一直線に並べられた鋼繊維の準備強化セメント系複合材料とその曲げ挙動

コンクリートに鋼繊維を組み込むことは、脆性の固有の弱さを克服するためにコンクリート¹の引張強さを改善する効果的な方法です。過去数十年の間に鋼繊維補強コンクリートは広く調査されフィールドで広く使用されます。鋼繊維補強コンクリートは、優れた耐ストレスクラッ キング性、引張強度、破壊靭性、破壊エネルギー等の面でコンクリート²鋼繊維補強コンクリート、鋼繊維でランダムに分散している、それによってあらゆる方向に繊維の補強効率を均一に分散させ。ただし、特定の荷重条件下でコンクリートの鋼繊維の一部だけに貢献構造要素の性能繊維の補強効率は彼らが原則と引張応力を整列することを必要とするため、構造体です。例えば、鋼繊維補強コンクリートの鋼繊維をランダムに分布を含むを使用してビーム鋼繊維のいくつかを準備するとき特にそれらは主引張応力の方向に平行はへの主要な貢献を作るそれらの効率を強化主引張応力の方向に対して垂直になるない効率の強化に貢献。したがって、鋼繊維コンクリートの引張応力の方向に合わせてアプローチを発見鋼繊維補強最高の効率を達成するために必要です。

繊維の実際の長さに引張応力の方向に沿って投影長さの比率として定義されている向きの効率因子通常鋼繊維^{3,4 の補強の有効性を示すため}.この定義によると引張応力の方向に揃えて繊維の配向効率因子は 1.0;引張応力に垂直な繊維のそれは 0 です。傾斜ファイバー 0 から 1.0 まで向き効率因子があります。分析の結果、コンクリートにおけるランダム鋼繊維の配向効率因子は 0.500 0.167 に^{5,6 までの範囲では普通鋼繊維補強コンクリートのテストから 0.4054、}.明らかに、すべての短い鋼繊維コンクリート中に並べ、引張応力と同じ向き、鋼繊維は最高の補強効率を持っている、標本は最適の引張挙動を持っています。

一直線に並べられた鋼繊維補強コンクリートを準備するいくつかの成功した試行は、1980 年代から行われてきました。1984 年、シェン⁷は鋳造中に鋼繊維補強セメント系複合材料 (SFRC) 梁の底層に電磁界を適用し、x 線検出解析鋼繊維が整列したも明らかにしました。1995 年にバイエル⁸とアーマン⁹磁場を用いたアライメントされた鋼繊維補強コンクリートの準備のためのアプローチ特許を取得しました。山本ら¹⁰では、主に鋳造方法によって影響を受けるし、一定の方向から型枠に流れるフレッシュ コンクリートを保つことによって一直線に並べられた鋼繊維補強コンクリートを取得しようとしたためにコンクリートの鋼繊維の方向と見なされます。徐¹¹一定の方向から鋼繊維を噴霧することにより吹付けコンクリートの鋼繊維を配置しようとしました。ロトンドやウィーナー¹²遠心鋳造によって一直線に並べられた長い鋼繊維コンクリート製電柱を作るように努めた。これらの実験的研究では、ランダムに配置された鋼繊維補強コンクリートの大きな利点は、一直線に並べられた鋼繊維補強コンクリートを明らかにします。

最近、ミケルスら¹³ Muら¹⁴整列鋼繊維補強セメント系複合材料 (ASFRCs) 電磁フィールドを使用してグループを開発しました。これらの研究で様々 なソレノイドは、サイズの異なるモルタル試験体における鋼繊維を揃えるため一様磁場を提供するためになされました。ソレノイドは空洞、定義済みのサイズの標本を収容できる立方体です。ソレノイドを直流 (DC) に接続すると、チャンバー内にソレノイドの軸に揃えます一定の方向に一様な磁界が作成されます。電磁気学¹⁵の主義に従って磁界が回転し、モルタルで整列する強磁性ファイバーをドライブできます。モルタルの適切な施工はモルタルで回転する鋼繊維をできるようにするため重要です。高粘度低粘度は繊維の分離につながる可能性があります、モルタルに鋼繊維の配置が困難を引き起こす可能性があります。

本稿では、ASFRC 試験片の準備の詳細と、ASFRC、SFRC の曲げ特性をテストします。ASFRC、高い曲げ強度と SFRC より靱性が期待されます。したがって、ASFRC の引張応力に耐える SFRC 上利点がある可能性がある、かぶりコンクリート、舗装、等として使用される場合、耐割れ

骨折の試料を用いて曲げ試験後破断面を観察することにより検討する標本における鋼繊維の向きとスキャン利用 x 線トモグラフィー解析^16,17の計算^,18. ASFRCs、曲げ強度、靭性などの機械的性質の報告し、比較した非電磁治療 SFRCs の。