Фибер - армирани бетон (ФРЦ) је композитни материјал који се састоји од цемента или хидрауличног цемента, воде, грубе и ситне агрегате и кратке и једнолично дистрибуиране дистрибуиране влакна. Влакна могу бити челична влакна, стаклена влакна, карбонска влакна, полимерна влакна, биљна влакна итд. Дужина обично варира од 3 мм до 64 мм, а пречник може да варира од неколико микрона до 1 мм. Цросс - секцијски облик влакана може бити кружни, елиптични, полигонални, троугласти, полумесец или квадратни, који углавном зависи од коришћених сировина и процеса прераде и производње. Влакна су углавном подељена у две категорије: грубе влакна и добра влакна. Пречник или еквивалентни пречник финих влакана је обично мањи од 0,3 мм, док је пречник или еквивалентни пречник грубе влакна већи од или једнак 0,3 мм. Тако је- звао еквивалентни пречник је кружни пречник претворен из истог крста - секцијска површина као кружна влакна, то јест (4а / π) 0.5.
Проценат запремине влакана у бетону је обично 0,1% на 5%. Величина овог процента запремине углавном зависи од лакоће мешања смеше и апликације пројекта. На пример, секундарни стресови проузроковани одсећим променама и температурним променама у бетону се обично контролишу и решене ниским дозирање влакана (0,1% до 0,3% по запремини). Када садржај влакана прелази 0,3%, механички одзив влакног бетона биће значајно разликован од оног обичног бетона без влакана, углавном у његовом оптерећењу - носивости након пуцања. Способност влакана бетона да апсорбује енергију након пуцања назива се "жилавост". Када се додају веће дозе влакана на бетон, поред жилавости након пуцања, влакно бетона такође показује напрезање - Јачање карактеристика. Другим речима, овај композитни материјал може издржати затезне напоне који прелазе самог обичног бетона. У овом псеудо - дуктилним композитима, често се виде више пукотина и значајне карактеристике енергије и карактеристике дисипације енергије.
Врсте бетона ојачана влакна
Амерички стандард АСТМ Ц116 / Ц116М даје четири врсте бетона влакна: Прва је челична влакнасте бетон (СФРЦ), која углавном укључује нехрђајуће челичне влакне, легуре челичне влакне и карбонски челична влакна; Други је бетон са стакленим влакнима (ГФРЦ), који је састављен од Алкалија - отпорних стаклених влакана; Треће је синтетичка влакна (синмфрц), а четврти је природни бетон влакана (НФРЦ).
Као што се види из горње табеле, снага и еластични модул челичних влакана су релативно високи и није лако рђати јер је у високо алкалном окружењу. Дејство везе између њега и смеша може постићи ефикасније механичко сипање повећањем храпавости површине и деформације.
Синтетичка влакна углавном нису - метална влакна произведена развојем петрохемијске и текстилне индустрије, укључујући различите облике полимера. Следећи су нека синтетичка влакна која се обично користе у прецизирању бетона:
Карбонски влакник
У поређењу са челичним влакнима, стакленим влакнима, полипропиленом влакном итд., Предност угљеника лежи у својим карактеристикама, високом модулу, отпорности на топлоту, хемијској стабилности у алкалном окружењу и другим корозивним хемијским окружењем; Поред тога, има карактеристику значајног побољшања механичких својстава.
Најлонска влакна / полиамидно влакно влакно
Ова врста влакана има добру затезну чврстоћу, високу жилавост, еластичан опоравак и добру хидрофилизацију и релативно је стабилна у цементу - на бази алкалних окружења.
Полипропилен
Ово влакно има низак еластични модул и ниску тачку топљења, тако да није погодан за прецизне бетонске производе под високим:- аутоклавирањем температуре. Међутим, због своје ниске тачке топљења може се користити за производњу ватросталних материјала или производа са високом отпорношћу на пожар. Постоје две врсте полипропиленских влакана која се користе за бетонску ојачање: монофиламенти и фибрилирана влакна (растезана влакна). Ова влакна су хидрофобна и имају велики контакт угао воде. Стога имају лош бојнију са бетонским од хидрофилних влакана.
Поливинил алкохолно влакно влакно
Ово влакно је направљено од ПВА Рела-а кроз више процеса високог истезања и има високу чврстину и отпорност на воду. Држава дистрибуције влакана у бетонској бази може се мењати посебним површинским третманом. Нажалост, ПВА влакна има велики коефицијент топлотне скупштине, а његова стопа скупљања је чак 4% у 200 степени. Има добру отпорност на окружења алкалних и органских растварача и има мало губитка снаге под дугим - термином ултраљубичасто зрачење.
Стаклено влакно
Стаклена влакна која се користи у бетону мора да садржи најмање 16% цирконијум-диоксида за отпорност на алкални; Остале врсте стаклених влакана, попут алкалија - слободних влакана, не препоручују се за употребу у бетону. Стаклена влакна има висок модул и велику чврстоћу и има добру везу са бетоном. Разлика између бетона од армираног стакленог влакана и других бетона ојачана влакна је садржај влакана; Прва има проценат запремине влакана од 4% до 6%, док је последња или други проценат запремине влакана око 0,1% до 1%. Да би се постигао висок садржај стаклених влакана, конкретан композиција је потребан висок садржај цемента, фини агрегат и готово да није груби агрегат.
Улога влакана у бетону
Квази - статички оптерећење и одговор на ударање
Влакна могу ефикасно побољшати механичка својства. Тестови чекића за ударање показују да је јачина утицаја полипропиленских бетона са садржајем запремине од 0,1% до 0,2% већа од оног обичног бетона у почетној фази пуцања и коначном фактурису. Тренутно нема јединственог стандардног метода испитивања за одређивање чврстоће бетона са притиском на влакна, али релевантне студије су показале да је аксијална стручна чврстоћа влакнастих бетона од 85% до 100% већа од оног обичног бетона; Даљње студије су показале да под утицајним оптерећењима, бетон влакана нема очигледну вршну дуктилност у касном периоду компресије, што је углавном зато што се у Фрагментима бетона нису везане за влакна. Иако резултати испитивања показују да је коефицијент утицаја челичног бетона бетона полимерних влакана, не разликује се од обичног бетона, са коефицијентом утицаја од око 1,5. Поред тога, резултати показују да три - димензионална деформирана челична влакна имају очитији коефицијент динамичног утицаја од два - димензионална деформисана челична влакна; Међутим, затезна чврстоћа под динамичким оптерећењима и преосталој чврстоћи савијања након пуцања значајно је побољшана.
Перформансе влакана у бетону под утицајним оптерећењима у великој мери зависи од већа између влакана и бетона под помаком са високим стопама развоја пукотина. Студије су показале да са повећањем стопе утоваривача, челична влакна бетона има високу отпорност на развој пукотина, у поређењу са неким бетонским узорцима са полипропиленским влакнима, али последња може брзо да надокнади бивши; Прикупи се да је то углавном јер су сами полипропиленски влакна осетљивија на стопе најара од челичних влакана.
Контрола пукотина за скупљање
Познато је да влакна могу значајно утицати на бесплатан скупљање и друго повезано рано - старост цементне композите -. Студије су показале да употреба полиетиленских влакана са процентом запремине од око 1% може смањити бесплатну пластичну скупљање бетона за чак 30%. Поред бесплатног скупљања, користе се и разне технике за проучавање ефеката влакана на ограниченом скупљању бетона. Додавање влакана се углавном користи за промену ширине и дужине скупљања скупљања у бетону под ограниченим окружењем. Релевантни закључци истраживања су отприлике као што следи.
1. Влакнасти материјал и тип имају велики утицај на пукотине скупљања. За исти запремина садржаја влакана, стаклена влакна је најефикаснија у инхибицији раста пукотина, а затим синтетичка влакна.
2 за дату фракцију јачине влакана и тип влакана, дуже, мања влакна у пречнику су ефикаснија од краћих, дебљих влакана; Влакна са већом степеном геометријске деформације на површини су ефикаснија од непредвиђених влакана.
3. Што се тиче биљних влакана, обложена или необрађена влакна ефикасна су само када проценат запремине буде изнад 0,3%.
Водоотпоран и издржљив
Прецизне бетонске компоненте склоне су деградацији због напада сумпорне киселине, Тхав - циклуси замрзавања, алкали - алоксима и корозирање челичних шипки. У свим овим случајевима продор воде игра пресудну улогу. Трајност додатних бетонских производа првенствено зависи од стопе пропадања воде / пенетрације. Резултати показују да је пропустљивост воде, заузврат, зависи од пукотина у бетону, а пораст ширине бетонских пукотина резултираће већем пропусношћу воде. Арматура влакана побољшава бетонску отпорност на пуцање, повећава храпавост површине пукотине и промовише развој више пукотина, што значајно смањује конкретну пропустљивост. Што се тиче стреса и стреса - индуковане бетонске пуцање, резултати су показали да пукотине у обичном бетону значајно повећавају његову пропусност, док је пропусност влакана - ојачаног бетона знатно нижа од оног обичног бетона. Што се тиче влакна побољшавају отпорност на воду, студије су показале да се микропоре у обичном бетону мењају у нанопорес због додавања влакана.
Корозија за репар у неком тренутку бетон је значајан проблем. Контаминација хлорида у бетону је главни фактор, а механизми и процеси помоћу којих се одликује челик добро се разумеју. Нажалост, пукотине у бетону омогућавају хлоридне јоне и друге корозивне хемикалије да лакше уносе, тако промовишу даљњу корозију. Иони хлориде дифузују првенствено кроз пенетрацију капиларне воде, док дифузија хлорида првенствено зависи од пропустљивости воде.
