የአረብ ብረት ፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት የአሁኑ ሁኔታ እና ልማት

የብረት ፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት (SFRC) አዲስ ዓይነት የተዋሃደ ቁሳቁስ ሲሆን ተገቢውን መጠን ያለው አጭር የብረት ፋይበር ወደ ተራ ኮንክሪት በመጨመር ሊፈስ እና ሊረጭ ይችላል። በቅርብ ዓመታት ውስጥ በአገር ውስጥም ሆነ በውጭ አገር በፍጥነት እያደገ ነው። ዝቅተኛ የመሸከም ጥንካሬ፣ አነስተኛ የመጨረሻ ርዝመት እና የተሰባበረ የኮንክሪት ባህሪ ያሉ ድክመቶችን ያሸንፋል። እንደ የመሸከም ጥንካሬ፣ የመታጠፍ መቋቋም፣ የመቁረጥ መቋቋም፣ የስንጥቅ መቋቋም፣ የድካም መቋቋም እና ከፍተኛ ጥንካሬ ያሉ እጅግ በጣም ጥሩ ባህሪያት አሉት። በሃይድሮሊክ ምህንድስና፣ በመንገድ እና ድልድይ፣ በግንባታ እና በሌሎች የምህንድስና መስኮች ላይ ተተግብሯል።

1. የብረት ፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት ልማት
የፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት (FRC) የፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት ምህጻረ ቃል ነው። ብዙውን ጊዜ በሲሚንቶ ላይ የተመሰረተ ውህድ ሲሆን ከሲሚንቶ ፓስታ፣ ከሞርታር ወይም ከኮንክሪት እና ከብረት ፋይበር፣ ከኦርጋኒክ ፋይበር ወይም ከኦርጋኒክ ፋይበር የተጠናከረ ቁሶች የተዋቀረ ነው። በኮንክሪት ማትሪክስ ውስጥ ከፍተኛ የመሸከም ጥንካሬ፣ ከፍተኛ የመጨረሻ ርዝመት እና ከፍተኛ የአልካላይን መቋቋም ያላቸው አጫጭር እና ቀጭን ቃጫዎችን በእኩል በማሰራጨት የተፈጠረ አዲስ የግንባታ ቁሳቁስ ነው። በኮንክሪት ውስጥ ያለው ፋይበር በኮንክሪት ውስጥ የመጀመሪያዎቹን ስንጥቆች ማመንጨት እና በውጭ ኃይል እርምጃ ስር ያሉ ስንጥቆችን የበለጠ መስፋፋትን ሊገድብ ይችላል፣ እንደ ዝቅተኛ የመሸከም ጥንካሬ፣ ቀላል ስንጥቅ እና ደካማ የኮንክሪት ድካም መቋቋም ያሉ ውስጣዊ ጉድለቶችን በብቃት ማሸነፍ እና የውሃ መከላከያ፣ የውሃ መከላከያ፣ የበረዶ መቋቋም እና የኮንክሪት ማጠናከሪያ ጥበቃን በእጅጉ ያሻሽላል። የፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት፣ በተለይም የብረት ፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት፣ የላቀ አፈፃፀሙ ምክንያት በተግባራዊ ምህንድስና ውስጥ በአካዳሚክ እና በኢንጂነሪንግ ክበቦች ውስጥ የበለጠ ትኩረትን ስቧል። 1907 የሶቪየት ባለሙያ ቢ ፒ. ሄፖካብ የብረት ፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት መጠቀም ጀመረ፤ በ1910፣ HF ፖርተር ስለ አጭር ፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት የምርምር ሪፖርት አሳትሟል፣ ይህም የማትሪክስ ቁሳቁሶችን ለማጠናከር አጫጭር የብረት ቃጫዎች በኮንክሪት ውስጥ በእኩል መበተን እንዳለባቸው ይጠቁማል፤ በ1911 የዩናይትድ ስቴትስ ግራሃም የኮንክሪት ጥንካሬንና መረጋጋትን ለማሻሻል በተለመደው ኮንክሪት ውስጥ የብረት ፋይበር ጨመረ፤ በ1940ዎቹ ዩናይትድ ስቴትስ፣ ብሪታኒያ፣ ፈረንሳይ፣ ጀርመን፣ ጃፓን እና ሌሎች አገሮች የኮንክሪት የመልበስ መቋቋምን እና የስንጥቅ መቋቋምን ለማሻሻል የብረት ፋይበርን ስለመጠቀም፣ የብረት ፋይበር ኮንክሪት የማምረት ቴክኖሎጂን ለማሻሻል እና በፋይበር እና በኮንክሪት ማትሪክስ መካከል ያለውን የመተሳሰር ጥንካሬ ለማሻሻል የብረት ፋይበር ቅርፅን ለማሻሻል ብዙ ጥናቶችን አድርገዋል፤ በ1963፣ ጄፒ ሮሙዋልዲ እና ጂቢ ባትሰን ስለ ብረት ፋይበር ውስን ኮንክሪት የስንጥቅ ልማት ዘዴ አንድ ጽሑፍ አሳትመዋል፣ እና የብረት ፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት የስንጥቅ ጥንካሬ የሚወሰነው በብረት ፋይበር አማካይ ክፍተት ነው የሚል መደምደሚያ ላይ ደርሰው ነበር፣ ይህም በመሸከም ውጥረት (የፋይበር ክፍተት ንድፈ ሐሳብ) ውስጥ ውጤታማ ሚና ይጫወታል፣ በዚህም የዚህ አዲስ የተዋሃደ ቁሳቁስ ተግባራዊ የልማት ደረጃ ይጀምራል። እስካሁን ድረስ፣ በኮንክሪት ውስጥ በተለያዩ የፋይበር ስርጭት ምክንያት የብረት ፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት ተወዳጅነት እና አተገባበር ምክንያት፣ በዋናነት አራት ዓይነቶች አሉ፡ የብረት ፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት፣ የተዋሃደ ፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት፣ የተዋሃደ ብረት ፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት እና የተዋሃደ ፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት።

2. የብረት ፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት የማጠናከሪያ ዘዴ
(1) የተዋሃደ ሜካኒክስ ቲዎሪ። የተዋሃደ ሜካኒክስ ቲዎሪ የተመሰረተው በተከታታይ የፋይበር ውህዶች ቲዎሪ ላይ ሲሆን በኮንክሪት ውስጥ ካሉ የብረት ፋይበር የስርጭት ባህሪያት ጋር ተጣምሮ ነው። በዚህ ቲዎሪ፣ ውህዶች ፋይበር እንደ አንድ ምዕራፍ እና ማትሪክስ እንደ ሌላኛው ምዕራፍ ያሉ ባለ ሁለት ደረጃ ውህዶች ተደርገው ይወሰዳሉ።
(2) የፋይበር ክፍተት ንድፈ ሐሳብ። ​​የፋይበር ክፍተት ንድፈ ሐሳብ፣ እንዲሁም የክራክ መቋቋም ንድፈ ሐሳብ በመባል የሚታወቀው፣ በመስመር ላይ በሚለጠጥ የስብራት ሜካኒክስ ላይ የተመሠረተ ነው። ይህ ንድፈ ሐሳብ የፋይበር ማጠናከሪያ ውጤት የሚዛመደው ወጥ በሆነ መልኩ ከተሰራጨው የፋይበር ክፍተት (ዝቅተኛ ክፍተት) ጋር ብቻ እንደሆነ ይናገራል።

3. የብረት ፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት የልማት ሁኔታ ትንተና
1. የብረት ፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት። የብረት ፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት አነስተኛ መጠን ያለው ዝቅተኛ የካርቦን ብረት፣ አይዝጌ ብረት እና የኤፍአርፒ ፋይበሮችን ወደ ተራ ኮንክሪት በመጨመር የሚፈጠር በአንጻራዊነት ተመሳሳይ እና ባለብዙ አቅጣጫ የተጠናከረ ኮንክሪት አይነት ነው። የብረት ፋይበር የመደባለቅ መጠን በአጠቃላይ በመጠን 1% ~ 2% ሲሆን 70 ~ 100 ኪ.ግ የብረት ፋይበር በእያንዳንዱ ኪዩቢክ ሜትር ኮንክሪት ክብደት ውስጥ ይቀላቀላል። የብረት ፋይበር ርዝመት 25 ~ 60 ሚሜ፣ ዲያሜትሩ 0.25 ~ 1.25 ሚሜ መሆን አለበት፣ እና የርዝመት እና ዲያሜትር ምርጥ ጥምርታ 50 ~ 700 መሆን አለበት። ከተለመደው ኮንክሪት ጋር ሲነጻጸር፣ የመሸከም፣ የመሸርሸር፣ የመታጠፍ፣ የመልበስ እና የመሰነጠቅ መቋቋምን ማሻሻል ብቻ ሳይሆን የኮንክሪት ስብራት ጥንካሬ እና የመነካካት መቋቋምን በእጅጉ ያሻሽላል፣ እና የመዋቅር ድካም መቋቋምን እና ዘላቂነትን በእጅጉ ያሻሽላል፣ በተለይም ጥንካሬው በ10 ~ 20 ጊዜ ሊጨምር ይችላል። የብረት ፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት እና ተራ ኮንክሪት ሜካኒካል ባህሪያት በቻይና ይነፃፀራሉ። የብረት ፋይበር ይዘት 15% ~ 20% ሲሆን የውሃ ሲሚንቶ ጥምርታ 0.45 ሲሆን፣ የመሸከም ጥንካሬው በ50% ~ 70% ይጨምራል፣ የመሸከም ጥንካሬው በ120% ~ 180% ይጨምራል፣ የመሸከም ጥንካሬው በ10 ~ 20 እጥፍ ይጨምራል፣ የመሸከም ድካም ጥንካሬው በ15 ~ 20 እጥፍ ይጨምራል፣ የመሸከም ጥንካሬው በ14 ~ 20 እጥፍ ይጨምራል፣ እና የመልበስ መቋቋም በከፍተኛ ሁኔታ ይሻሻላል። ስለዚህ፣ የብረት ፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት ከመደበኛ ኮንክሪት የተሻለ አካላዊ እና ሜካኒካል ባህሪያት አሉት።

4. የተቀላቀለ የፋይበር ኮንክሪት
ተዛማጅ የምርምር መረጃዎች እንደሚያሳዩት የብረት ፋይበር የኮንክሪትን የመጭመቂያ ጥንካሬ በከፍተኛ ሁኔታ አያበረታታም ወይም እንኳን አይቀንሰውም፤ ከተራ ኮንክሪት ጋር ሲነጻጸር፣ የብረት ፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት የማይበሰብሰውን፣ የመልበስ መቋቋምን፣ የመነካካት እና የመልበስ መቋቋምን እና የኮንክሪት ቀደምት የፕላስቲክ መጥበብን መከላከልን በተመለከተ አዎንታዊ እና አሉታዊ (መጨመር እና መቀነስ) ወይም መካከለኛ እይታዎች አሉ። በተጨማሪም፣ የብረት ፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት እንደ ትልቅ መጠን፣ ከፍተኛ ዋጋ፣ ዝገት እና በእሳት ምክንያት ለሚከሰት ፍንዳታ ምንም አይነት የመቋቋም አቅም የለውም፣ ይህም አተገባበሩን በተለያዩ ደረጃዎች ላይ ተጽዕኖ አሳድሯል። በቅርብ ዓመታት ውስጥ፣ አንዳንድ የሀገር ውስጥ እና የውጭ ምሁራን ለተለያዩ የፕሮጀክቶች ፍላጎቶች ለማሟላት በተለያዩ ደረጃዎች እና በመጫኛ ደረጃዎች ላይ ቃጫዎችን ከኮንክሪት ጋር ለማዋሃድ፣ እርስ በእርስ ለመማር እና የተለያዩ የኮንክሪት ባህሪያትን ለማሻሻል በተለያዩ ደረጃዎች እና የመጫኛ ደረጃዎች ላይ "አዎንታዊ ድብልቅ ውጤት" ለመስጠት ጥረት ማድረግ ጀመሩ። ይሁን እንጂ፣ የተለያዩ የሜካኒካል ባህሪያቱን በተመለከተ፣ በተለይም የድካም መበላሸቱ እና የድካም መጎዳቱ፣ የማይንቀሳቀሱ እና ተለዋዋጭ ጭነቶች እና ቋሚ amplitude ወይም ተለዋዋጭ amplitude cyclic ጭነቶች ስር ያሉ የመበስበስ ልማት ህግ እና የጉዳት ባህሪያት፣ የፋይበር ምርጥ የማደባለቅ መጠን እና የማደባለቅ መጠን፣ በተዋሃዱ ቁሳቁሶች ክፍሎች መካከል ያለው ግንኙነት፣ የማጠናከሪያ ውጤት እና የማጠናከሪያ ዘዴ፣ የፀረ-ድካም አፈፃፀም፣ የውድቀት ዘዴ እና የግንባታ ቴክኖሎጂ፣ የተደባለቀ መጠን ዲዛይን ችግሮች የበለጠ ጥናት ያስፈልጋቸዋል።

5. የተደራረበ የብረት ፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት
ሞኖሊቲክ ፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት በእኩልነት ለመደባለቅ ቀላል አይደለም፣ ፋይበሩ በቀላሉ ሊዋሃድ የሚችል ነው፣ የፋይበሩ መጠን ትልቅ ነው፣ እና ዋጋው በአንጻራዊነት ከፍተኛ ነው፣ ይህም ሰፊ አተገባበሩን ይነካል። በብዙ የምህንድስና ልምምድ እና በቲዎሬቲካል ምርምር፣ አዲስ አይነት የብረት ፋይበር መዋቅር፣ የንብርብር ብረት ፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት (LSFRC) ቀርቧል። አነስተኛ መጠን ያለው የብረት ፋይበር በመንገድ ሰሌዳው የላይኛው እና የታችኛው ገጽታዎች ላይ በእኩል ይሰራጫል፣ እና መካከለኛው አሁንም ተራ የኮንክሪት ንብርብር ነው። በLSFRC ውስጥ ያለው የብረት ፋይበር በአጠቃላይ በእጅ ወይም በሜካኒካል ይሰራጫል። የብረት ፋይበር ረጅም ነው፣ እና የርዝመት ዲያሜትር ጥምርታ በአጠቃላይ ከ70 ~ 120 መካከል ነው፣ ይህም ባለ ሁለት ገጽታ ስርጭት ያሳያል። የሜካኒካል ባህሪያትን ሳይነካ፣ ይህ ቁሳቁስ የብረት ፋይበር መጠንን በእጅጉ ከመቀነስ ባለፈ፣ በተዋሃደ ፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት ውስጥ የፋይበር መጋለብን ክስተትንም ያስወግዳል። በተጨማሪም፣ በኮንክሪት ውስጥ ያለው የብረት ፋይበር ንብርብር አቀማመጥ በኮንክሪት ተጣጣፊ ጥንካሬ ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ ያሳድራል። በኮንክሪት ግርጌ ላይ ያለው የብረት ፋይበር ንብርብር የማጠናከሪያ ውጤት በጣም ጥሩ ነው። የብረት ፋይበር ንብርብር አቀማመጥ ወደ ላይ ሲሄድ የማጠናከሪያው ውጤት በከፍተኛ ሁኔታ ይቀንሳል። የLSFRC የመተጣጠፍ ጥንካሬ ከተመሳሳይ የድብልቅ መጠን ካለው ተራ ኮንክሪት በ35% ከፍ ያለ ሲሆን ይህም ከተቀናጀ የብረት ፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት በትንሹ ያነሰ ነው። ሆኖም ግን፣ LSFRC ብዙ የቁሳቁስ ወጪን መቆጠብ ይችላል፣ እና አስቸጋሪ የሆነ የመደባለቅ ችግር የለም። ስለዚህ፣ LSFRC ጥሩ ማህበራዊ እና ኢኮኖሚያዊ ጥቅሞች እና ሰፊ የአጠቃቀም ተስፋ ያለው አዲስ ቁሳቁስ ሲሆን ይህም በእግረኛ መንገድ ግንባታ ውስጥ ተወዳጅነት እና አተገባበር የሚገባው ነው።

6. የተደራረበ የተቀላቀለ ፋይበር ኮንክሪት
የንብርብር ድብልቅ ፋይበር የተጠናከረ ኮንክሪት (LHFRC) በLSFRC መሠረት 0.1% የፖሊፕሮፒሊን ፋይበር በመጨመር እና ከፍተኛ የመሸከም ጥንካሬ እና ከፍተኛ የመጨረሻ ርዝመት ያላቸው ከፍተኛ መጠን ያላቸው ጥቃቅን እና አጭር የፖሊፕሮፒሊን ፋይበርዎችን በእኩል በማሰራጨት የተፈጠረ የተዋሃደ ቁሳቁስ ሲሆን የላይኛው እና የታችኛው የብረት ፋይበር ኮንክሪት እና መካከለኛው ንብርብር ላይ ያለው ተራ ኮንክሪት ከፍተኛ የመሸከም ጥንካሬ እና ከፍተኛ የመጨረሻ ርዝመት ያለው ነው። የLSFRC መካከለኛ ጠፍጣፋ ኮንክሪት ንብርብር ድክመትን ማሸነፍ እና የገጽታ ብረት ፋይበር ከጠፋ በኋላ ሊከሰቱ የሚችሉ የደህንነት አደጋዎችን መከላከል ይችላል። LHFRC የኮንክሪት ተጣጣፊ ጥንካሬን በእጅጉ ሊያሻሽል ይችላል። ከመደበኛ ኮንክሪት ጋር ሲነጻጸር፣ የመደበኛ ኮንክሪት ተጣጣፊ ጥንካሬ በ20% ገደማ ይጨምራል፣ እና ከLSFRC ጋር ሲነጻጸር፣ የመገጣጠሚያ ጥንካሬው በ2.6% ይጨምራል፣ ነገር ግን በኮንክሪት ተጣጣፊ ላስቲክ ሞዱለስ ላይ ብዙም ተጽእኖ የለውም። የLHFRC ተጣጣፊ ላስቲክ ሞዱለስ ከመደበኛ ኮንክሪት 1.3% ከፍ ያለ እና ከLSFRC 0.3% ያነሰ ነው። LHFRC የኮንክሪት ተጣጣፊነት ጥንካሬን በእጅጉ ሊያሻሽል ይችላል፣ እና የመተጣጠፍ ጥንካሬ መረጃ ጠቋሚው ከመደበኛ ኮንክሪት 8 እጥፍ እና ከ LSFRC 1.3 እጥፍ ነው። ከዚህም በላይ፣ በኮንክሪት ውስጥ ሁለት ወይም ከዚያ በላይ ቃጫዎች በLHFRC ውስጥ ባለው የተለያዩ አፈጻጸም ምክንያት፣ እንደ ምህንድስና ፍላጎቶች፣ በኮንክሪት ውስጥ ያለው ሰው ሰራሽ ፋይበር እና የብረት ፋይበር አወንታዊ ድብልቅ ውጤት የቁሳቁሱን ተለዋዋጭነት፣ ዘላቂነት፣ ጥንካሬ፣ የስንጥቅ ጥንካሬ፣ የመተጣጠፍ ጥንካሬ እና የመሸከም ጥንካሬ በእጅጉ ለማሻሻል፣ የቁሳቁሱን ጥራት ለማሻሻል እና የቁሳቁሱን የአገልግሎት ዘመን ለማራዘም ሊያገለግል ይችላል።

——አብስትራክት (የሻንዚ አርክቴክቸር፣ ቅጽ 38፣ ቁጥር 11፣ ቼን ሁይኪንግ)