Cementitious kompozit ve bükülme davranışının hazırlık hizalanmış çelik fiber takviyeli
Summary
Bu protokol Tekdüzen bir elektromanyetik alan uygulama tarafından hizalanmış çelik fiber takviyeli cementitious Kompozit üretimi için bir yaklaşım açıklar. Hizalanmış çelik fiber takviyeli cementitious kompozit sıradan lif takviyeli beton için üstün mekanik özellikler sergiler.
Abstract
Bu çalışmanın amacı, bir pusula iğnesi tutarlı bir yönlendirme Dünya’nın manyetik alanı ile hizalanmış çelik elyaf takviyeli cementitious Kompozit üretimi için eylem altında tutar bu arada ilham bir yaklaşım, sunmaktır. Hizalanmış çelik fiber takviyeli cementitious kompozit (ASFRC) taze harç sayede kısa Çelik fiberler manyetik alan ile uyum içinde döndürmek için tahrik edildi kısa Çelik fiberler içeren tek tip bir elektromanyetik alan uygulayarak hazırlanmıştır. Sertleştirilmiş ASFRC çelik lifler hizalamasını derecesini çatlamış kesit çelik lifler sayma tarafından ve x-ışını bilgisayarlı tomografi Analizi tarafından değerlendirildi. İki yöntem sonuçlarından Çelik fiberler manyetik olarak sigara ve kompozitler tedavi ederken ASFRC lifler son derece uyumlu çelik dağıtıldı rastgele olduğunu göster. Bir daha yüksek fazla takviye verimlilik hizalanmış Çelik fiberler vardı ve kompozitler, bu nedenle, önemli ölçüde geliştirilmiş bükülme gücü ve tokluk sergiledi. ASFRC böylece büyük gerilmesi dayanabilir ve daha etkili bir şekilde çatlama karşı SFRC için üstün olmamasıdır.
Introduction
Çelik fiberler beton birleşmeyle kırılganlık doğal zayıflık üstesinden gelmek ve gerilme direnci beton1artırmak için etkili bir yoldur. Son yıllarda, çelik fiber takviyeli beton yoğun olarak incelenmiş ve alanında yaygın olarak kullanılan. Çelik fiber takviyeli beton üstün çatlama direnç, çekme dayanımı, kırık tokluk, kırık enerji vb.açısından Beton çelik fiber takviyeli beton, çelik lifler2 rastgele dağınık, böylece aynı şekilde her yöne liflerinin takviye verimlilik malzemeleri. Çünkü onlar çekme dayanımı gerilmeler ilkesi ile uyumlu hale getirilmesi liflerinin takviye verimlilik gerektirir ancak, belirli yükleme koşullar altında Beton Çelik fiberler yalnızca bazılarını yapı elemanlarının performans için katkıda yapısı. Örneğin, çelik fiber takviyeli beton rastgele dağıtılmış Çelik fiberler içeren bir ışın, bazı Çelik fiberler hazırlamak için kullanırken özellikle de asıl gerilmesi, yönünü paralel yapacak büyük katkı takviye verimlilik, süre asıl gerilmesi yönüne dik takviye verimlilik için hiçbir katkı sağlayacaktır. Sonuç olarak, asıl gerilmesi beton yönünü ile Çelik fiberler hizalamak için bir yaklaşım bulma Çelik fiberler en yüksek takviye verimlilik sağlamak gereklidir.
Öngörülen uzunluğu boyunca gerilmesi lifleri, gerçek uzunluğunu için yönünü oranı olarak tanımlanan yönlendirme verimlilik çarpanını genellikle Çelik fiberler3,4 takviye verimlilik belirtmek için kullanılır . Bu tanımına göre 1.0 Yönlendirme verimlilik çarpanını liflerinin gerilmesi yönü ile uyumlu olduğunu; Bu gerilmesi için dik liflerinin 0’dır. Eğimli lifleri 0 ile 1.0 arasında bir yönlendirme verimlilik çarpanını var. Oryantasyon verimlilik çarpanını rastgele dağıtılmış çelik lifler beton 0.4054, ise sıradan çelik fiber takviyeli beton testleri bu 0.167-0.5005,6 aralıkta analitik sonuçları göster . Belli ki, tüm kısa çelik lifler beton hizalanır ve gerilmesi olarak aynı yönlendirme varsa, Çelik fiberler-ecek-si olmak yüksek takviye verimlilik ve numuneler optimum gerilme davranış olacaktır.
1980’lerden beri hizalanmış çelik fiber takviyeli beton hazırlamak için bazı başarılı girişimler yapılmıştır. 1984, Shen7 bir elektromanyetik alan çelik fiber takviyeli cementitious kompozit (SFRC) kirişler alt katmana döküm sırasında uygulanan ve x-ışını algılama analiz Çelik fiberler de uyumlu ortaya koydu. 1995 yılında, Bayer8 ve Arman9 hizalanmış çelik fiber takviyeli beton bir manyetik alanını kullanarak hazırlamak için yaklaşım patentli. Yamamoto vd. 10 esas olarak döküm yaklaşım tarafından etkilenmiş ve taze beton kalıp sürekli bir yönden içine akan tutarak hizalanmış çelik fiber takviyeli beton elde etmek için çalıştı için beton Çelik fiberler yönünü kabul. Xu11 sürekli bir yönden Çelik fiberler püskürtülerek Püskürtme Beton çelik lifler hizalamak için çalıştı. Rotondo ve Wiener12 ile hizalanmış uzun çelik lifler beton Polonyalılar tarafından savurma döküm yapmak istedi. Bu deneysel çalışmalar ortaya hizalanmış çelik fiber takviyeli beton rastgele dağıtılmış çelik fiber takviyeli beton önemli avantajlar vardır.
Son zamanlarda, Michels vd. 13 ve Mu vd. 14 başarılı bir şekilde hizalanmış çelik fiber takviyeli cementitious ve kompozitler (ASFRCs) elektromanyetik alanlar kullanarak bir grup geliştirdik. Bu çalışmalarda çeşitli Solenoid Çelik fiberler harç örnekler farklı boyutlarda hizalamak için Tekdüzen bir manyetik alan sağlamak için yapılmıştır. Solenoid önceden tanımlanmış boyutları örnekleri kalabileceği bir oyuk küboid odası vardır. Solenoid doğrudan akım (DC) bağlandığınızda, tek tip bir manyetik alan solenoid ekseni ile hizalar sabit bir yönelim ile odasında oluşturulur. Elektromanyetik15ilkesine göre manyetik alanlar döndürmek ve taze harç hizalamak için ferromanyetik lifleri sürebilirim. Harç uygun işlenebilirlik taze harç döndürmek Çelik fiberler izin verdiği için önemlidir. Düşük viskozite lifleri ayrımı için neden olabilir iken yüksek viskozite havanda Çelik fiberler hizalamasını zorluk neden olabilir.
Bu kağıt ASFRC numunelerin hazırlanması ayrıntılarını açıklar ve ASFRC ve SFRC bükülme özelliklerini sınar. Bu ASFRC bir daha yüksek bükülme gücü ve tokluk SFRC daha vardır bekleniyor. Bu nedenle, ASFRC potansiyel olarak gerilmesi dayanıklı SFRC avantajları vardır ve eğer dirençli çatlama kullanılan kapak beton, kaldırım, vb
Kırık örnekler kullanarak bükülme testlerden sonra numune Çelik fiberler yönünü çatlamış kesit gözlemci tarafından incelenmiş ve tarama kullanarak x-ışını bilgisayarlı tomografi Analizi16,17 , 18. ASFRCs bükülme güçleri ve tokluk, dahil olmak üzere, mekanik özelliklerini bildirdi ve bu elektromanyetik olarak sigara tedavi SFRCs ile karşılaştırıldığında.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu çalışmada geliştirilen elektromanyetik bobinli 250 × 250 × 750 mm ölçme bir odası vardır ve tam boy yapısal öğeleri taşıyamaz. Kur, kavram uygulama odası boyutunu sınırlar ve bu raporda önerilen protokol ASFRC parçalarının üretimi için tam boy Kur daha da geliştirilmesi ilham kaynağı olacak olsa da, özellikle öğeleri Prefabrik konstrüksiyon.
Çelik fiberler hizalamasını taze harç viskoz direnci aşmak gerekir bir manyetik kuvvet tarafından tahrik edilmekte…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar, minnetle Ulusal Doğa Bilim Vakfı, Çin’den (Grant No. 51578208), Hebei il Doğa Bilim Vakfı (Grant No finansal destekler kabul E2017202030 ve E2014202178) ve anahtar proje Üniversitesi bilim ve teknoloji araştırma ve Hebei Eyaleti (Grant No ZD2015028).
Materials
| Cement | Tangshan Jidong Cement Co., Ltd. | P×O 42.5 | Oridnary Portland Cement |
| Sand | River sand | Fineness modulus is 2.4 | |
| Superplasticizer | Subote New Materials Co., Ltd. | PCA-III | Polycarboxylated type, water reducing ratio is 35% |
| Steel fiber | Tianjin Hengfeng Xuxiang New Metal Materials Co., Ltd. | Round straight | Diameter 0.5mm, length 25mm |
References
- Zollo, R. F. Fiber-reinforced concrete: an overview after 30 years of development. Cem. Concr. Compos. 19 (2), 107-122 (1997).
- Bentur, A., Mindess, S. . Fiber reinforced cementitious composites. , (2014).
- Deeb, R., Karihaloo, B. L., Kulasegaram, S. Reorientation of short steel fibres during the flow of self-compacting concrete mix and determination of the fiber orientation factor. Cem. Concr. Res. 56 (1), 112-120 (2013).
- Soroushian, P., Lee, C. D. Distribution and orientation of fibers in steel fiber reinforced concrete. ACI Mater. J. 87 (5), 433-439 (1990).
- Sebaibi, N., Benzerzour, M., Abriak, N. E. Influence of the distribution and orientation of fibres in a reinforced concrete with waste fibers and powders. Constr. Build. Mater. 65 (1), 254-263 (2014).
- Lee, C., Kim, H. Orientation factor and number of fibers at failure plane in ring-type steel fiber reinforced concrete. Cem. Concr. Res. 40 (5), 810-819 (2010).
- Shen, R. Effect of compaction methods on fibre orientation, flexural strength and toughness of steel fiber reinforced concrete. J. of the Chinese Ceramic Society. 12 (1), 21-31 (1984).
- Bayer, A. G. Process for producing a prepreg with aligned short fibres. US patent. , (1988).
- Arman, E. Building material, especially concrete or mortar, contains magnetically or electrically aligned parallel fibers. US patent. , (1975).
- Yamamoto, T., Gasawara, N., Ohashi, T. The construction method and directional dispersion of steel fiber reinforced concrete. Advances in Science and Technology of Water Resource. (4), 188-197 (1983).
- Xu, X. A new type of steel fiber reinforced concrete. Architecture Technology. 20 (4), 240-241 (1993).
- Rotondo, P. L., Weiner, K. H. Aligned steel fibers in concrete poles. Con. Int. 8 (12), 22-27 (1986).
- Michels, J., Gams, M. Preliminary study on the influence of fibre orientation in fibre reinforced mortars. Gradevinar. 68 (8), 645-655 (2016).
- Mu, R., Li, H., Qing, L., Lin, J., Zhao, Q. Aligning steel fibers in cement mortar using electro-magnetic field. Constr. Build. Mater. 131 (1), 309-316 (2017).
- Jones, D. S. . The theory of electromagnetism. , (1964).
- Liu, J., Li, C., Liu, J., Cui, G., Yang, Z. Study on 3D spatial distribution of steel fibers in fiber reinforced cementitious composites through micro-CT technique. Constr. Build. Mater. 48 (2), 656-661 (2013).
- Schnell, J., Schladitz, K., Schuler, F. Direction analysis of fibres in concrete on basis of computed tomography. Betonund Stahlbetonbau. 105 (2), 72-77 (2010).
- Wuest, J., Denarié, E., Brühwiler, E., Tamarit, L., Kocher, M., Gallucci, E. Tomography analysis of fiber distribution and orientation in ultra high-performance fiber reinforced composites with high fiber dosages. Experimental Techniques. 33 (5), 50-55 (2009).
- . . JGJ/T70-2009 Chinese standard for test method of performance on building mortar. , (2009).
- Roussel, N. . Understanding the Rheology of Concrete. , (2012).
- Roussel, N. Steady and transient flow behaviour of fresh cement pastes. Cem. Concr. Res. 35 (9), 1656-1664 (2005).
