강철 섬유 강화 콘크리트 (SFRC)는 적절한 양의 짧은 강철 섬유를 일반 콘크리트에 추가하여 붓고 뿌릴 수있는 새로운 유형의 복합 재료입니다. 최근 몇 년 동안 국내외에서 빠르게 발전했습니다. 낮은 인장 강도의 단점, 작은 궁극적 인 신장 및 콘크리트의 부서지기 쉬운 속성을 극복합니다. 인장 강도, 굽힘 저항, 전단 저항, 균열 저항, 피로 저항 및 강인성과 같은 탁월한 특성이 있습니다. 유압 공학, 도로 및 교량, 건설 및 기타 엔지니어링 분야에 적용되었습니다.
1. 강철 섬유 강화 콘크리트 개발
섬유 강화 콘크리트 (FRC)는 섬유 강화 콘크리트의 약어입니다. 일반적으로 시멘트 페이스트, 모르타르 또는 콘크리트 및 금속 섬유, 무기 섬유 또는 유기 섬유 강화 재료로 구성된 시멘트 기반 복합물입니다. 콘크리트 매트릭스에서 높은 인장 강도, 높은 궁극적 인 신장 및 높은 알칼리 저항성을 갖는 짧고 미세한 섬유를 균일하게 분산시켜 형성된 새로운 건축 자재입니다. 콘크리트의 섬유질은 콘크리트의 초기 균열 생성과 외부 힘의 작용 하에서 균열의 추가 확장을 제한 할 수 있으며, 긴장 강도가 낮고 콘크리트의 쉬운 균열 및 열악한 피로 저항과 같은 고유 한 결함을 효과적으로 극복하고 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다. 불 침투성, 방수, 서리 저항 및 콘크리트의 강화 보호. 섬유 강화 콘크리트, 특히 강철 섬유 강화 콘크리트는 우수한 성능으로 인해 실제 공학 분야의 학업 및 엔지니어링 서클에 점점 더 많은 관심을 끌었습니다. 1907 소비에트 전문가 B п. Hekpocab은 금속 섬유 철근 콘크리트를 사용하기 시작했습니다. 1910 년, HF Porter는 짧은 섬유 강화 콘크리트에 대한 연구 보고서를 발표했으며, 이는 매트릭스 재료를 강화하기 위해 짧은 강철 섬유를 콘크리트로 균일하게 분산시켜야 함을 시사합니다. 1911 년 미국의 Graham은 콘크리트의 강도와 안정성을 향상시키기 위해 일반 콘크리트에 강철 섬유를 추가했습니다. 1940 년대까지 미국, 영국, 프랑스, 독일, 일본 및 기타 국가에는 콘크리트의 내마모성 및 균열 저항을 개선하기 위해 강철 섬유를 사용하고 강철 섬유 콘크리트의 제조 기술 및 개선에 대한 많은 연구를 수행했습니다. 섬유와 콘크리트 매트릭스 사이의 결합 강도를 향상시키기위한 강철 섬유의 형태; 1963 년 JP Romualdi와 GB Batson은 강철 섬유 제한 콘크리트의 균열 개발 메커니즘에 관한 논문을 발표했으며, 강철 섬유 강화 콘크리트의 균열 강도는 효과적인 역할을하는 강 섬유의 평균 간격에 의해 결정된다는 결론을 내렸다. 인장 응력 (섬유 간격 이론) 에서이 새로운 복합 재료의 실제 개발 단계를 시작합니다. 현재까지, 강철 섬유 강화 콘크리트의 대중화 및 적용으로 콘크리트에 섬유의 다른 분포로 인해 주로 네 가지 유형이 있습니다 : 강 섬유 강화 콘크리트, 하이브리드 섬유 강화 콘크리트, 층 강화 콘크리트 및 층 하이브리드 섬유 강화 콘크리트.
2. 강화 된 강화 메커니즘 강화 콘크리트
(1) 복합 역학 이론. 복합 역학 이론은 연속 섬유 복합 이론을 기반으로하며 콘크리트에서 강철 섬유의 분포 특성과 결합된다. 이 이론에서, 복합재는 섬유를 1 상으로, 다른 단계와 같이 매트릭스를 갖는 2 상 복합재로 간주된다.
(2) 섬유 간격 이론. 균열 저항 이론으로도 알려진 섬유 간격 이론은 선형 탄성 골절 역학에 기초하여 제안된다. 이 이론은 섬유의 강화 효과가 균일하게 분포 된 섬유 간격 (최소 간격)과 관련이 있다고 주장합니다.
3. 강철 섬유 강화 콘크리트의 개발 상태에 대한 분석
1. 스틸 섬유 강화 콘크리트. 강철 섬유 강화 콘크리트는 소량의 저탄소강, 스테인레스 스틸 및 FRP 섬유를 일반 콘크리트에 첨가하여 형성된 일종의 비교적 균일하고 다 방향 강화 콘크리트입니다. 강철 섬유의 혼합량은 일반적으로 1% ~ 2%, 70 ~ 100kg 스틸 섬유는 체중에 따라 각 입방 미터의 콘크리트에 혼합됩니다. 스틸 섬유의 길이는 25 ~ 60mm이어야하고 직경은 0.25 ~ 1.25mm이어야하며 길이와 직경의 가장 좋은 비율은 50 ~ 700이어야합니다. 일반적인 콘크리트와 비교하여 인장, 전단, 굽힘을 향상시킬 수 있습니다. , 마모 및 균열 저항은 또한 콘크리트의 골절 강인성과 충격 저항을 크게 향상시키고, 구조의 피로 저항과 내구성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 10 ~ 20 배 증가했습니다. 강철 섬유 강화 콘크리트 및 일반 콘크리트의 기계적 특성은 중국에서 비교됩니다. 강 섬유의 함량이 15% ~ 20%이고 물 시멘트 비율이 0.45 인 경우, 인장 강도는 50% ~ 70% 증가하고 굴곡 강도는 120% ~ 180% 증가하고 영향 강도는 10 ~ 20 증가합니다. 시간, 충격 피로 강도는 15 ~ 20 배 증가하고 굴곡 강인성은 14 ~ 20 배 증가하며 내마모성도 크게 향상됩니다. 따라서 강철 섬유 강화 콘크리트는 일반 콘크리트보다 더 나은 물리적 및 기계적 특성을 가지고 있습니다.
4. 하이브리드 섬유 콘크리트
관련 연구 데이터에 따르면 강철 섬유는 콘크리트의 압축 강도를 크게 촉진하지 않거나 심지어 감소하지 않습니다. 평범한 콘크리트와 비교할 때, 불완전 성, 내마모성, 내마모성, 충격 및 내마모성 콘크리트의 양성 및 음성 (증가 및 감소) 또는 중간 뷰가 있습니다. 콘크리트의 초기 플라스틱 수축 예방. 또한 강철 섬유 강화 콘크리트에는 대량 복용량, 고가, 녹 및 화재로 인한 버스트에 대한 저항이 거의 없으므로 다양한 정도에 적용하는 데 영향을 미쳤습니다. 최근 몇 년 동안 일부 국내 및 외국 학자들은 하이브리드 섬유 콘크리트 (HFRC)에주의를 기울이기 시작하여 다양한 특성과 장점과 섬유를 혼합하고 서로를 배우고 다른 수준에서 "긍정적 인 하이브리드 효과"에 놀리려고 노력했습니다. 다양한 프로젝트의 요구를 충족시키기 위해 콘크리트의 다양한 특성을 향상시키기 위해 단계를 적재합니다. 그러나 다양한 기계적 특성, 특히 피로 변형 및 피로 손상, 정적 및 동적 하중 및 일정한 진폭 또는 가변 진폭주기 하중 하에서 피로 변형 및 피로 손상, 변형 개발 법 및 손상 특성, 최적의 혼합 양과 혼합 비율, 관계. 복합 재료의 구성 요소, 강화 효과 및 강화 메커니즘, 피로 성능 방지 성능, 실패 메커니즘 및 건설 기술, 혼합 비율 설계 문제 더 연구해야합니다.
5. 층 강철 섬유 강화 콘크리트
모 놀리 식 광섬유 철근 콘크리트는 균일하게 혼합하기 쉽지 않으며, 섬유는 응집하기 쉽고, 섬유의 양이 크고, 비용이 상대적으로 높아서 넓은 적용에 영향을 미칩니다. 수많은 엔지니어링 실습과 이론적 연구를 통해 새로운 유형의 강철 섬유 구조, 층 강철 섬유 강화 콘크리트 (LSFRC)가 제안됩니다. 소량의 스틸 섬유는 도로 슬래브의 상부 및 하단 표면에 골고루 분포되며 중간은 여전히 일반 콘크리트 층입니다. LSFRC의 스틸 섬유는 일반적으로 수동 또는 기계적으로 분포됩니다. 강 섬유는 길고 길이 직경 비율은 일반적으로 70 ~ 120이며 2 차원 분포를 보여줍니다. 기계적 특성에 영향을 미치지 않으면 서이 재료는 강철 섬유의 양을 크게 감소시킬뿐만 아니라 적분 섬유 강화 콘크리트의 혼합에서 섬유 응집 현상을 피합니다. 또한 콘크리트에서 강철 섬유 층의 위치는 콘크리트의 굴곡 강도에 큰 영향을 미칩니다. 콘크리트 바닥에서 강철 섬유 층의 강화 효과가 가장 좋습니다. 강철 섬유 층의 위치가 올라 가면 강화 효과가 크게 감소합니다. LSFRC의 굽힘 강도는 동일한 혼합 비율을 가진 일반 콘크리트의 것보다 35%가 높으며, 이는 적분 강 섬유 강화 콘크리트보다 약간 낮습니다. 그러나 LSFRC는 많은 재료 비용을 절약 할 수 있으며 혼합 어려운 문제는 없습니다. 따라서 LSFRC는 우수한 사회적, 경제적 이익과 광범위한 응용 전망을 가진 새로운 자료로, 포장 건설에서 대중화 및 응용에 적용 할 가치가 있습니다.
6. 층 하이브리드 섬유 콘크리트
층 하이브리드 섬유 강화 콘크리트 (LHFRC) 광섬유 콘크리트와 중간 층의 일반 콘크리트. LSFRC 중간 일반 콘크리트 층의 약점을 극복하고 표면 강 섬유가 마모 된 후 잠재적 안전 위험을 방지 할 수 있습니다. LHFRC는 콘크리트의 굴곡 강도를 크게 향상시킬 수 있습니다. 일반 콘크리트와 비교할 때 일반 콘크리트의 굽힘 강도는 약 20%증가하고 LSFRC와 비교하여 굽힘 강도는 2.6%증가하지만 콘크리트의 굴곡 탄성 계수에는 거의 영향을 미치지 않습니다. LHFRC의 굽힘 탄성 계수는 일반 콘크리트보다 1.3% 높고 LSFRC의 것보다 0.3% 낮습니다. LHFRC는 또한 콘크리트의 굴곡 강인성을 크게 향상시킬 수 있으며, 굽힘 강인성 지수는 일반 콘크리트의 약 8 배, LSFRC의 1.3 배입니다. 또한 콘크리트에서 LHFRC에서 둘 이상의 섬유의 성능이 다르기 때문에 엔지니어링 요구에 따라 콘크리트에서 합성 섬유 및 강철 섬유의 긍정적 인 하이브리드 효과는 연성, 내구성, 강인성, 균열 강도를 크게 향상시키는 데 사용될 수 있습니다. 재료의 굴곡 강도 및 인장 강도는 재료의 품질을 향상시키고 재료의 서비스 수명을 연장시킵니다.
—— Abstract (Shanxi Architecture, Vol. 38, No. 11, Chen Huiqing)
시간 후 : 8 월 24-2022