Mae concrit wedi'i atgyfnerthu â ffibr (FRC) yn cyfeirio at ddeunydd cyfansawdd wedi'i seilio ar sment sy'n cynnwys past sment, morter, neu goncrit fel matrics a ffibrau fel atgyfnerthiad. Mae concrit wedi'i atgyfnerthu â ffibr, a elwir hefyd yn goncrit ffibr, fel arfer yn cyfeirio at ddeunydd cyfansawdd wedi'i seilio ar sment sy'n cynnwys past sment, morter, neu goncrit fel matrics a ffibrau byr amharhaol neu ffibrau hir parhaus fel atgyfnerthiad. Gall ffibrau reoli datblygiad pellach craciau yn y concrit matrics, a thrwy hynny wella ymwrthedd crac. Mae cryfder tynnol uchel ac ehangiad ffibrau yn gwella cryfderau tynnol, hyblyg ac effaith, ehangiad a chaledwch y concrit. Mae mathau mawr o goncrid ffibr yn cynnwys sment asbestos, concrit ffibr dur, concrit ffibr gwydr, concrid ffibr polypropylen, concrid ffibr carbon, concrit ffibr planhigion, a choncrit ffibr synthetig modwlws elastig uchel. Mae'n derm cyffredinol ar gyfer deunyddiau cyfansawdd sy'n cynnwys ffibrau a deunyddiau sy'n seiliedig ar sment (past sment, morter, neu goncrit). Prif anfanteision past sment, morter, a choncrit yw cryfder tynnol isel, elongation eithaf isel, a brau. Gellir goresgyn yr anfanteision hyn trwy ychwanegu ffibrau â chryfder tynnol uchel, elongation eithaf uchel, ac ymwrthedd alcali da.
Rôl Ffibr Mewn Concrit:
Mae concrid cyffredin yn ddeunydd brau, sydd eisoes yn cynnwys nifer o ficrocraciau cyn eu llwytho. O dan rymoedd allanol cynyddol, mae'r microcraciau hyn yn ehangu'n raddol ac yn y pen draw yn ffurfio macrocracks, gan arwain at fethiant materol. Mae ychwanegu swm priodol o ffibr yn atal ac yn atal twf microcracks, gan wella'n sylweddol gryfderau tynnol a hyblyg, yn ogystal ag egni torri asgwrn, y deunydd cyfansawdd o'i gymharu â'r matrics sment heb ei atgyfnerthu. Mae gwahanol fathau o ffibr yn gwella anathreiddedd concrit, ymwrthedd i rewi, ymwrthedd treiddiad ïon clorid, a gwrthiant carboniad i raddau amrywiol. Mae concrit wedi'i atgyfnerthu â ffibr yn defnyddio ffibrau byr yn bennaf â chymhareb agwedd benodol (cymhareb hyd ffibr i ddiamedr). Fodd bynnag, weithiau defnyddir ffibrau hir (fel crwydro ffibr gwydr a ffilm ffibrog polypropylen) neu gynhyrchion ffibr (fel rhwyll ffibr gwydr a mat ffibr gwydr). Gellir cynyddu'r cryfder tynnol eithaf 30-50%. Prif swyddogaeth ffibr mewn concrit wedi'i atgyfnerthu â ffibr yw cyfyngu ar dwf craciau yn y matrics sment o dan rymoedd allanol. Yn y cam cychwynnol o lwytho (tensiwn a phlygu), pan fydd y cynhwysion yn briodol ac ychwanegir asiant lleihau dŵr effeithlonrwydd uchel addas, mae'r sylfaen sment a'r ffibrau yn dwyn y grym allanol gyda'i gilydd, a'r cyntaf yw prif gludwr y grym allanol; pan fydd y sylfaen yn cracio, mae'r ffibrau ar draws y craciau yn dod yn brif gynhalwyr y grym allanol. Tybiwch fod cyfaint cynnwys y ffibr yn fwy na gwerth critigol penodol. Yn yr achos hwnnw, gall y deunydd cyfansawdd cyfan barhau i wrthsefyll llwythi uwch a chynhyrchu anffurfiannau mwy nes bod y ffibrau'n cael eu torri neu eu tynnu allan o'r deunydd sylfaen, gan ddinistrio'r deunydd cyfansawdd. O'i gymharu â choncrit cyffredin, mae gan goncrit wedi'i atgyfnerthu â ffibr gryfder tynnol a hyblyg uwch yn y pen draw, yn enwedig y gwelliant mewn caledwch.
Dosbarthiadau Cyffredin o Ffibrau
Gellir dosbarthu ffibrau ar sail eu priodweddau materol:
① Ffibrau metel, megis ffibrau dur (concrit wedi'i atgyfnerthu â ffibr dur) a ffibrau dur di-staen (sy'n addas ar gyfer concrit sy'n gwrthsefyll gwres).
② Ffibrau anorganig, ffibrau mwynol naturiol yn bennaf (chrysotile, crocidolit, amosite, ac ati) a-ffibrau mwynol wedi'u gwneud gan ddyn (ffibrau gwydr sy'n gwrthsefyll alcali, ffibrau carbon fel gwlân mwynol sy'n gwrthsefyll alcali).
③ Ffibrau organig, ffibrau synthetig yn bennaf (polyethylen, alcohol polyvinyl, neilon, polyimide aromatig, ac ati) a ffibrau planhigion (sisal, agave, ac ati). Ni ddylid defnyddio concrit wedi'i atgyfnerthu â ffibr synthetig mewn amgylcheddau â thymheredd uwch na 60 gradd.
Yn seiliedig ar eu modwlws elastig, gellir rhannu ffibrau yn ddau brif gategori:
Cyfeirir at ffibrau â modwlws elastig sy'n llai na'r matrics sment fel ffibrau hyblyg, gan gynnwys ffibrau polypropylen, ffibrau neilon, a ffibrau cellwlos.
Gelwir ffibrau â modwlws elastig sy'n fwy na'r matrics yn ffibrau anhyblyg, fel ffibrau dur, ffibrau gwydr, a ffibrau carbon.
Ffibrau Concrit Cyffredin A'u Nodweddion
Ffibr Dur
Gelwir concrit a luniwyd trwy ymgorffori swm priodol o ffibr dur mewn concrid cyffredin yn goncrid ffibr dur neu goncrid wedi'i atgyfnerthu â ffibr dur. O'i gymharu â choncrit cyffredin, mae ei gryfder tynnol, cryfder hyblyg, ymwrthedd gwisgo, ymwrthedd effaith, ymwrthedd blinder, caledwch, ymwrthedd crac, a gwrthiant ffrwydrad wedi gwella'n sylweddol. -toriad gwifren ddur cryfder uchel-bachyn pen-ffibrau math, ingot wedi'i falu{5}}bachyn diwedd-ffibrau math, ffibrau siâp arbennig wedi'u cneifio, a ffibrau dur aloi isel yn cael eu toddi yn cael eu cymhwyso'n eang mewn prosiectau peirianneg oherwydd eu bod yn cryfhau'r matrics, yn cryfhau'r concrit, yn cryfhau'r craciau ac yn cryfhau'n sylweddol.
Manteision ac Anfanteision
Mantais dechnegol ffibr dur yw ei allu i gynyddu caledwch a chryfder tynnol concrit. Fodd bynnag, mae'r ffibrau dur yn tueddu i glwmpio wrth gymysgu, gan arwain at ymarferoldeb gwael, pwmpio anodd, adeiladu anodd, a thueddiad i rydu. At hynny, mae concrid ffibr dur yn drwm ac mae angen cynhyrchu dur sylweddol, gan gynyddu'r defnydd o ddur a chostau. Mae'r prif fath o fethiant ffibr dur yn ystod y defnydd yn cael ei dynnu allan yn hytrach na'i dorri, sy'n dangos nad yw adlyniad ffibrau dur i goncrit yn ddigonol, a fydd yn effeithio ar wella cryfder tynnol concrit. Yr egwyddor o galedu a chryfhau yw, pan fydd craciau'n digwydd, bod y modwlws dur uchel a chryfder tynnol uchel un ffibr yn atal y craciau rhag datblygu ymhellach; fodd bynnag, oherwydd y nifer cyfyngedig, nid yw effaith atal microcraciau yn sylweddol, ac nid yw'r gwelliant mewn gwrth-tryddiferiad, rhewi-dadmer, a phriodweddau eraill yn amlwg. Yn ogystal, mae dwysedd y ffibrau dur yn rhy uchel yn ystod y gwaith adeiladu, ac maent yn aml yn suddo i waelod y concrit yn ystod dirgryniad ac arllwys, gan ei gwneud hi'n amhosibl eu dosbarthu'n gyfartal. Dyma'r prif reswm pam mae'r casgliadau ymchwil damcaniaethol yn dda, ond mae'r effeithiau cais gwirioneddol yn amrywio'n fawr.
Ffibr Carbon
Ffibr carbonyn ddeunydd cyfansawdd lle mae ffibrau carbon yn cael eu gwasgaru'n unffurf o fewn matrics sment i wella priodweddau ffisegol a mecanyddol y concrit. Mae nodweddion allweddol concrid ffibr carbon yn cynnwys eiddo mecanyddol rhagorol, diddosi, a gwrthsefyll amrywiadau tymheredd naturiol, nad ydynt i'w cael mewn concrit cyfnerth confensiynol. Mae hefyd yn arddangos priodweddau cemegol sefydlog, cryfder mecanyddol hir-barhaol, a sefydlogrwydd dimensiwn mewn amgylcheddau alcalïaidd iawn.
Mae disodli dur â ffibr carbon yn dileu diraddio a dirywiad concrit cyfnerth a achosir gan ddŵr halen, gan leihau pwysau cydrannau adeiladu, hwyluso gosod ac adeiladu, a byrhau amserlenni adeiladu. Mae gan ffibr carbon hefyd briodweddau dampio dirgryniad, amsugno tonnau sioc a chynyddu ymwrthedd seismig a chryfder hyblyg fwy na deg gwaith. Mae concrid ffibr carbon yn arddangos cryfder tynnol uchel, cryfder hyblyg, ymwrthedd torri asgwrn, a gwrthsefyll cyrydiad. Oherwydd ei gyfernod ehangu isel, mae concrid ffibr carbon yn arddangos ymwrthedd gwres rhagorol ac ychydig iawn o anffurfiad thermol.
Prif swyddogaeth ffibr carbon mewn concrid ffibr carbon yw atal ymlediad microcracks o fewn y concrit ac atal macrocraciau rhag digwydd a datblygu. Felly, mae ei gryfder tynnol a chryfder cneifio, plygu, a torsional, sy'n cael eu rheoli'n bennaf gan y prif straen tynnol, yn cael eu gwella'n sylweddol; ar yr un pryd, mae ganddo wrthwynebiad dadffurfiad matrics uchel, a thrwy hynny wella ei galedwch tynnol, plygu, a chaledwch effaith. Pan fo ffracsiwn cyfaint y ffibr carbon yn 1.18%, mae cryfder tynnol hollti'r sbesimen yn cynyddu 1.2%. Yn ôl y rheol gyfansawdd, dylai effaith atgyfnerthu ffibr carbon gynyddu gyda'r cynnydd yn y cynnwys ffibr mewn sment. Pan fo canran pwysau ffibr carbon yn llai na 5%, mae'r berthynas hon bron yn llinol. Pan fydd y cynnwys yn cynyddu ymhellach, mae'r ffibr carbon yn anodd ei wasgaru'n gyfartal yn y matrics, ac ni ellir cyflawni'r effaith atgyfnerthu, ac mae hyd yn oed cryfder tynnol concrid ffibr carbon yn cael ei leihau. Yn ogystal, mae gan goncrid ffibr carbon hefyd ymwrthedd cyrydiad da, ymwrthedd athreiddedd, ymwrthedd gwisgo, ymwrthedd crebachu, a gwydnwch.
Gwydr ffibr
Mae concrit wedi'i atgyfnerthu â ffibr gwydr (GFRC) yn ddeunydd cyfansawdd a wneir trwy ddosbarthu'n unffurf ffibrau gwydr sy'n gwrthsefyll alcali gyda modwlws elastig uchel trwy forter sment neu goncrit confensiynol. Oherwydd mai dim ond 5 i 20 μm yw diamedr ffibrau gwydr, bron yn union yr un fath â gronynnau sment, past sment neu dywod mân yw'r rhwymwr a ddefnyddir yn GFRC, heb fawr ddim agreg bras. Felly, gelwir deunyddiau cyfansawdd a wneir gyda'r deunydd hwn hefyd yn sment wedi'i atgyfnerthu. Mae GFRC yn duedd datblygu yn y dyfodol mewn peirianneg adeiladu. Mae nid yn unig yn goresgyn diffygion cynhyrchion concrit confensiynol, megis pwysau trwm, cryfder tynnol isel, ac ymwrthedd effaith wael, ond hefyd yn meddu ar eiddo nas ceir mewn concrit confensiynol. Mae cynhyrchion GFRC yn deneuach ac yn ysgafnach. Oherwydd eu bod yn defnyddio ffibrau gwydr cryfder tynnol hynod o uchel fel atgyfnerthiad, mae ganddynt gryfder tynnol uchel. Mae dosbarthiad unffurf ffibrau gwydr yn y concrit yn atal cracio arwyneb. Oherwydd eu bod yn amsugno egni sylweddol yn ystod difrod, maent yn arddangos ymwrthedd effaith ardderchog a chryfder hyblyg uchel. Mae cynhyrchion GFRC hefyd yn cynnig eiddo dymchwel rhagorol ac maent yn hawdd eu prosesu, gan eu gwneud yn hawdd eu haddasu i siapiau amrywiol.
Concrid ffibr polypropylen
Mae concrid ffibr polypropylen yn ddeunydd cyfansawdd a wneir trwy ddosbarthu ffibrau polypropylen yn gyfartal wedi'u torri i hyd penodol o fewn morter sment neu fatrics concrit confensiynol i wella priodweddau ffisegol a mecanyddol y matrics. Mae'r concrit hwn sydd wedi'i atgyfnerthu â ffibr yn cynnig manteision megis ysgafn, cryfder tynnol uchel, a gwrthsefyll trawiad a chracio. Gall ffibrau polypropylen hefyd ddisodli atgyfnerthu dur yn rhannol i leihau pwysau'r concrit, a thrwy hynny gynyddu ymwrthedd seismig y strwythur.
Concrid ffibr polypropylen yw'r concrit sy'n cael ei ymchwilio a'i gymhwyso fwyaf. Yn dibynnu ar siâp a strwythur y ffibr, gellir categoreiddio ffibrau polypropylen fel monofilamentau, bwndeli ffibr ffibriledig cyfochrog, a ffibrau ffilm. Mae gan monofilamentau gymhareb agwedd uchel, tra gellir gwasgaru bwndeli ffibr ffibriledig cyfochrog yn hawdd o fewn y matrics sment. Er bod bondio cemegol yn gyfyngedig, mae bondio mecanyddol yn gryf, gan atal y ffibrau rhag cael eu tynnu allan o dan straen.
Er bod gan ffibrau polypropylen gryfder tynnol uwch na choncrit confensiynol, mae eu modwlws elastig yn gymharol isel, gan eu gwneud yn agored i anffurfiad eithafol o dan amodau straen uchel. Fodd bynnag, pan ychwanegir swm priodol o ffibr polypropylen, mae ymwrthedd effaith y deunydd cyfansawdd hwn yn llawer mwy na choncrit cyffredin. Mae hyn wedi dod o hyd i ffordd addawol iawn o gynhyrchu cydrannau â llwythi isel ond ymwrthedd effaith uchel a chaledwch. Yn ogystal, mae ffibr polypropylen yn gallu gwrthsefyll rhwd ac mae ganddo ymwrthedd asid ac alcali da.
Ffibr basalt
Mae ffibr basalt parhaus (CBF) yn ddeunydd ffibr anorganig wedi'i wneud o graig allwthiol folcanig naturiol pur. Mae'n cael ei dynnu'n gyflym ar ôl cael ei doddi ar dymheredd uchel o 1450-1500 gradd. Mae ganddo ymddangosiad brown euraidd, perfformiad cynhwysfawr rhagorol, a phris isel.
Nodweddion ffibr basalt:
(1) Naturioldeb deunyddiau crai. Gan fod y deunyddiau crai ar gyfer cynhyrchu CBF yn dibynnu ar graig allwthiol folcanig naturiol, yn ogystal â'i sefydlogrwydd cemegol a thermol uchel cynhenid, nid yw'n cynnwys unrhyw gydrannau sy'n niweidiol i iechyd pobl.
(2) Perfformiad cynhwysfawr. Mae ffibr basalt yn ffibr gwirioneddol "aml-swyddogaethol". Er enghraifft, mae'n gallu gwrthsefyll asid, alcali, tymheredd isel, gwrthsefyll tymheredd uchel, ynysu rhag gwres, ynysu trydan ac ynysu sain. Mae ei gryfder tynnol yn fwy na -ffibrau carbon tynnu mawr, ac mae ei ehangiad adeg torri yn well na ffibrau carbon tynnu bach. Mae gan CBF arwyneb pegynol a gwlyptedd rhyngwyneb rhagorol pan gaiff ei gymhlethu â resin. Mae gan CBF hefyd dri dimensiwn moleciwlaidd dimensiwn, sydd, o'i gymharu â ffibrau polymer llinol gydag un dimensiynau moleciwlaidd, â chryfder cywasgol uwch, cryfder cneifio, a'r gallu i addasu i amgylcheddau garw a gwrthsefyll heneiddio, ymhlith priodweddau cynhwysfawr rhagorol eraill.
(3) Cost isel. Nid yw pris ffibr basalt a ddefnyddir mewn concrid sment yn uchel, yn sylweddol is na phris ffibr dur, ffibr carbon, ac ati, ac yn debyg i ffibrau synthetig.
(4) Cydnawsedd naturiol. Mae ffibr basalt yn ffibr silicad nodweddiadol. Mae'n hawdd ei wasgaru wrth ei gymysgu â sment, concrit a morter. Mae gan goncrit ffibr basalt cymysg yn ffres gyfaint sefydlog, ymarferoldeb da, a gwydnwch da. Mae ganddo-wrthiant tymheredd uchel rhagorol, ymwrthedd gwrth-dreiddiad a chrac, a gwrthiant trawiad. Yn ogystal, mae ffibr basalt yn gallu gwrthsefyll alcali yn fwy na gwydr sy'n gwrthsefyll alcali.
Cymwysiadau Ffibr-Concrit Atgyfnerthedig
Defnyddir concrit wedi'i atgyfnerthu â ffibr mewn amrywiaeth o gymwysiadau, yn dibynnu ar allu'r adeiladwr a'r adeiladwr i fanteisio ar briodweddau statig a deinamig y deunydd. Mae rhai cymwysiadau'n cynnwys rhedfeydd, garejys parcio, palmentydd, leinin twnnel, sefydlogrwydd llethrau, cregyn, waliau, pibellau, gorchuddion tyllau archwilio, argaeau, strwythurau hydrolig, traphontydd, ffyrdd, pontydd, a lloriau warws.
Mae ffibr yn chwarae rhan hanfodol wrth wella perfformiad a gwydnwch concrit. P'un a yw'n ffibr dur, ffibr gwydr, ffibr polypropylen, neu ffibr naturiol, mae gan bob math fanteision unigryw ac mae'n addas ar gyfer gwahanol anghenion adeiladu. Trwy ddewis y math a'r dos o ffibr yn gywir, gall peirianwyr nid yn unig wella ymwrthedd crac, caledwch a chryfder tymor hir concrit yn effeithiol, ond hefyd leihau costau cynnal a chadw dilynol yn sylweddol. Wrth i dechnoleg adeiladu barhau i ddatblygu, mae concrit wedi'i atgyfnerthu â ffibr yn dod yn ateb allweddol ar gyfer creu strwythurau cryfach, mwy diogel a mwy cynaliadwy.
