Stahlfaserbeton (SFRC) ass eng nei Aart vu Kompositmaterial dat ka gegoss a gesprëtzt ginn andeems eng entspriechend Quantitéit u Kuerze Stahlfaser an de gewéinleche Beton bäigefüügt gëtt. Et huet sech séier doheem an am Ausland an de leschte Joeren entwéckelt. Et iwwerwannt d'Mängel vu gerénger Spannkraaft, klenger ultimativer Verlängerung a bréchege Betoneigenschaften. Et huet exzellent Properties wéi Spannkraaft, Béiebeständegkeet, Schéierbeständegkeet, Rëssbeständegkeet, Middegkeetsbeständegkeet an héich Zähegkeet. Et gouf an hydraulesch Ingenieuren, Strooss a Bréck, Bau an aner Ingenieursberäicher applizéiert.

 

一.Entwécklung vu Stahlfaserbeton

 

Fiberarméiert Beton (FRC) ass d'Ofkierzung vu Faserbeton. Et ass normalerweis en Zement-baséiert Komposit besteet aus Zementpaste, Zement oder Beton a Metallfaser, anorganesch Faser oder organesch Faser verstäerkt Materialien. Et ass en neit Baumaterial geformt andeems kuerz a fein Faseren mat héijer Spannkraaft, héijer ultimativer Verlängerung an héijer Alkali-Resistenz an der Betonmatrix gläichméisseg verdeelen. Fiber am Beton kann d'Generatioun vu fréie Rëss am Beton limitéieren an d'weider Expansioun vu Rëss ënner der Handlung vun der externer Kraaft limitéieren, effektiv d'inherent Mängel iwwerwannen wéi niddereg Spannkraaft, einfach Rëss a schlecht Middegkeet Resistenz vu Beton, a vill d'Leeschtung verbesseren vun impermeability, waasserdicht, Frost Resistenz a Verstäerkung Schutz vun Beton. Faserbeton, besonnesch Stahlfaserbeton, huet ëmmer méi Opmierksamkeet an akademeschen an Ingenieurskreesser am prakteschen Ingenieur ugezunn wéinst senger super Leeschtung. 1907 sowjetesch Expert B П. Hekpocab ugefaang Metallfaser Beton ze benotzen; Am Joer 1910 huet den HF Porter e Fuerschungsbericht iwwer Kuerzfaserbeton verëffentlecht, suggeréiert datt kuerz Stahlfaser gläichméisseg a Beton verdeelt ginn fir Matrixmaterial ze stäerken; 1911 huet de Graham vun den USA Stahlfaser an de gewéinleche Beton bäigefüügt fir d'Kraaft an d'Stabilitéit vum Beton ze verbesseren; Vun den 1940er Joren hunn d'USA, Groussbritannien, Frankräich, Däitschland, Japan an aner Länner vill Fuerschung gemaach iwwer d'Benotzung vu Stahlfaser fir d'Verschleißbeständegkeet an d'Rëssresistenz vu Beton ze verbesseren, d'Fabrikatiounstechnologie vu Stahlfaserbeton, an d'Verbesserung vun der Form vu Stahlfaser fir d'Bindungsstäerkt tëscht Faser a Betonmatrix ze verbesseren; Am Joer 1963 hunn de JP romualdi an de GB Batson e Pabeier iwwer de Rëssentwécklungsmechanismus vu Stahlfaser-begrenzte Beton publizéiert, an hunn d'Konklusioun virgestallt datt d'Rëssstäerkt vu Stahlfaserbeton duerch den duerchschnëttleche Ofstand vu Stolfaser bestëmmt gëtt, wat eng effektiv Roll spillt. am Spannspannung (Fiberabstandstheorie), also fänkt d'praktesch Entwécklungsphase vun dësem neie Kompositmaterial un. Bis elo, mat der Populariséierung an Uwendung vu Stahlfaserbeton, wéinst der ënnerschiddlecher Verdeelung vu Faseren am Beton, ginn et haaptsächlech véier Aarte: Stahlfaserbeton, Hybridfaserbeton, Schichten Stahlfaserbeton a Schichten Hybridfaser Beton gestäerkt.

 

二.Verstäerkungsmechanismus vu Stahlfaserbeton

 

1.Composite Mechanik Theorie. D'Theorie vun der Kompositmechanik baséiert op der Theorie vu kontinuéierleche Faserkompositen a kombinéiert mat de Verdeelungseigenschaften vu Stahlfaser am Beton. An dëser Theorie ginn Composite als zwee-Phase Composite ugesinn mat Faser als eng Phas a Matrix als déi aner Phas.

 

Fiber Abstand Theorie. Fiber Abstandstheorie, och bekannt als Rëssresistenztheorie, gëtt proposéiert baséiert op linear elastescher Frakturmechanik. Dës Theorie hält datt de Verstäerkungseffekt vu Faseren nëmme mat der eenheetlech verdeelt Faserabstand (Minimumabstand) verbonnen ass.

 

三.Analyse iwwer Entwécklungsstatus vu Stahlfaserbeton

 

1.Stahlfaser-verstäerkt Beton.Stahlfaserbeton ass eng Aart vu relativ eenheetlechen a multidirektionalen Betonbeton geformt andeems eng kleng Quantitéit u Kuelestoffstahl, Edelstol a FRP Faseren an gewéinleche Beton bäigefüügt gëtt. D'Vermëschungsbetrag vu Stahlfaser ass allgemeng 1% ~ 2% vum Volume, während 70 ~ 100kg Stahlfaser an all Kubikmeter Beton duerch Gewiicht gemëscht gëtt. D'Längt vun der Stahlfaser soll 25 ~ 60mm sinn, den Duerchmiesser soll 0,25 ~ 1,25mm sinn, an de beschte Verhältnis vu Längt bis Duerchmiesser sollt 50 ~ 700 sinn. , Verschleiß- a Rëssbeständegkeet, awer och staark d'Brochhärkeet an Impaktbeständegkeet vum Beton verbesseren, a wesentlech d'Müdegkeetsbeständegkeet an d'Haltbarkeet vun der Struktur verbesseren, besonnesch d'Zähegkeet kann ëm 10 ~ 20 Mol erhéicht ginn. Déi mechanesch Eegeschafte vu Stahlfaserbeton a gewéinleche Beton ginn a China verglach. Wann den Inhalt vu Stahlfaser 15% ~ 20% ass an d'Waasserzementverhältnis 0,45 ass, erhéicht d'Spannkraaft ëm 50% ~ 70%, d'Beechstäerkt erhéicht ëm 120% ~ 180%, d'Schlagkraaft erhéicht ëm 10 ~ 20 Mol, d'Auswierkunge Middegkeet Kraaft Erhéijunge vun 15 ~ 20 Mol, der flexural Zähegkeet Erhéijunge vun 14 ~ 20 Mol, an der zouzedrécken Resistenz ass och wesentlech verbessert. Dofir huet Stahlfaserbeton besser physesch a mechanesch Eegeschafte wéi Einfache Beton.

2.Hybridfaserbeton. Relevant Fuerschungsdaten weisen datt d'Stahlfaser d'Drockstäerkt vu Beton net wesentlech fördert oder souguer reduzéiert; Am Verglach mat Einfache Beton ginn et positiv an negativ (Erhéijung an Ofsenkung) oder souguer Zwëschenvisiounen iwwer d'Impermeabilitéit, d'Verschleißbeständegkeet, d'Auswierkunge an d'Verschleißbeständegkeet vum Stahlfaserbeton an d'Préventioun vu fréie Plastikschrumpfung vum Beton. Zousätzlech huet Stahlfaserbeton e puer Probleemer, wéi grouss Doséierung, héije Präis, Rost a bal keng Resistenz géint Burst verursaacht duerch Feier, wat seng Uwendung a variabelen Grad beaflosst. An de leschte Joeren hunn e puer auslännesch an auslännesch Wëssenschaftler ugefaang op Hybridfaserbeton (HFRC) opmierksam ze maachen, probéiert d'Faseren mat verschiddenen Eegeschaften a Virdeeler ze vermëschen, vuneneen ze léieren an de "positive Hybrideffekt" op verschiddene Niveauen ze spillen an ze spillen. Luedstadien fir verschidde Betoneigenschaften ze verbesseren, sou datt d'Bedierfnesser vu verschiddene Projete gerecht ginn. Wéi och ëmmer, a Bezuch op seng verschidde mechanesch Eegeschaften, besonnesch seng Middegkeet Deformatioun a Middegkeet Schued, Deformatioun Entwécklung Gesetz a Schued Charakteristiken ënner statesch an dynamesch Lasten a konstante Amplituden oder variabelen Amplituden zyklesch Lasten, déi optimal Vermëschungsbetrag a Vermëschungsproportioun vu Faser, d'Relatioun tëscht Komponente vu Kompositmaterialien, Verstäerkungseffekt a Verstäerkungsmechanismus, Anti-Müdegkeet Leeschtung, Echec Mechanismus a Konstruktioun Technologie, D'Problemer vun Mix Undeel Design muss weider studéiert ginn.

3.Layered Stahlfaser Betonbeton.Monolithesch Faserbeton ass net einfach gläichméisseg ze vermëschen, d'Faser ass einfach ze agglomeréieren, d'Quantitéit u Faser ass grouss, an d'Käschte si relativ héich, wat seng breet Uwendung beaflosst. Duerch eng grouss Zuel vun Ingenieurspraxis an theoretesch Fuerschung gëtt eng nei Aart vu Stolfaserstruktur, Layer Stahlfaserbeton (LSFRC) proposéiert. Eng kleng Quantitéit Stahlfaser ass gläichméisseg op den ieweschte an ënneschten Uewerfläch vum Stroosseplack verdeelt, an d'Mëtt ass nach ëmmer eng einfach Betonschicht. D'Stolfaser am LSFRC gëtt allgemeng manuell oder mechanesch verdeelt. D'Stahlfaser ass laang, an d'Längt Duerchmiesser Verhältnis ass allgemeng tëscht 70 ~ 120, weist eng zwee-zweedimensional Verdeelung. Ouni d'mechanesch Eegeschaften ze beaflossen, reduzéiert dëst Material net nëmmen d'Quantitéit u Stahlfaser staark, awer vermeit och de Phänomen vun der Faseragglomeratioun bei der Vermëschung vun integralen Faserbeton. Zousätzlech huet d'Positioun vun der Stahlfaserschicht am Beton e groussen Impakt op d'Béistäerkt vum Beton. De Verstäerkungseffekt vun der Stahlfaserschicht um Buedem vum Beton ass déi bescht. Mat der Positioun vun der Stahlfaserschicht eropgeet, reduzéiert de Verstäerkungseffekt wesentlech. D'flexural Stäerkt vun LSFRC ass méi wéi 35% méi héich wéi déi vun Einfache Beton mat der selwechter Mëschung Undeel, déi liicht manner ass wéi déi vun integral Stahlfaser Beton. Wéi och ëmmer, LSFRC kann vill Materialkäschte spueren, an et gëtt kee Problem vu schwieregen Mëschung. Dofir ass LSFRC en neit Material mat gudde sozialen a wirtschaftleche Virdeeler a breet Uwendungsperspektiven, wat et wäertvoll ass fir Populariséierung an Uwendung am Trëttoirkonstruktioun.

 

4.Layered Hybridfaserbeton.Layer Hybridfaser Beton (LHFRC) ass e Kompositmaterial geformt andeems 0,1% Polypropylenfaser op Basis vu LSFRC bäigefüügt gëtt a gläichméisseg verdeelt eng grouss Zuel vu feinen a kuerze Polypropylenfaser mat héijer Spannkraaft an héijer ultimativer Verlängerung am Uewer- an Ënner Stahl Faserbeton an de Einfache Beton an der Mëttelschicht. Et kann d'Schwächheet vun der LSFRC Tëschenzäit Einfache Betonschicht iwwerwannen an d'potenziell Sécherheetsrisiken verhënneren nodeems d'Uewerflächestahlfaser ofgeschnidden ass. LHFRC kann d'Béistäerkt vum Beton wesentlech verbesseren. Am Verglach mam Einfache Beton ass seng Flexuralkraaft vum Einfache Beton ëm ongeféier 20% eropgaang, a verglach mam LSFRC gëtt seng Flexuralkraaft ëm 2,6% erhéicht, awer et huet wéineg Effekt op de Flexural elastesche Modul vu Beton. De Flexural elastesche Modul vu LHFRC ass 1,3% méi héich wéi dee vum Einfache Beton an 0,3% manner wéi dee vum LSFRC. LHFRC kann och d'flexural Zähegkeet vum Beton wesentlech verbesseren, a säi Flexural Zähegkeet Index ass ongeféier 8 Mol dee vum Einfache Beton an 1,3 Mol dee vum LSFRC. Ausserdeem, wéinst der ënnerschiddlecher Leeschtung vun zwee oder méi Faseren am LHFRC am Beton, no den Ingenieursbedürfnisser, kann de positiven Hybrideffekt vu syntheteschen Faser a Stahlfaser am Beton benotzt ginn fir d'Duktilitéit, d'Haltbarkeet, d'Zähegkeet, d'Krackstäerkt staark ze verbesseren. , flexural Kraaft an tensile Stäerkt vum Material, verbesseren d'Material Qualitéit an d'Liewensdauer vum Material verlängeren.

——Abstrakt (Shanxi Architektur, Vol. 38, No. 11, Chen Huiqing)