Süýüm-demir betonyň mehaniki aýratynlyklary we şowsuzlyk mehanizmleri: Süýüm görnüşiniň we mazmunynyň täsiri

Beton iň giňden ulanylýar Gurluşyk material. Giňden ýaýran elýeterliligi, ýönekeý önümçilik prosesi, arzan bahasy we ulanylyş aňsatlygy ýaly köp sanly artykmaçlygy hödürleýär. Binalar, ýollar, köprüler, tuneller we gidrotehnika ýaly dürli ugurlarda giňden ulanylýar. In engineeringenerçilik taslamalarynyň köpüsiniň ösmegi bilen betonyň öndürijiligine bolan talaplar hem kem-kemden artdy. Netijede, dartyş güýjüniň ýeterlik däldigi, döwülmegine garşylygy we sesiň durnuksyzlygy ýaly adaty betonyň kemçilikleri äşgär boldy. Şonuň üçin betonyň işleýşini gowulandyrmak gurluşyk in engineeringenerçiliginde esasy gözleg ugurlaryndan biri bolup durýar.

Betonyň işleýşini ýokarlandyrmak üçin, mehaniki häsiýetlerini we berkligini ýokarlandyrmak üçin süýümler adatça goşulýar. Mysallar öz içine alýar Polat süýüms (SF), sintetiki süýümler (polipropilen süýümleri ýaly), mineral süýümler (bazalt süýümleri - BF) we uglerod süýümleri (CF). Bu çemeleşme ýokary öndürijilikli betonyň (HPC) we aşa ýokary öndürijilikli betonyň (UHPC) öndürijiligini hasam ýokarlandyrdy.

Süýümler belli bir derejede betonyň mehaniki aýratynlyklaryny gowulaşdyryp biler. Şeýle-de bolsa, dürli süýüm görnüşleri we mazmuny hökmany suratda betonyň mehaniki aýratynlyklaryna täsiriniň ep-esli üýtgemegine getirýär. Häzirki wagtda süýümiň iň amatly mazmuny, degişli parametrler bilen mehaniki häsiýetleriň arasyndaky mukdar gatnaşygy we süýümli demir betonyň esasy mehanizmleri entek has anyklaşdyrylmagyny talap edýär. Bu gözleg uglerod süýümlerini (CF) derňedi, bazalt süýümleri (BF) we polat süýümleri (SF) gözleg predmeti hökmünde dürli süýümli mazmunly beton nusgalary taýýarlaýarlar. Bu süýümler beton we giňden ulanylanda gowy resminamalaşdyrylan öndürijiligi sebäpli saýlandy. Dolandyrylýan üýtgeýän synaglaryň üsti bilen süýüm görnüşiniň we mazmunyň gysyş güýjüne, elastik modulyna we betonyň näsazlyk re modeimine edýän täsiri yzygiderli derňeldi. Sanly şekili we skaner elektron mikroskopiýa (SEM) derňew usullaryny birleşdirip, synaglaryň dowamynda süýümli demir betonyň döwük ewolýusiýa häsiýeti syn edildi we aşakdaky netijelere getirdi:

1. Adaty beton (HK) bilen deňeşdirilende polat süýümleriň (SF), uglerod süýümleriniň (CF) we bazalt süýümleri (BF) süýümli demir betonyň (FRC) mehaniki aýratynlyklaryny ep-esli ýokarlandyrdy we şowsuzlyk tertibini üýtgetdi. Bu süýümler betonyň ykjamlygyny we gözenegiň gysyş aýratynlyklaryny üýtgetdi. Süýümiň mukdary artdygyça, şowsuzlyk re modeimi döwükden süýümli görnüşe geçdi. Kritiki geçiş nokady polat süýümli beton (SFC) üçin 0,5%, uglerod süýümli beton (CFC) we bazalt süýümli beton (BFC) üçin 1,0% boldy. Mehaniki öndürijiligi ýokarlandyrmak üçin polat süýümler üçin iň amatly mazmun 2,0%, uglerod süýümleri üçin 1,0%, bazalt süýümleri üçin 0,5% boldy.

2. Süýümiň düzümi betonyň ykjamlygyny we göterijilik ukybyny gowulaşdyryp bilýän hem bolsa, aşa köp mukdarda süýüm "aglomerasiýa" sebäp bolup, "doýma" hadysasyna sebäp bolup biler. Bu betonyň fiziki aýratynlyklaryna, güýjüne we deformasiýa aýratynlyklaryna ýaramaz täsir edýär. Polat süýümli beton süýümiň göwrüminiň 2,0% fraksiýasynda optimal öndürijilige ýetdi, uglerod süýümli beton we bazalt süýümli beton iň amatly ýerine ýetirilişine degişlilikde 1,0% we 0,5% ýetdi. Bu amatly mazmundan başga, öndürijilik peseldi.

3.Skaneriň elektron mikroskopiýasy (SEM) derňewi süýümler bilen sementli matrisanyň arasyndaky interfeýs baglanyşygynyň betonyň makroskopiki mehaniki aýratynlyklaryna ep-esli derejede täsir edýändigini ýüze çykardy. Süýümleriň degişli mukdary betonyň içinde dykyz üç ölçegli tor gurluşyny emele getirýär, matrisanyň baglanyşygyny we umumy işleýşini ýokarlandyrýar. Şeýle-de bolsa, süýümiň aşa köp bolmagy süýümiň aglomerasiýasyna getirýär, gowşak sebitara sebitleri döredýär we betonyň dykyzlygyny we güýjüni peseldýär. Mikrostrukturadaky üýtgeşmeler makroskopiki mehaniki häsiýetleriň ewolýusiýasyna ýokary laýyk gelýärdi.

4. Süýümleriň goşulmagy betonyň näsazlyk re modeimini ep-esli üýtgetdi. Simpleönekeý beton bilen deňeşdirilende, süýümli demir-beton şowsuzlykdan soňky has ýokary bitewiligi görkezýär, az we dar çatryklar we berkligi güýçlendirýär. Polat süýümleri ýarylmagy gadagan etmekde iň täsirli bolup, ondan soň uglerod süýümleri we bazalt süýümleri bar. Süýümleriň "köpri täsiri" ýaryk ýaýramagynyň öňüni almakda möhüm rol oýnady, "gowşak interfeýs täsiri" mehaniki häsiýetlere ýaramaz täsir etdi.