Ultra vysoký výkonnostný betón (UHPC) sa objavil ako revolučný stavebný materiál, ktorý ponúka mimoriadne mechanické vlastnosti a trvanlivosť. Jedným z kľúčových faktorov ovplyvňujúcich výkonnosť UHPC je začlenenie oceľových vlákien. V tomto blogu sa ponoríme do vplyvu oceľových vlákien na post-Peak Správanie UHPC v napätí, ako popredný dodávateľ oceľových vlákien UHPC, sme nadšení zdieľať naše poznatky a odborné znalosti na túto tému.
Pochopenie UHPC a jeho ťahové správanie
UHPC je cementový kompozitný materiál charakterizovaný jeho vysokou pevnosťou v tlaku, zvyčajne presahujúcim 150 MPa a vynikajúcou ťažnosťou. Na rozdiel od tradičného betónu má UHPC hustú mikroštruktúru, ktorá vedie k vynikajúcej odolnosti voči praskaniu a rozlúčke. UHPC je však vo svojej podstate krehký v napätí a bez náležitého posilňovania môže náhle zlyhať pod ťahom v ťahu.
Tnusové správanie UHPC sa dá rozdeliť do dvoch odlišných fáz: fázy pred vrcholom a post-maximom. Vo fáze pred vrcholom UHPC vykazuje lineárne elastické správanie, kde je napätie úmerné napätiu. Keď sa zaťaženie zvyšuje, mikrokraky sa začínajú tvoriť v matici UHPC. Akonáhle sa dosiahne vrcholové ťahové napätie, UHPC vstupuje do fázy po vrchole, kde stres klesá, zatiaľ čo kmeň sa zvyšuje. Správanie UHPC post-peak je rozhodujúce pre pochopenie jeho štrukturálneho výkonu, pretože určuje schopnosť materiálu odolávať ďalšej deformácii a udržiavať jeho integritu po praskaní.
Úloha oceľových vlákien v UHPC
Oceľové vlákna sa bežne pridávajú do UHPC, aby sa zvýšila jeho pevnosť v ťahu, ťažnosť a húževnatosť. Ak sú oceľové vlákna začlenené do matice UHPC, pôsobia ako premostené prvky, ktoré bránia šíreniu trhlín a redistribúcii napätia v materiáli. Tento preklenujúci účinok významne zlepšuje post-maximálne správanie UHPC v napätí, čo mu umožňuje udržať vyššie zaťaženie a väčšie deformácie pred zlyhaním.
Existuje niekoľko typov oceľových vlákien na použitie v UHPC, z ktorých každá má vlastné jedinečné vlastnosti a vlastnosti. NapríkladOceľové vlákno 0,75/35 voľný typ propagácieje populárna voľba vďaka svojmu vysokému pomeru strán a vynikajúcej disperzie v matrici UHPC. Vysoký pomer strán oceľových vlákien poskytuje väčšiu plochu povrchu na spojenie s matricou UHPC, zvyšuje premostený efekt a zlepšuje post-špičkové správanie materiálu.
Ďalším typom oceľového vlákna bežne používaného v UHPC jeOceľové vlákno s ľahkou hmotnosťou. Tieto vlákna sú navrhnuté tak, aby znížili hmotnosť UHPC pri zachovaní jeho mechanických vlastností. Ľahká povaha oceľových vlákien ich robí ideálnymi pre aplikácie, kde je kritickým faktorom redukcia hmotnosti, napríklad pri výstavbe mostov s dlhým rozpätím a výškových budov.
Oceľové vlákno zaviazaného tvarusa tiež široko používa v UHPC kvôli jeho zvýšenej pevnosti väzby s matricou UHPC. Hávené konce oceľových vlákien poskytujú ďalšie ukotvenie v matrici, čím bránia vláknám v ťahu pod ťahom. To má za následok zlepšenie odolnosti proti trhlinám a post-maximálne správanie UHPC.
Vplyv oceľového vlákna na post-špičkové správanie UHPC v napätí
Pridanie oceľových vlákien do UHPC má významný vplyv na jeho post-špičkové správanie v napätí. Niekoľko štúdií ukázalo, že prítomnosť oceľových vlákien môže zvýšiť post-maximálnu ťažnosť UHPC až o niekoľko stoviek percent v porovnaní s obyčajným UHPC. Dôvodom je premostený účinok oceľových vlákien, ktorý umožňuje UHPC udržiavať svoju kapacitu prenášania zaťaženia aj po vytvorení trhlín.
Jedným z kľúčových faktorov ovplyvňujúcich správanie UHPC post-špičky je frakcia objemu vlákna. Frakcia objemu vlákien sa týka percentuálneho podielu objemu oceľových vlákien v zmesi UHPC. Ako sa zvyšuje objem vlákniny, zvyšuje sa aj ťažkosť po maximálnej špičke. Existuje však limit na množstvo oceľových vlákien, ktoré sa môžu pridať do zmesi UHPC, pretože nadmerný obsah vlákien môže viesť k guľôčke vlákien a zlej spracovateľnosti.
Pomer strán oceľových vlákien tiež zohráva dôležitú úlohu pri správaní UHPC post-maximom. Pomer strán je definovaný ako pomer dĺžky vlákna k jeho priemeru. Oceľové vlákna s vysokým pomerom strán poskytujú väčšiu plochu povrchu na spojenie s matricou UHPC, čo vedie k zlepšeniu premosteného účinku a potrubia po maximálnej špičke.
Okrem frakcie objemu vlákna a pomeru strán, orientácia oceľových vlákien v matrici UHPC môže tiež ovplyvniť jej post-špičkové správanie. Oceľové vlákna, ktoré sú zarovnané v smere ťahového zaťaženia, poskytujú lepší premostený efekt a zlepšenú ťažnosť po maximálnej špičke v porovnaní s náhodne orientovanými vláknami.
Aplikácie UHPC s oceľovými vláknami
Vylepšené post-peakové správanie UHPC s oceľovými vláknami je vhodné pre širokú škálu aplikácií v stavebníctve. Medzi bežné aplikácie UHPC s oceľovými vláknami patrí:
- Mosty:UHPC s oceľovými vláknami sa môže použiť pri výstavbe mostných palúb, nosníkov a móla. Vďaka vysokej pevnosti v ťahu a ťažkosti UHPC je ideálna pre odolnosť voči dynamickým zaťaženiam a environmentálnym napätiam spojeným so štruktúrami mostov.
- Budovy:UHPC s oceľovými vláknami sa môže použiť pri výstavbe výškových budov, kde môže poskytnúť zvýšený štrukturálny výkon a trvanlivosť. Použitie UHPC môže tiež znížiť hmotnosť budovy, čo má za následok úspory nákladov a zlepšenie seizmického odporu.
- Prefabrikované prvky:UHPC s oceľovými vláknami sa môže použiť pri výrobe prefabrikovaných prvkov, ako sú lúče, stĺpy a panely. Vďaka vysokej pevnosti a ťažnosti UHPC je vhodná pre prefabrikáčné aplikácie, kde môže poskytnúť lepšiu kontrolu kvality a rýchlejšie výstavby.
Záver
Záverom možno povedať, že pridanie oceľových vlákien do UHPC má významný vplyv na jeho post-špičkové správanie v napätí. Oceľové vlákna pôsobia ako premostené prvky, ktoré bránia šíreniu trhlín a zlepšovaní ťažnosti a húževnatosti materiálu. Frakcia objemu vlákien, pomer strán a orientácia oceľových vlákien sú dôležitými faktormi, ktoré ovplyvňujú správanie UHPC post-maxom.
Ako popredný dodávateľ oceľových vlákien UHPC ponúkame širokú škálu vysoko kvalitných oceľových vlákien na použitie v aplikáciách UHPC. NášOceľové vlákno 0,75/35 voľný typ propagácie,Oceľové vlákno s ľahkou hmotnosťouaOceľové vlákno zaviazaného tvarusú navrhnuté tak, aby poskytovali vynikajúci výkon a hodnotu pre našich zákazníkov.
Ak máte záujem dozvedieť sa viac o našich oceľových vláknach UHPC alebo by ste chceli diskutovať o vašich konkrétnych požiadavkách, neváhajte nás kontaktovať. Tešíme sa na vás a budeme s vami spolupracovať na vašom ďalšom projekte.
Odkazy
- Graybeal, BA (2006). Štrukturálne správanie betónových lúčov s ultra vysokým výkonom. Journal of Structural Engineering, 132 (11), 1697-1705.
- Li, VC (2003). Cementové cementové kompozity (ECC) - prehľad materiálu a jeho aplikácií. Journal of Advanced Concrete Technology, 1 (3), 215-230.
- Naaman, AE, & Reinhardt, HW (2003). Zlomenina a poškodenie kompozitov cementu vystuženého z vlákien. Taylor & Francis.