Właściwości i rozwój betonu zbrojonego włóknami stalowymi

Beton zbrojony włóknami stalowymi (SFRC) to nowy rodzaj materiału kompozytowego, który można odlewać i natryskiwać poprzez zmieszanie odpowiedniej ilości krótkiego włókna stalowego ze zwykłym betonem. W ostatnich latach SFRC szybko się rozwinęło w kraju i za granicą.

1.Właściwości betonu zbrojonego włóknami stalowymi

W porównaniu ze zwykłym betonem, beton zbrojony włóknami stalowymi ma znacznie lepszą odporność na rozciąganie, ścinanie, zginanie, ścieranie i pękanie, a jego odporność na pękanie i uderzenia również zostały znacznie zwiększone, co prowadzi do lepszej wydajności w odporność na zmęczenie i trwałość konstrukcji w jej przyjęciu. Należy zauważyć, że wytrzymałość SFTC można zwiększyć od 10 do 20 razy. W Chinach przeprowadzono test porównawczy właściwości mechanicznych betonu zbrojonego włóknami stalowymi i zwykłego betonu. Wynik wskazuje, że gdy ilość domieszki włókna stalowego stanowi 15%-20%, a stosunek wodno-cementowy wynosi 0,45, wytrzymałość na rozciąganie będzie wzrośnie o 50% do 70%, a wytrzymałość na zginanie wzrośnie o 120% do 180%. W tym samym czasie wytrzymałość na uderzenia wzrośnie od 10 do 20 razy, wytrzymałość na zmęczenie uderzeniowe wzrośnie od 15 do 20 razy, a wytrzymałość na zginanie również wzrośnie od 14 do 20 razy. Godna uwagi jest również poprawa odporności na zużycie. Dlatego można potwierdzić, że beton zbrojony włóknami stalowymi ma lepsze właściwości fizyczne i mechaniczne niż zwykły beton.

2. Podstawowa teoria betonu zbrojonego włóknami stalowymi

(1). Teoria mechaniki złożonej. Teoria mechaniki kompozytów opiera się na teorii materiałów kompozytowych z ciągłymi włóknami, w połączeniu z charakterystyką rozmieszczenia włókien stalowych w betonie. Teoria traktuje materiał kompozytowy jako dwufazowy materiał kompozytowy, z włóknem jako jedną fazą i osnową jako drugą.

(2). Teoria rozmieszczenia włókien. Teoria odstępów między włóknami, znana również jako teoria odporności na pękanie, opiera się na liniowej mechanice pękania sprężystego. Zgodnie z teorią, efekt wzmocnienia włókien produkowanych przez dostawców włókien betonowych jest związany tylko z równomiernie rozmieszczonymi odstępami między włóknami (minimalne odstępy).

3. Zastosowanie betonu zbrojonego włóknami stalowymi

Beton zbrojony włóknami (FRC), w szczególności cel Beton zbrojony włóknem stalowym (SFRC), ze względu na swoje doskonałe właściwości, zyskuje coraz większą uwagę w dziedzinie praktycznej inżynierii z dziedziny nauki i inżynierii. Do tej pory, wraz z promowaniem stosowania betonu zbrojonego włóknami stalowymi, ze względu na różne rozmieszczenie włókien w betonie, beton zbrojony włóknami dzieli się głównie na cztery kategorie: beton zbrojony włóknami stalowymi, beton zbrojony włóknami hybrydowymi, warstwowy wzmocniony włóknami stalowymi betonu i warstwowego betonu zbrojonego włóknami hybrydowymi.

Jako nowy rodzaj materiału kompozytowego, beton zbrojony włóknami stalowymi (SFRC) jest znany ze swoich doskonałych właściwości fizycznych i mechanicznych , takich jak dobra wytrzymałość na rozciąganie, zginanie, pękanie, uderzenia, zmęczenie, wysoka wytrzymałość itp. Teraz został wybrany do wykorzystania w wielu projektach inżynierskich, w tym w profesjonalnych obszarach budownictwa, ochrony wody, tunelu autostradowego, nawierzchnia autostrady i lotniska, linia kolejowa, rurociąg, śródlądowa droga wodna, zamieszki, konserwacja i wzmocnienie i tak dalej.