Betonin kuidun edut

Betoni on suosittu rakennusteollisuudessa, koska se voidaan valmistaa paikallisista materiaaleista, se on suhteellisen halpaa ja sitä voidaan valaa erimuotoisiin rakennuskomponentteihin. Se ei ainoastaan ​​heijasta rakennuksen rakenteen kauneutta, vaan sillä on myös suhteellisen korkea puristuskestävyys.

Ongelmia betonirakennuksissa

Betoni on valmistettu hauraista materiaaleista, kuten sementistä. Valamiseen käytetyn materiaalin ominaisuudet määräävät sen alhaisen vetolujuuden. Siksi, kun joitain puristuskomponentteja käytetään todellisissa projekteissa, niiden alhainen puristuslujuus voi johtaa halkeamiin, kun niitä puristetaan, mikä aiheuttaa komponenttien rikkoutumisen ja vaarantaa rakennuksen yleisen vakauden. Rakennusprosessin aikana betonin mekaaniset ominaisuudet heikkenevät pääasiassa betonin raaka-aineissa, valussa, kunnossapidossa ja kuljetusprosesseissa esiintyvien tekijöiden vuoksi.

Betonilla on suuri -omapaino, ja mitä suurempi betonin lujuus on, sitä selvempi on sen hauraus. Siksi betoni ei voi täyttää suurten -jännevälirakenteiden vakavuusvaatimuksia. Toiseksi betonin kestävyys on alhainen. Luonnonympäristössä olevaa betonia ei aina voida pitää vakiolämpötila- ja kosteustilassa. Liian korkea lämpötila vaurioittaa betonia ja laajenee ja tuhoaa sisärakenteen, kun taas liian alhainen lämpötila saa betonin kutistumaan ja synnyttää monia halkeamia.

Betonin tulevaisuus

Rakennustekniikan jatkuvan kehityksen myötä tutkimus on alkanut korkean -suorituskyvyn, puristuksen-, halkeaman-kestävän ja kestävän betonin suuntaan. Rakennusmateriaaliteollisuuden jatkuvalla tutkimuksella ja selvittämisellä on havaittu, että kuitujen lisääminen betoniin voi parantaa betonin suorituskykyä edellä mainittujen standardien mukaisesti.

Kuitubetonin edut

Betonin olennainen puute on, että sen materiaalit eivät pysty parantamaan sitä. Kuidut parantavat betonin suorituskykyä ainutlaatuisilla ominaisuuksillaan, kuten korkealla kimmokertoimella ja suurella vetolujuudella, mutta ne eivät muuta betonin materiaalien kemiallisia ominaisuuksia eivätkä siten tuhoa betonin sisäistä rakennetta.

Estää halkeamia

Kuiduilla on korkeat fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet, kuten kimmomoduuli ja vetolujuus. Niiden lisääminen betoniin voi tehokkaasti estää ja estää halkeamien syntymistä. Muihin kuituihin verrattuna hiilikuidun kimmomoduuli on 1-5 kertaa suurempi kuin muiden kuitujen ja vetolujuus 1-10 kertaa suurempi kuin muiden kuitujen. Hiilikuitu kestää myös korkeita lämpötiloja ja korroosiota.

Betonin kaatamisen ja kovettumisen aikana, erityisesti taivutusosissa, normaalista poikkeavat lämpötila- ja kosteusolosuhteet aiheuttavat alustavia halkeamia betoniin. Paineen alaisena jännityspitoisuus muodostuu betonin alkuhalkeaman kärkeen. Betonissa on halkeamia. Kun koko näytteen jännitysjakauma on epätasainen, halkeamat jatkavat laajenemistaan ​​aiheuttaen lopulta vaurioita betoniin, mikä on muodostunut turvallisuusriskiksi tosielämässä. Hiilikuidun lisäämisen jälkeen betoniin puristettaessa hiilikuitu voi absorboida osan halkeaman kärjessä olevasta jännityspitoisuudesta ja siirtää jännityksen kuidun läpi betonin koko osaan, mikä estää halkeamien syntymistä ja laajenemista.

Parannetut mekaaniset ominaisuudet

Betonin sekoittamisen ja kaatamisen aikana esiintyy erilaisia ​​vikoja, kuten pieniä määriä sekoituksen aikana syntyviä kuplia jää betonin sisään. Kun kuplat häviävät, betoniin muodostuu alkuperäisiä vikoja, jotka vähentävät betonin puristuslujuutta. Kun hiilikuitua lisätään betoniin, kevyt ja hieno hiilikuitu jakautuu satunnaisesti betoniin, ja sen ja betonimatriisin välinen sidosvoima ja kitka yhdistävät tiiviisti kiviainekset. Ja koska hiilikuitu on kooltaan pieni, se voi täyttää betonin sekoituksesta syntyneet huokoset tehden kiviaineksista tiiviimpiä, mikä parantaa betonin puristuslujuutta.

Kiinteyttävä vaikutus

Mitä suurempi betonin lujuus on, sitä selvempi on sen hauraus. Hiilikuidun lisääminen voi parantaa betonin haurautta rakennetta ja lisätä sen sitkeyttä. Kun betoni altistuu ulkoisille kuormituksille, sen sisäiset alkuvirheet laajenevat hitaasti halkeamiksi. Kun halkeamat ovat suuria, hiilikuitu muodostaa sillan halkeamien välille ja voi absorboida osan jännityksestä. Koska hiilikuidulla on hyvät fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet, näyte jatkaa halkeamien laajentamista paineen vaikutuksesta, ensin voittamalla hiilikuidun ja betonimatriisin välisen sidosvoiman ja kitkan. Tässä prosessissa hiilikuitu imee paljon energiaa, pidentää halkeaman laajenemisaikaa, estää halkeaman laajenemista ja parantaa betonin sitkeyttä.

Kuitubetonin suorituskyky