Süýümli betonyň mehaniki häsiýetleri we näsazlyk mehanizmleri: Süýümiň görnüşiniň we mazmunynyň täsiri
Beton iň köp ulanylýan materialdyr Gurluşyk material. Ol köp sanly artykmaçlyklary hödürleýär, şol sanda giňden elýeterliligi, önümçilik prosesiniň ýönekeýligi, arzanlygy we ulanylyşynyň aňsatlygy. Ol binalar, ýollar, köprüler, tuneller we gidrotehnika ýaly dürli ugurlarda giňden ulanylýar. Köp sanly inženerçilik taslamalarynyň ösmegi bilen, betonyň iş görkezijilerine bildirilýän talaplar hem kem-kemden artdy. Netijede, däp bolan betonyň ýetmezçilikleri, ýagny dartgynlylyk güýjüniň ýetmezçiligi, ýarylma garşylygynyň pesligi we göwrümiň durnuksyzlygy aýdyňlaşdy. Şonuň üçin betonyň iş görkezijilerini ýokarlandyrmak gurluşyk inženerçiliginde esasy ylmy-barlag ugurlarynyň biri bolup geldi.
Betonuň işini ýokarlandyrmak üçin, adatça, onuň mehaniki häsiýetlerini we berkligini ýokarlandyrmak üçin süýümler goşulýar. Mysallar: Polad süýümis (SF), sintetiki süýümler (polipropilen süýümleri ýaly), mineral süýümler (bazalt süýümleri ýaly - BF) we uglerod süýümleri (CF). Bu çemeleşme ýokary öndürijilikli betonyň (HPC) we örän ýokary öndürijilikli betonyň (UHPC) öndürijiligini has-da ýokarlandyrdy.
Süýümler belli bir derejede betonyň mehaniki häsiýetlerini gowulandyryp biler. Şeýle-de bolsa, dürli süýüm görnüşleri we düzümi betonyň mehaniki häsiýetlerine täsirinde uly üýtgeşikliklere getirýär. Häzirki wagtda süýümiň optimal düzümi, degişli parametrler bilen mehaniki häsiýetleriň arasyndaky mukdar gatnaşygy we süýüm bilen berkidilen betonyň esasy mehanizmleri has aýdyňlaşdyrmaga mätäç. Bu gözlegde uglerod süýümleri (KS) öwrenildi, bazalt süýümleri (BF) we polat süýümleri (SF) ylmy-barlag obýektleri hökmünde dürli süýümli beton nusgalaryny taýýarladylar. Bu süýümler betonda gowy dokumentleşdirilen öndürijilik derejesiniň ýokarlanmagy we giňden ulanylmagy sebäpli saýlandy. Gözegçilik edilýän üýtgeýän tejribeler arkaly süýümiň görnüşiniň we mazmunynyň betonyň basyş güýjüne, elastiklik moduluna we döwülme režimine täsiri ulgamlaýyn seljerildi. Sanly surat we skanerleýji elektron mikroskopiýa (SEM) seljerme usullaryny birleşdirip, süýümli demir-betonuň tejribeler wagtyndaky ýaryklaryň ösüş häsiýeti syn edildi we aşakdaky netijelere getirdi:
1. Adaty beton (PC) bilen deňeşdirilende, polat süýümleriniň (SF), uglerod süýümleriniň (CF) we bazalt süýümleri (BF) süýümli demir-betonuň (FRC) mehaniki häsiýetlerini ep-esli ýokarlandyrdy we onuň döwülme režimini üýtgetdi. Bu süýümler betonyň ykjamlygyny we başlangyç gözenek basyş häsiýetlerini üýtgetdi. Süýümiň mukdary artdygyça, döwülme režimi döwülmeden çeýelige geçdi. Kritiki geçiş nokady polat süýümli beton (SFC) üçin 0,5% we uglerod süýümli beton (CFC) we bazalt süýümli beton (BFC) üçin 1,0% boldy. Mehaniki öndürijiligi iň ýokary derejä çykarmak üçin polat süýümleri üçin optimal möçber 2,0%, uglerod süýümleri üçin 1,0% we bazalt süýümleri üçin 0,5% boldy.
2. Süýümiň mukdary betonyň ykjamlygyny we göterijilik ukybyny gowulandyryp bilse-de, onuň aşa ýokary mukdary "doýgunlaşma" hadysasyna sebäp bolup, süýümiň "aglomerasiýasyna" sebäp bolup biler. Bu bolsa betonyň fiziki häsiýetlerine, berkligine we deformasiýa häsiýetlerine ýaramaz täsir edýär. Polat süýümli beton süýümiň göwrüm paýynyň 2,0% -inde optimal netije gazandy, uglerod süýümli beton we bazalt süýümli beton bolsa degişlilikde 1,0% we 0,5% -inde optimal netije gazandy. Bu optimal möçberden daşary netije pese gaçdy.
3. Skanirleýji elektron mikroskopiýa (SEM) analizi süýümler bilen sement matrisasynyň arasyndaky serhet baglanyşygynyň betonyň makroskopik mehaniki häsiýetlerine düýpli täsir edýändigini görkezdi. Süýümleriň degişli mukdary betonyň içinde dykyz üç ölçegli tor gurluşyny emele getirýär, bu bolsa matrisanyň baglanyşygyny we umumy işini gowulandyrýar. Şeýle-de bolsa, süýümiň aşa ýokary mukdary süýümiň aglomerasiýasyna getirýär, serhet sebitleriniň gowşaklygyny döredýär we betonyň dykyzlygyny we berkligini peseldýär. Mikrogurluşdaky üýtgeşmeler makroskopik mehaniki häsiýetleriň ösmegi bilen örän gabat gelýär.
4. Süýümleriň goşulmagy betonyň döwülme režimini düýpli üýtgetdi. Adaty beton bilen deňeşdirilende, süýümli demir-beton döwülmeden soňky has ýokary bitewiligi, az we dar çatlaklar we berkligi görkezdi. Polat süýümleri çatlaklaryň öňüni almakda iň täsirli boldy, ondan soň uglerod süýümleri we bazalt süýümleri geldi. Süýümleriň "köpri täsiri" çatlaklaryň ýaýramagynyň öňüni almakda möhüm rol oýnady, "gowşak serhet täsiri" bolsa mehaniki häsiýetlere ýaramaz täsir etdi.
