הכנת מיושר פלדה סיבים מחוזק מורכב Cementitious והתנהגות Flexural שלה

שילוב סיבי פלדה בטון היא דרך יעילה כדי להתגבר על חולשה מובנית של פריכות וכדי לשפר את חוזק בטון¹. במהלך העשורים האחרונים, בטון מזוין פלדה סיבים כבר נחקרו בהרחבה, ויש שימוש נרחב בתחום. סיבי פלדה בטון עדיפה בטון במונחים של פיצוח עמידות, חוזק, קשיחות שבר, שבר אנרגיה, וכו ‘² בסיבי פלדה בטון מזוין, פלדה סיבים באופן אקראי מפוזרים, ובכך פיזור בצורה אחידה את היעילות חיזוק של הסיבים בכל כיוון. עם זאת, בתנאים מסוימים הטעינה, רק חלק סיבי פלדה בבטון לתרום הביצועים של אלמנטים מבניים כי יעילות חיזוק של סיבי דורש כי הם יהיה מיושר עם העיקרון מתיחה מדגיש מבנה. למשל, בעת שימוש בטון פלדה סיבים המכילים סיבי פלדה מפוזרות באקראי כדי להכין קרן, חלק סיבי פלדה, במיוחד אלה מקבילים לכיוון הלחץ מתיחה העיקרי, יגרום תרומה גדולה חיזוק יעילות, ואילו אלה בניצב לכיוון הלחץ מתיחה המנהל יעשה אין תרומה חיזוק יעילות. כתוצאה מכך, למצוא גישה כדי ליישר את סיבי פלדה עם הכיוון של הלחץ מתיחה העיקרי של בטון יש צורך להשיג את היעילות הגבוהה ביותר חיזוק של סיבי פלדה.

הגורם יעילות כיוון, מוגדרת כיחס של אורך המתוכנן לאורך הכיוון של הלחץ מתיחה האורך בפועל של סיבים, משמש בדרך כלל כדי לציין את היעילות של חיזוק של סיבי פלדה^3,4 . על פי הגדרה זו, הגורם יעילות כיוון של סיבי מיושר עם הכיוון של הלחץ מתיחה הוא 1.0; זה של סיבי הנמצאים בניצב הלחץ מתיחה הוא 0. סיבי נוטה להיות גורם היעילות התמצאות בין 0 ל- 1.0. התוצאות האנליטיות מראים כי הגורם יעילות כיוון של סיבי פלדה מפוזרות באקראי בבטון הוא 0.405⁴, בעוד מבדיקות מבטון רגיל פלדה סיבים זה בטווח של 0.167 עד 0.500^5,6 . אין ספק, אם כל סיבי פלדה קצר בבטון מיושרים ויש באופן הלחץ מתיחה, סיבי פלדה יהיה חיזוק היעילות הגבוהה ביותר של דגימות יכללו ההתנהגות מתיחה האופטימלי.

כמה ניסיונות מוצלחים להכין בטון מזוין מיושר פלדה סיבים נערכו מאז שנות השמונים. בשנת 1984, שן⁷ להחיל שדה אלקטרומגנטי על השכבה התחתונה של קורות פלדה סיבים מחוזק מורכב cementitious (SFRC) במהלך הליהוק, ניתוח זיהוי רנטגן גילה כי סיבי פלדה היו מיושרים כראוי. בשנת 1995, באייר⁸ ו ארמן⁹ פטנט הגישה להכנת בטון מזוין מיושר פלדה סיבים באמצעות שדה מגנטי. יממוטו. et al. ¹⁰ נחשב את הכיוון של סיבי פלדה בבטון בעיקר מושפע הגישה הליהוק, ניסה להשיג מיושר סיבי פלדה בטון על ידי שמירה על בטון טרי הזורמים אל טפסות מכיוון מתמדת. Xu¹¹ ניסה ליישר סיבי פלדה ב shotcrete ע י ריסוס סיבי פלדה מכיוון מתמדת. ברוטונדו ווינר¹² ביקשו להפוך עמודי בטון בסיבי פלדה רב מיושר על ידי יציקה צנטריפוגלית. מחקרים ניסויים אלה חושפים כי מיושר סיבי פלדה בטון יש יתרונות רבים על פני בטון מזוין מפוזרות באקראי פלדה סיבים.

לאחרונה, מישל. et al. ¹³ ו מו. et al. ¹⁴ בהצלחה פיתחו קבוצת מיושר פלדה סיבים מחוזק cementitious ללא הפרדות צבע (ASFRCs) באמצעות שדות אלקטרו-מגנטיים. במחקרים אלה, solenoids שונים היו עשויים לספק שדה מגנטי אחיד ליישור סיבי פלדה בדגימות מרגמה בגדלים שונים. ברז חשמלי יש חדר cuboid חלול, אשר יכול להכיל דגימות של גדלים מוגדרים מראש. כאשר ברז חשמלי מחובר זרם ישיר (DC), נוצר שדה מגנטי אחיד בבית הבליעה עם כיוון הדפסה קבועה, אשר יתיישר עם הציר של ברז חשמלי. על פי העיקרון של סבירות¹⁵, שדות מגנטיים יכולים לנסוע פרומגנטי סיבים כדי לסובב וליישר במרגמה טריים. עבידות המתאים של חומר המליטה הוא קריטי עבור המאפשר סיבי פלדה לסובב במרגמה טריים. צמיגות גבוהה עלולה לגרום קושי ביישור של סיבי פלדה המליטה, בעוד צמיגות נמוכה עלולה להוביל ההפרדה של סיבים.

מאמר זה מתאר את הפרטים של הכנת ASFRC דגימות, בדיקות של מאפייני flexural ASFRC ו- SFRC. הוא צפוי כי ASFRC יש כוח flexural גבוהה וכושר קשיחות יותר SFRC. לפיכך, ASFRC יש פוטנציאל יתרונות על פני SFRC, למרות הלחץ מתיחה ומשמש פיצוח התנגדות אם מכסה בטון, ריצוף וכו ‘

באמצעות דגימות שבורה לאחר בדיקות flexural, הכיוון של הסיבים פלדה דגימות נחקר על ידי התבוננות על חתכי רוחב שבורה ו ניצול רנטגן סריקת טומוגרפיה ניתוח^{16,17 , 18}. התכונות המכאניות של ASFRCs, כולל שלהם flexural חוזק, קשיחות, דיווחו, לעומת אלה של מטופלים שאינם אלקטרומגנטי SFRCs.