מעכאנישע אייגנשאפטן און דורכפאל מעכאניזמען פון פיבער-פארשטארקטן קאנקרעט: איינפלוס פון פיבער טיפ און אינהאלט
בעטאָן איז די מערסט וויידלי געניצט קאנסטרוקציע מאַטעריאַל. עס אָפפערט פילע מעלות, אַרייַנגערעכנט זיין ברייטע צוטריטלעכקייט, פּשוטער פּראָדוקציע פּראָצעס, נידעריקע קאָסטן, און גרינגקייט פון אַפּליקאַציע. עס ווערט ברייט גענוצט אין פֿאַרשידענע פֿעלדער ווי געביידעס, וועגן, בריקן, טונעלן, און הידראַולישע אינזשעניריע. ווי אַ גרויסע צאָל אינזשעניריע פּראָיעקטן האָבן זיך אַנטוויקלט, האָבן די פאָדערונגען אויף קאָנקרעט'ס פאָרשטעלונג אויך ביסלעכווייַז געוואַקסן. דערפֿאַר, זענען די חסרונות פון טראַדיציאָנעלן קאָנקרעט, אַזאַ ווי נישט גענוגיקע ציענדיקע שטאַרקייט, שלעכטע ריס קעגנשטעל, און באַנד אינסטאַביליטעט, געוואָרן קלאָר. דעריבער, פֿאַרבעסערן די פאָרשטעלונג פון קאָנקרעט איז קאָנסיסטענטלי געווען איינער פון די שליסל פאָרשונג ריכטונגען אין ציוויל אינזשעניריע.
צו פֿאַרבעסערן די פאָרשטעלונג פֿון בעטאָן, ווערן פֿײַבערס טיפּיש צוגעגעבן צו פֿאַרבעסערן זײַנע מעכאַנישע אייגנשאַפֿטן און שטאַרקייט. בײַשפּילן אַרײַננעמען שטאָל פיבערס (SF), סינטעטישע פייבערס (ווי פּאָליפּראָפּילען פייבערס), מינעראַל פייבערס (ווי באַסאַלט פייבערס - BF), און טשאַד פייבערס (CF). די צוגאַנג האט ווייטער געשטארקט די פאָרשטעלונג פון הויך-פאָרשטעלונג בעטאָן (HPC) און אולטראַ-הויך פאָרשטעלונג בעטאָן (UHPC).
פֿײַבערס קענען, צו אַ געוויסער מאָס, פֿאַרבעסערן די מעכאַנישע אייגנשאַפֿטן פֿון בעטאָן. אָבער, פֿאַרשידענע פֿײַבער טיפּן און אינהאַלטן פֿירן אומפֿאַרמיידלעך צו באַדײַטנדיקע וועריאַציעס אין זייער השפּעה אויף די מעכאַנישע אייגנשאַפֿטן פֿון בעטאָן. איצט, דער אָפּטימאַלער פֿײַבער אינהאַלט, די קוואַנטיטאַטיווע באַציִונג צווישן באַטייַטיקע פּאַראַמעטערס און מעכאַנישע אייגנשאַפֿטן, און די אונטערלייגנדיקע מעכאַניזמען פֿון פֿײַבער-פֿאַרשטאַרקטן בעטאָן דאַרפֿן נאָך ווײַטערדיקע קלערונג. די שטודיע האָט אויסגעפֿאָרשט קאַרבאָן פֿײַבערס (CF), באַזאַלט פֿײַבערס (BF), און שטאָל פֿאַזערס (SF) ווי פֿאָרשונג סוביעקטן, צוגרייטן קאָנקרעט ספּעסאַמאַנז מיט פֿאַרשידענע פֿאַזער אינהאַלט. די פֿאַזערס זענען אויסגעקליבן געוואָרן צוליב זייער גוט-דאָקומענטירטער פאָרשטעלונג פֿאַרבעסערונג אין קאָנקרעט און ברייט פֿאַרשפּרייטע אַפּליקאַציע. דורך קאָנטראָלירטע וועריאַבאַל עקספּערימענטן, די ווירקונגען פֿון פֿאַזער טיפּ און אינהאַלט אויף די קאָמפּרעסיוו שטאַרקייט, עלאַסטיש מאָדולוס, און דורכפֿאַל מאָדע פֿון קאָנקרעט זענען סיסטעמאַטיש אַנאַליזירט געוואָרן. קאַמביינינג דיגיטאַל בילד און סקאַנינג עלעקטראָן מיקראָסקאָפּיע (SEM) אַנאַליז טעקניקס, די ריס עוואָלוציע נאַטור פֿון פֿאַזער-פֿאַרשטאַרקט קאָנקרעט בעשאַס די עקספּערימענטן איז באמערקט געוואָרן, וואָס פֿירט צו די פֿאָלגנדיקע מסקנות:
1. קאַמפּערד צו געוויינטלעכן בעטאָן (PC), די איינפיר פון שטאָל פיבערס (SF), טשאַד פיבערס (CF), און באַזאַלט פֿײַבערס (BF) האט באדייטנד פארבעסערט די מעכאנישע אייגנשאפטן פון פיבער-פארשטארקטן קאנקרעט (FRC) און געענדערט זיין דורכפאל מאָדע. די פייבערס האבן געענדערט די קאמפאקטקייט פון קאנקרעט און די ערשטע פּאָרע קאמפרעשאן אייגנשאפטן. ווי דער פיבער אינהאלט האט זיך פארגרעסערט, האט זיך דער דורכפאל מאָדע געטוישט פון ברעכיק צו דאַקטיל. דער קריטישער איבערגאנג פונקט איז געווען 0.5% פאר שטאל פיבער קאנקרעט (SFC) און 1.0% פאר ביידע קוילנשטאָף פיבער קאנקרעט (CFC) און באזאלט פיבער קאנקרעט (BFC). כדי צו מאקסימיזירן מעכאנישע פאָרשטעלונג, איז דער אָפּטימאַלער אינהאלט פאר שטאל פייבערס געווען 2.0%, פאר קוילנשטאָף פייבערס 1.0%, און פאר באזאלט פייבערס 0.5%.
2. כאָטש פיבער אינהאַלט קען פֿאַרבעסערן די קאָמפּאַקטקייט און טראָג-קאַפּאַציטעט פֿון בעטאָן, קען אַן איבערגעטריבענער הויכער אינהאַלט פֿירן צו אַ "זעטיקונג" דערשיינונג, וואָס פֿאַראורזאַכט פיבער "אַגלאָמעראַציע". דאָס האָט אַ נעגאַטיוון השפּעה אויף די פֿיזישע אייגנשאַפֿטן, שטאַרקייט און דעפֿאָרמאַציע כאַראַקטעריסטיקס פֿון בעטאָן. שטאָל פיבער בעטאָן האָט דערגרייכט אָפּטימאַלע פאָרשטעלונג ביי אַ פיבער באַנד בראָכצאָל פֿון 2.0%, בשעת טשאַד פיבער בעטאָן און באַסאַלט פיבער בעטאָן האָבן דערגרייכט זייער אָפּטימאַלע פאָרשטעלונג ביי 1.0% און 0.5%, ריספּעקטיוולי. ווייטער פֿון די אָפּטימאַלע אינהאַלטן, איז די פאָרשטעלונג פֿאַרמינדערט געוואָרן.
3. סקענירנדיקע עלעקטראן מיקראסקאפיע (SEM) אנאליז האט געוויזן אז די אינטערפיישעל פארבינדונג צווישן פיבערס און די צעמענטישע מאטריץ האט א באדייטנדיקן איינפלוס אויף די מאקראסקאפישע מעכאנישע אייגנשאפטן פון קאנקרעט. א צוגעפאסטע צאל פיבערס פארמירט א געדיכט דריי-דימענסיאנעלע נעץ סטרוקטור אינעם קאנקרעט, פארבעסערנדיק די מאטריץ'ס פארבינדונג און אלגעמיינע פערפארמאנס. אבער, אן איבערגעטריבענער הויכער פיבער אינהאלט פירט צו פיבער אגלאמעראציע, שאפנענדיק שוואכע אינטערפיישעל געגנטן און פארמינערנדיק די קאנקרעט'ס געדיכטקייט און שטארקייט. די ענדערונגען אין מיקראסטרוקטור זענען געווען שטארק קאנסיסטענט מיט דער עוואלוציע פון מאקראסקאפישע מעכאנישע אייגנשאפטן.
4. די צוגאב פון פיבערס האט באדייטנד געענדערט דעם דורכפאל מאָדע פון קאנקרעט. אין פאַרגלייך מיט פּשוטן קאנקרעט, האט פיבער-פארשטארקט קאנקרעט אויסגעוויזן העכערע אינטעגריטעט נאך דורכפאל, מיט ווייניקער און שמאָלערע ריסן, און פארבעסערטע פעסטקייט. שטאָל פיבערס זענען געווען מערסט עפעקטיוו אין ריס אינהיביציע, נאכגעפאלגט דורך טשאַד פיבערס און באַזאַלט פיבערס. דער "בריקירונג ווירקונג" פון פיבערס האט געשפילט א קריטישע ראלע אין אונטערדריקן ריס פארשפרייטונג, בשעת דער "שוואַכער אינטערפייס ווירקונג" האט געהאט א נעגאַטיוון אימפּאַקט אויף מעכאַנישע אייגנשאַפטן.
