள்ளடக்கம் "செறிவூட்டல்" நிகழ்வுக்கு வழிவகுக்கும், இதனால் ஃபைபர் "திரட்சி" ஏற்படுகிறது. இது கான்கிரீட்டின் இயற்பியல் பண்புகள், வலிமை மற்றும் சிதைவு பண்புகளை எதிர்மறையாக பாதிக்கிறது. எஃகு ஃபைபர் கான்கிரீட் 2.0% ஃபைபர் அளவு பின்னத்தில் உகந்த செயல்திறனை அடைந்தது, அதே நேரத்தில் கார்பன் ஃபைபர் கான்கிரீட் மற்றும் பாசால்ட் ஃபைபர் கான்கிரீட் முறையே 1.0% மற்றும் 0.5% இல் அவற்றின் உகந்த செயல்திறனை அடைந்தன. இந்த உகந்த உள்ளடக்கங்களுக்கு அப்பால், செயல்திறன் குறைந்தது.

3. ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் மைக்ரோஸ்கோபி (SEM) பகுப்பாய்வு, இழைகளுக்கும் சிமென்டியஸ் மேட்ரிக்ஸுக்கும் இடையிலான இடைமுகப் பிணைப்பு கான்கிரீட்டின் மேக்ரோஸ்கோபிக் இயந்திர பண்புகளை கணிசமாக பாதிக்கிறது என்பதைக் காட்டுகிறது. பொருத்தமான அளவு இழைகள் கான்கிரீட்டிற்குள் அடர்த்தியான முப்பரிமாண நெட்வொர்க் அமைப்பை உருவாக்குகின்றன, இது மேட்ரிக்ஸின் இணைப்பு மற்றும் ஒட்டுமொத்த செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது. இருப்பினும், அதிகப்படியான அதிக இழை உள்ளடக்கம் ஃபைபர் திரட்டலுக்கு வழிவகுக்கிறது, பலவீனமான இடைமுகப் பகுதிகளை உருவாக்குகிறது மற்றும் கான்கிரீட்டின் அடர்த்தி மற்றும் வலிமையைக் குறைக்கிறது. நுண் கட்டமைப்பில் ஏற்பட்ட மாற்றங்கள் மேக்ரோஸ்கோபிக் இயந்திர பண்புகளின் பரிணாம வளர்ச்சியுடன் மிகவும் ஒத்துப்போகின்றன.

4. இழைகளைச் சேர்ப்பது கான்கிரீட்டின் தோல்வி முறையை கணிசமாக மாற்றியது. சாதாரண கான்கிரீட்டுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​இழை-வலுவூட்டப்பட்ட கான்கிரீட் அதிக தோல்விக்குப் பிந்தைய ஒருமைப்பாட்டைக் காட்டியது, குறைவான மற்றும் குறுகலான விரிசல்கள் மற்றும் மேம்பட்ட கடினத்தன்மையுடன். எஃகு இழைகள் விரிசல் தடுப்பில் மிகவும் பயனுள்ளதாக இருந்தன, அதைத் தொடர்ந்து கார்பன் இழைகள் மற்றும் பாசால்ட் இழைகள். இழைகளின் "பிரிட்ஜிங் விளைவு" விரிசல் பரவலை அடக்குவதில் முக்கிய பங்கு வகித்தது, அதே நேரத்தில் "பலவீனமான இடைமுக விளைவு" இயந்திர பண்புகளில் எதிர்மறையான தாக்கத்தை ஏற்படுத்தியது.