Механик үзлекләр һәм җепсел-тимер-бетон механизмнары: җепсел төренә һәм эчтәлегенә йогынты

Бетон иң киң кулланыла Төзелеш материал. Ул бик күп өстенлекләр тәкъдим итә, аның киң таралуы, гади җитештерү процессы, аз бәя, куллану җиңеллеге. Ул биналар, юллар, күперләр, тоннельләр, гидротехника кебек төрле өлкәләрдә киң кулланыла. Күп санлы инженер проектлары үсеш алган саен, бетон эшкәртүгә таләпләр дә әкренләп артты. Нәтиҗәдә, традицион бетонның җитешсезлекләре, мәсәлән, киеренкелекнең җитәрлек булмавы, яракның начар каршылыгы, күләмнең тотрыксызлыгы ачыкланды. Шуңа күрә, бетонның эшләвен яхшырту, инженерлык өлкәсендә төп тикшеренү юнәлешләренең берсе булып тора.

Бетонның эшләвен көчәйтү өчен, җепселләр, гадәттә, аның механик үзлекләрен һәм катгыйлыгын яхшырту өчен өстәләләр. Мисалларга керә Корыч җепселлар (SF), синтетик җепселләр (полипропилен җепселләр кебек), минераль җепселләр (мәсәлән, базальт җепселләре - BF), һәм углерод җепселләре (CF). Бу ысул югары җитештерүчән бетон (HPC) һәм ультра югары җитештерүчән бетон (UHPC) эшләвен тагын да көчәйтте.

Ibепселләр, билгеле бер дәрәҗәдә, бетонның механик үзлекләрен яхшырта ала. Ләкин, төрле җепсел төрләре һәм эчтәлеге котылгысыз рәвештә бетонның механик үзлекләренә йогынтысында зур үзгәрешләргә китерәләр. Хәзерге вакытта оптималь җепсел эчтәлеге, тиешле параметрлар һәм механик үзлекләр арасындагы санлы бәйләнеш, җепсел-тимер-бетонның төп механизмнары әле тагын да ачыклауны таләп итә. Бу тикшерү углерод җепселләрен (CF) тикшерде, базальт җепселләре (BF), һәм корыч җепселләр (SF) тикшеренү предметы буларак, төрле җепселле эчтәлекле конкрет үрнәкләр әзерлиләр. Бу җепселләр конкрет һәм киң кулланылышта яхшы документлаштырылган эшне арттыру аркасында сайланган. Контроль үзгәртелгән экспериментлар аша җепсел төренең һәм эчтәлекнең кысу көченә, эластик модульгә, бетонның эшләмәү режимына тәэсире системалы рәвештә анализланды. Санлы сурәтне һәм сканерлау электрон микроскопиясен (SEM) анализлау ысулларын берләштереп, экспериментлар вакытында җепсел-тимер бетонның ярак эволюциясе тәртибе күзәтелде, түбәндәге нәтиҗәләргә китерде:

1. Гади бетон (ПК) белән чагыштырганда, корыч җепселләр (SF), углерод җепселләре (CF), һәм базальт җепселләре (BF) җепсел-тимер-бетонның механик үзлекләрен сизелерлек арттырды һәм уңышсызлык режимын үзгәртте. Бу җепселләр бетонның компактлыгын һәм башлангыч күзәнәк кысу үзенчәлекләрен үзгәрттеләр. Fiberепсел күләме арткан саен, уңышсызлык режимы ватыктан дуктильга күчә. Критик күчү ноктасы корыч җепселле бетон өчен (SFC) 0,5% һәм углерод җепселле бетон өчен (CFC) һәм базальт җепселле бетон өчен (BFC) 1,0% иде. Механик җитештерүчәнлекне арттыру өчен, корыч җепселләр өчен оптималь эчтәлек 2,0%, углерод җепселләре өчен 1,0%, базальт җепселләр өчен 0,5% иде.

2. fiberепсел эчтәлеге бетонның компактлыгын һәм күтәрү сыйфатын яхшырта алса да, артык югары эчтәлек "туендыру" күренешенә китерергә мөмкин, җепсел "агломерация" китерә. Бу бетонның физик үзлекләренә, көченә, деформация үзенчәлекләренә тискәре йогынты ясый. Корыч җепселле бетон җепсел күләменең 2,0% фракциясендә оптималь эшкә иреште, углерод җепселле бетон һәм базальт җепсел бетон оптималь күрсәткечләренә тиешенчә 1,0% һәм 0,5% иреште. Бу оптималь эчтәлектән тыш, эш кимеде.

3. Электрон микроскопия (SEM) анализы ачыклаганча, җепселләр һәм цементит матрицалар арасындагы интерфейсаль бәйләнеш бетонның макроскопик механик үзлекләренә зур йогынты ясый. Тиешле күләмдә җепселләр бетон эчендә тыгыз өч үлчәмле челтәр структурасын формалаштыралар, матрицаның тоташуын һәм гомуми эшләвен көчәйтәләр. Ләкин, артык күп җепселле эчтәлек җепсел агломерациясенә китерә, зәгыйфь интерфейсара төбәкләр тудыра һәм бетон тыгызлыгын һәм көчен киметә. Микроструктураның үзгәрүе макроскопик механик үзлекләр эволюциясенә бик туры килде.

4. ersепселләр кушылу бетонның эшләмәү режимын сизелерлек үзгәртте. Гади бетон белән чагыштырганда, җепсел-тимер-бетон уңышсызлыктан соңгы югарыраклыкны күрсәтте, азрак һәм таррак ярыклар, көчәйтелгән катгыйлык. Корыч җепселләр яракны тыюда иң эффектив, аннары углерод җепселләре һәм базальт җепселләре. Ersепселләрнең "күпер эффекты" ярак таралуны бастыруда мөһим роль уйнады, ә "зәгыйфь интерфейс эффекты" механик үзлекләргә тискәре йогынты ясады.