Beton bertulang serat baja (SFRC) minangka jinis bahan komposit anyar sing bisa diwutahake lan disemprot kanthi nambah jumlah serat baja cendhak sing cocog menyang beton biasa. Wis berkembang kanthi cepet ing omah lan ing luar negeri ing taun-taun pungkasan. Ngatasi kekurangan kekuatan tarik sing kurang, elongasi pokok cilik lan properti beton sing rapuh. Nduwe sifat sing apik kayata kekuatan tarik, resistensi lentur, resistensi geser, resistensi retak, resistensi lemes lan kekerasan sing dhuwur. Wis ditrapake ing teknik hidrolik, dalan lan jembatan, konstruksi lan bidang teknik liyane.

 

一.Pengembangan beton bertulang serat baja

 

Fiber reinforced concrete (FRC) iku singkatan saka fiber reinforced concrete. Biasane minangka komposit adhedhasar semen sing kasusun saka pasta semen, mortir utawa beton lan serat logam, serat anorganik utawa bahan sing diperkuat serat organik. Iki minangka bahan bangunan anyar sing dibentuk kanthi nyebarake serat cendhak lan apik kanthi seragam kanthi kekuatan tarik sing dhuwur, elongasi pokok sing dhuwur lan resistensi alkali sing dhuwur ing matriks beton. Serat ing beton bisa matesi generasi retak awal ing beton lan expansion luwih saka retak ing tumindak saka pasukan external, èfèktif ngatasi cacat gawan kayata kekuatan tensile kurang, crack gampang lan resistance lemes miskin saka beton, lan nemen nambah kinerja. saka impermeability, anti banyu, Frost resistance lan pangayoman tulangan saka beton. Serat dikiataken konkrit, utamané serat baja dikiataken konkrit, wis kepincut liyane lan liyane manungsa waé ing bunderan akademisi lan engineering ing engineering praktis amarga saka kinerja unggul. 1907 ahli Soviet B П. Hekpocab wiwit nggunakake beton dikiataken serat logam; Ing taun 1910, HF Porter nerbitake laporan riset babagan beton bertulang serat cendhak, sing nyatakake yen serat baja cendhak kudu disebarake kanthi rata ing beton kanggo nguatake bahan matriks; Ing taun 1911, Graham saka Amerika Serikat nambahake serat baja menyang beton biasa kanggo nambah kekuatan lan stabilitas beton; Ing taun 1940-an, Amerika Serikat, Inggris, Prancis, Jerman, Jepang lan negara liya wis nindakake akeh riset babagan nggunakake serat baja kanggo ningkatake resistensi nyandhang lan resistensi retak beton, teknologi manufaktur beton serat baja, lan ningkatake kualitas beton. wangun serat baja kanggo nambah kekuatan iketan antarane serat lan matriks beton; Ing taun 1963, JP romualdi lan GB Batson nerbitake makalah babagan mekanisme pangembangan retak beton serat baja, lan nggawe kesimpulan yen kekuatan retak beton bertulang serat baja ditemtokake kanthi jarak rata-rata serat baja sing nduweni peran efektif. ing kaku tensile (teori jarak serat), saéngga miwiti tataran pangembangan praktis saka materi komposit anyar iki. Nganti saiki, kanthi popularisasi lan aplikasi beton bertulang serat baja, amarga distribusi serat sing beda ing beton, utamane ana papat jinis: beton bertulang serat baja, beton bertulang serat hibrida, beton bertulang serat baja berlapis lan serat hibrida berlapis. beton bertulang.

 

二.Mekanisme penguatan beton bertulang serat baja

 

1. Teori mekanika komposit. Teori mekanika komposit adhedhasar teori komposit serat kontinyu lan digabungake karo karakteristik distribusi serat baja ing beton. Ing teori iki, komposit dianggep minangka komposit rong fase kanthi serat minangka siji fase lan matriks minangka fase liyane.

 

Teori jarak serat. Teori jarak serat, uga dikenal minangka teori tahan retak, diusulake adhedhasar mekanika fraktur elastis linier. Teori iki nganggep yen efek penguatan serat mung ana gandhengane karo jarak serat sing disebar kanthi seragam (jarak minimal).

 

三（Analisis status perkembangan beton bertulang serat baja

 

1.Beton bertulang serat baja.Beton bertulang serat baja minangka jinis konkrit sing dikuatake kanthi seragam lan multi-arah sing dibentuk kanthi nambahake baja karbon rendah, baja tahan karat lan serat FRP menyang beton biasa. Jumlah campuran serat baja umume 1% ~ 2% kanthi volume, nalika 70 ~ 100kg serat baja dicampur ing saben meter kubik beton kanthi bobot. Dawane serat baja kudu 25 ~ 60mm, diameteripun kudu 0.25 ~ 1.25mm, lan rasio paling dawa kanggo diameter kudu 50 ~ 700. Dibandhingake karo beton biasa, iku ora mung bisa nambah tensile, nyukur, mlengkung. , nyandhang lan retak resistance, nanging uga nemen nambah kateguhan patah lan resistance impact saka beton, lan Ngartekno nambah resistance lemes lan kekiatan struktur, utamané kateguhan bisa tambah dening 10 ~ 20 kaping. Sifat mekanik saka beton bertulang serat baja lan beton biasa dibandhingake ing China. Nalika isi serat baja 15% ~ 20% lan rasio semen banyu 0,45, kekuatan tensile mundhak dening 50% ~ 70%, kekuatan lentur mundhak dening 120% ~ 180%, kekuatan impact mundhak dening 10 ~ 20 kaping, kekuatan lemes impact mundhak dening 15 ~ 20 kaping, kateguhan lentur mundhak dening 14 ~ 20 kaping, lan resistance nyandhang uga Ngartekno apik. Mulane, beton bertulang serat baja nduweni sifat fisik lan mekanik sing luwih apik tinimbang beton polos.

2. Serat hibrida beton. Data riset relevan nuduhake yen serat baja ora Ngartekno ningkataké kekuatan compressive saka beton, utawa malah nyuda iku; Dibandhingake karo beton kosong, ana positif lan negatif (nambah lan nyuda) utawa malah intermediate views ing impermeability, nyandhang resistance, impact lan nyandhang resistance saka serat baja dikiataken beton lan Nyegah saka shrinkage plastik awal saka beton. Kajaba iku, serat baja dikiataken konkrit duwe sawetara masalah, kayata dosis gedhe, rega dhuwur, teyeng lan meh ora resistance kanggo bledosan disebabake geni, kang wis kena pengaruh aplikasi kanggo werna-werna derajat. Ing taun-taun pungkasan, sawetara sarjana domestik lan manca wiwit menehi perhatian marang konkrit serat hibrida (HFRC), nyoba nyampur serat kanthi sifat lan kaluwihan sing beda-beda, sinau saka saben liyane, lan menehi dolanan "efek hibrida positif" ing tingkat sing beda lan tahap loading kanggo nambah macem-macem sifat beton, supaya bisa nyukupi kabutuhan proyek sing beda. Nanging, ing gati kanggo macem-macem mechanical sawijining, utamané ewah-ewahan bentuk lemes lan karusakan lemes, ewah-ewahan bentuk hukum pembangunan lan karakteristik karusakan ing kathah statis lan dinamis lan amplitudo pancet utawa amplitudo maneko rupo cyclic kathah, jumlah sing nyawiji optimal lan proporsi nyawiji serat, hubungan antarane komponen bahan komposit, efek penguatan lan mekanisme penguatan, kinerja anti lemes, mekanisme kegagalan lan teknologi konstruksi, Masalah desain proporsi campuran kudu ditliti maneh.

3. Beton bertulang serat baja berlapis.Monolithic serat dikiataken konkrit ora gampang kanggo nyampur roto-roto, serat gampang agglomerate, jumlah serat gedhe, lan biaya relatif dhuwur, kang mengaruhi aplikasi sudhut. Liwat pirang-pirang praktik teknik lan riset teoretis, jinis struktur serat baja anyar, beton bertulang serat baja lapisan (LSFRC), diusulake. A jumlah cilik saka serat baja wis roto-roto mbagekke ing lumahing ndhuwur lan ngisor saka slab dalan, lan tengah isih lapisan beton kosong. Serat baja ing LSFRC umume disebarake kanthi manual utawa mekanis. Serat baja dawa, lan rasio diameteripun dawa umume antarane 70 ~ 120, nuduhake distribusi loro-dimensi. Tanpa mengaruhi sifat mekanik, materi iki ora mung nyuda jumlah serat baja, nanging uga ngindhari fenomena aglomerasi serat ing campuran beton sing diperkuat serat integral. Kajaba iku, posisi lapisan serat baja ing beton nduweni pengaruh gedhe marang kekuatan lentur beton. Efek penguatan lapisan serat baja ing ngisor beton paling apik. Kanthi posisi lapisan serat baja obah munggah, efek penguatan sudo Ngartekno. Kekuwatan lentur LSFRC luwih saka 35% luwih dhuwur tinimbang beton polos kanthi proporsi campuran sing padha, sing rada luwih murah tinimbang beton bertulang serat baja integral. Nanging, LSFRC bisa ngirit akeh biaya materi, lan ora ana masalah campuran sing angel. Mulane, LSFRC minangka materi anyar kanthi keuntungan sosial lan ekonomi sing apik lan prospek aplikasi sing wiyar, sing pantes kanggo popularisasi lan aplikasi ing konstruksi trotoar.

 

4.Lapisan beton serat hibrida.Layer hybrid fiber reinforced concrete (LHFRC) minangka bahan komposit sing dibentuk kanthi nambahake serat polipropilena 0,1% kanthi basis LSFRC lan nyebarake serat polipropilena sing apik lan cendhak kanthi kekuatan tarik dhuwur lan elongasi paling dhuwur ing baja ndhuwur lan ngisor. beton serat lan beton polos ing lapisan tengah. Bisa ngatasi kekirangan lapisan beton polos penengah LSFRC lan nyegah bebaya safety potensial sawise serat baja permukaan rusak. LHFRC bisa ningkatake kekuatan lentur beton kanthi signifikan. Dibandhingake karo beton polos, kekuatan lentur saka beton polos tambah udakara 20%, lan dibandhingake karo LSFRC, kekuatan lentur tambah 2,6%, nanging ora duwe pengaruh marang modulus elastis lentur beton. Modulus elastis lentur LHFRC 1,3% luwih dhuwur tinimbang beton polos lan 0,3% luwih murah tinimbang LSFRC. LHFRC uga bisa ningkatake ketangguhan lentur beton kanthi signifikan, lan indeks ketangguhan lentur kira-kira 8 kali beton polos lan 1,3 kaping LSFRC. Kajaba iku, amarga kinerja beda saka loro utawa luwih serat ing LHFRC ing beton, miturut kabutuhan engineering, efek Sato positif saka serat sintetik lan serat baja ing beton bisa digunakake kanggo nemen nambah ductility, kekiatan, kateguhan, kekuatan retak. , kekuatan lentur lan kekuatan tensile saka materi, nambah kualitas materi lan ndawakake umur layanan saka materi.

——Abstrak (arsitektur Shanxi, Vol. 38, No. 11, Chen Huiqing)