V oblasti stavebných materiálov je betón základným kameňom a pridanie oceľových vlákien za vzniku vlákniny zosilneného betónu (FRC) revolúciou v jeho výkone. Ako popredný dodávateľ oceľových vlákien FRC pre betón som bol svedkom rôznych vplyvov, ktoré majú tieto vlákna na konkrétne vlastnosti. Jednou z týchto rozhodujúcich vlastníctva je obsah vzduchu v betóne, ktorý výrazne ovplyvňuje jeho spracovateľnosť, trvanlivosť a silu.
Pochopenie obsahu vzduchu v betóne
Predtým, ako sa ponorí do vplyvu oceľových vlákien FRC na obsah vzduchu, je nevyhnutné pochopiť úlohu vzduchu v betóne. Obsah vzduchu v betóne sa vzťahuje na objem drobných vzduchových bublín uväznených v betónovej matrici. Tieto vzduchové bubliny môžu byť buď úmyselne strhávané (pomocou vzduchových látok) alebo neúmyselne počas procesu miešania.
Správne strhávanie vzduchu je nevyhnutné pre betón vystavený zmrazeniu cyklov. Vzduchové bubliny pôsobia ako nádrže, čo umožňuje expandovať vodu, keď zamrzne bez toho, aby spôsobila vnútorný tlak, ktorý by mohol viesť k praskaniu. Vzduchové strhávanie môže navyše zlepšiť spracovateľnosť čerstvého betónu, čo uľahčuje umiestnenie, konsolidáciu a dokončenie.
Ako oceľové vlákna FRC interagujú so vzduchom v betóne
Keď sa do betónu pridávajú oceľové vlákna FRC, interagujú so systémom vzduchu - prázdnymi systémami niekoľkými spôsobmi.
Fyzický posun
Oceľové vlákna zaberajú priestor v betónovej matrici. Keď sa pridávajú, fyzicky vytesňujú niektoré vzduchové bubliny prítomné v čerstvom betóne. Stupeň posunu závisí od objemu frakcie, dĺžky a pomeru strán oceľových vlákien. Napríklad,Oceľové vlákno SFRCS vysokým pomerom strán môže natlačiť viac vzduchu kvôli jeho väčšej ploche povrchu a spôsobu, akým sa prelína v betóne.
Vplyv na miešanie a strhávanie
Pridanie oceľových vlákien môže tiež ovplyvniť proces miešania. Počas miešania môžu vlákna narušiť tvorbu vzduchových bublín. Ak miešanie nie je optimalizované, prítomnosť vlákien môže zabrániť správnemu strhávaniu vzduchu. Na druhej strane, ak je miešanie dobre - riadené, vlákna môžu pomôcť pri distribúcii vzduchových bublín rovnomernejšie po celom betóne.
Vplyv na stabilitu vzduchu - prázdnoty
Oceľové vlákna môžu ovplyvniť stabilitu vzduchových dutín v betóne. V niektorých prípadoch môžu vlákna pôsobiť ako oporná štruktúra pre vzduchové bubliny, čím im bránia v zladení a stúpaní na povrch. To môže viesť k stabilnejšiemu systému vzduchu - prázdnoty, ktorý je prospešný pre dlhodobú trvanlivosť betónu. Ak je však disperzia vlákniny zlá, vlákna môžu spôsobiť rozchod bubliny vzduchu, zníženie obsahu vzduchu a potenciálne ohrozenie odporu betónu zmrazenia.
Faktory ovplyvňujúce vplyv oceľových vlákien FRC na obsah vzduchu
Niekoľko faktorov určuje, ako oceľové vlákna FRC ovplyvňujú obsah vzduchu v betóne.
Vlákno
Vlastnosti oceľových vlákien, ako je dĺžka, priemer, pomer strán a povrchová textúra, zohrávajú významnú úlohu. Dlhšie vlákna akoOceľové vlákno s vysokým dĺžkou, môže mať väčší vplyv na obsah vzduchu v porovnaní s kratšími vláknami. Vlákna s drsnou povrchovou textúrou môžu tiež viac interagovať so vzduchovými bublinami, buď propagáciou alebo bránením ich tvorby.
Zlomok objemu vlákna
Množstvo oceľových vlákien pridaných do betónu, vyjadrené ako objemová frakcia, je ďalším rozhodujúcim faktorom. Keď sa frakcia objemu vlákna zvyšuje, zvyšuje sa aj potenciál vytesnenia vzduchu a narušenie vzduchu. Existuje však optimálny rozsah pre každý typ betónu a aplikácie, v ktorom sa dá prínosy zosilnenia vlákien dosiahnuť bez výrazného ohrozenia obsahu vzduchu.
Dizajn
Celková konštrukcia zmesi betónu, vrátane pomeru vody a cementu, typu agregátu a gradácie a použitia prímesí, môže ovplyvniť interakciu medzi oceľovými vláknami a obsahom vzduchu. Napríklad vysoký pomer vody a cementu môže viesť k tekutejšiemu betónu, ktorý môže byť ľahšie ovplyvnený pridaním oceľových vlákien. Prístrojy, ako napríklad zadávacie činidlá, môžu byť upravené tak, aby kompenzovali akékoľvek zmeny obsahu vzduchu spôsobené vláknami.
Prípadové štúdie a experimentálne výsledky
Uskutočnilo sa početné štúdie na preskúmanie vplyvu oceľových vlákien FRC na obsah vzduchu v betóne.
V nedávnom výskumnom projekte sa pripravili dve sady betónových zmesí: jedna sMalé odskočené prilepené oceľové vláknoa jeden bez. Výsledky ukázali, že zmes s oceľovými vláknami mala v porovnaní s kontrolnou zmesou mierne nižší obsah vzduchu. Odolnosť betónu zosilneného vlákna - zosilnený betón, ktorý sa rozpadá, bol však stále prijateľný v dôsledku zlepšenej odolnosti proti trhlinám poskytnutým vláknami.
Ďalšia štúdia sa zameriavala na účinok frakcie objemu vlákien na obsah vzduchu. Zistilo sa, že keď sa frakcia objemu vlákna zvýšila z 0,5%na 1,5%, obsah vzduchu sa znížil približne o 10 - 15%. Ak sa však použil príslušné činidlo na zadávanie vzduchu, obsah vzduchu sa mohol udržiavať v požadovanom rozsahu.
Dôsledky pre výstavbu
Vplyv oceľových vlákien FRC na obsah vzduchu má niekoľko dôsledkov pre stavebné projekty.
Trvanlivosť
V oblastiach s chladným podnebím, kde sú bežné cykly zmrazenia - rozmrazenie, je udržiavanie vhodného obsahu vzduchu rozhodujúce pre dlhodobú trvanlivosť betónu. Pri použití oceľových vlákien FRC je dôležité zabezpečiť, aby obsah vzduchu nebol ohrozený do tej miery, že ovplyvňuje odpor zmrazenia - rozmrazenie. To si môže vyžadovať nastavenie dizajnu zmesi alebo pomocou zadávajúcich agentov.
Spracovateľnosť
Zmena obsahu vzduchu v dôsledku pridania oceľových vlákien môže tiež ovplyvniť spracovateľnosť čerstvého betónu. Ak je obsah vzduchu príliš nízky, betón môže byť tuhší a ťažšie umiestniť a dokončiť. Na druhej strane, ak je obsah vzduchu príliš vysoký, betón môže mať zníženú pevnosť. Nájdenie správnej rovnováhy je nevyhnutné na dosiahnutie optimálnej spracovateľnosti a výkonu.
Konštrukčný výkon
Interakcia medzi oceľovými vláknami a obsahom vzduchu môže tiež ovplyvniť konštrukčný výkon betónu. Prítomnosť vlákien môže zlepšiť odolnosť betónu trhliny a húževnatosť, ale ak obsah vzduchu nie je správne kontrolovaný, môže to viesť k zníženiu tlakovej a ohybovej pevnosti.
Záver a výzva na akciu
Záverom možno povedať, že oceľové vlákna FRC majú významný vplyv na obsah vzduchu v betóne. Aj keď môžu spôsobiť určité vytesnenie a narušenie systému vzduchu - prázdnoty, správny návrh a optimalizácia mixu môžu tieto účinky zmierniť. Ako dodávateľ vysoko kvalitných oceľových vlákien FRC chápeme dôležitosť vyváženia zosilnenia vlákien s inými betónovými vlastnosťami.
Ak ste zapojení do stavebného projektu a uvažujete o používaní oceľových vlákien FRC, pozývame vás, aby ste nás oslovili, kde nájdete ďalšie informácie. Náš tím expertov môže poskytnúť usmernenie o najlepšom type oceľových vlákien pre vašu konkrétnu aplikáciu, ako aj rady o návrhu mixu, aby sa zabezpečilo optimálny obsah vzduchu a výkon vášho betónu. Či už pracujete na malom rezidenčnom projekte alebo veľkom komerčnom rozvoji, sme tu, aby sme vám pomohli dosiahnuť najlepšie výsledky.
Odkazy
- Neville, AM (2011). Vlastnosti betónu. Pearson Education.
- Výbor ACI 544. (2007). Štát - z - Art Report o vláknine - zosilnený betón. Americký betónový inštitút.
- Mehta, PK a Monteiro, PJM (2014). Betón: mikroštruktúra, vlastnosti a materiály. McGraw - Hill Education.