වානේ තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්‍රීට් වල වර්තමාන තත්ත්වය සහ සංවර්ධනය

වානේ තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්‍රීට් (SFRC) යනු සාමාන්‍ය කොන්ක්‍රීට් වලට සුදුසු කෙටි වානේ තන්තු ප්‍රමාණයක් එකතු කිරීමෙන් වත් කර ඉසිය හැකි නව ආකාරයේ සංයුක්ත ද්‍රව්‍යයකි. මෑත වසරවලදී එය දේශීය හා විදේශීය වේගයෙන් වර්ධනය වී ඇත. එය අඩු ආතන්ය ශක්තිය, කුඩා අවසාන දිගු කිරීම සහ කොන්ක්රීට් වල බිඳෙනසුලු ගුණාංගවල අඩුපාඩු මඟහරවා ගනී. එහි ආතන්ය ශක්තිය, නැමීමේ ප්‍රතිරෝධය, කැපුම් ප්‍රතිරෝධය, ඉරිතැලීම් ප්‍රතිරෝධය, තෙහෙට්ටුව ප්‍රතිරෝධය සහ ඉහළ දෘඩතාව වැනි විශිෂ්ට ගුණාංග ඇත. එය හයිඩ්‍රොලික් ඉංජිනේරු විද්‍යාව, මාර්ග සහ පාලම්, ඉදිකිරීම් සහ වෙනත් ඉංජිනේරු ක්ෂේත්‍රවල යෙදී ඇත.

1. වානේ තන්තු ශක්තිමත් කොන්ක්රීට් සංවර්ධනය
ෆයිබර් ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්‍රීට් (FRC) යනු තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්‍රීට් යන්නෙහි කෙටි යෙදුමයි. එය සාමාන්‍යයෙන් සිමෙන්ති පේස්ට්, මෝටාර් හෝ කොන්ක්‍රීට් සහ ලෝහ තන්තු, අකාබනික තන්තු හෝ කාබනික තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද ද්‍රව්‍ය වලින් සමන්විත සිමෙන්ති පදනම් වූ සංයුක්තයකි. එය කොන්ක්‍රීට් න්‍යාසයේ ඉහළ ආතන්‍ය ශක්තිය, ඉහළ අවසාන දිගු කිරීම සහ ඉහළ ක්ෂාර ප්‍රතිරෝධය සහිත කෙටි හා සියුම් තන්තු ඒකාකාරව විසුරුවා හැරීමෙන් සාදන ලද නව ගොඩනැඟිලි ද්‍රව්‍යයකි. කොන්ක්‍රීට් වල තන්තු මගින් කොන්ක්‍රීට් වල මුල් ඉරිතැලීම් උත්පාදනය සහ බාහිර බලයේ ක්‍රියාකාරිත්වය යටතේ ඉරිතැලීම් තවදුරටත් ප්‍රසාරණය වීම සීමා කළ හැකි අතර, අඩු ආතන්ය ශක්තිය, පහසු ඉරිතැලීම් සහ කොන්ක්‍රීට් වල දුර්වල තෙහෙට්ටුව ප්‍රතිරෝධය වැනි ආවේනික දෝෂයන් ඵලදායි ලෙස ජයගෙන කාර්ය සාධනය බෙහෙවින් වැඩි දියුණු කරයි. කොන්ක්රීට් වල අපිරිසිදුකම, ජල ආරක්ෂිත, හිම ප්රතිරෝධය සහ ශක්තිමත් කිරීම ආරක්ෂා කිරීම. ෆයිබර් ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්‍රීට්, විශේෂයෙන් වානේ තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්‍රීට්, එහි උසස් ක්‍රියාකාරීත්වය නිසා ප්‍රායෝගික ඉංජිනේරු විද්‍යාවේ ශාස්ත්‍රීය හා ඉංජිනේරු කවයන් තුළ වැඩි වැඩියෙන් අවධානය යොමු කර ඇත. 1907 සෝවියට් විශේෂඥ බී පී. Hekpocab ලෝහ තන්තු ශක්තිමත් කොන්ක්රීට් භාවිතා කිරීමට පටන් ගත්තේය; 1910 දී, HF Porter විසින් කෙටි තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්‍රීට් පිළිබඳ පර්යේෂණ වාර්තාවක් ප්‍රකාශයට පත් කරන ලද අතර, අනුකෘති ද්‍රව්‍ය ශක්තිමත් කිරීම සඳහා කෙටි වානේ තන්තු කොන්ක්‍රීට්වල ඒකාකාරව විසුරුවා හැරිය යුතු බව යෝජනා කළේය. 1911 දී, එක්සත් ජනපදයේ ග්‍රැහැම් කොන්ක්‍රීට් වල ශක්තිය සහ ස්ථායිතාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා සාමාන්‍ය කොන්ක්‍රීට් වලට වානේ තන්තු එකතු කළේය; 1940 ගණන් වන විට, එක්සත් ජනපදය, බ්‍රිතාන්‍යය, ප්‍රංශය, ජර්මනිය, ජපානය සහ අනෙකුත් රටවල් කොන්ක්‍රීට් වල ඇඳුම් ප්‍රතිරෝධය සහ ඉරිතැලීම් ප්‍රතිරෝධය වැඩි දියුණු කිරීම, වානේ ෆයිබර් කොන්ක්‍රීට් නිෂ්පාදන තාක්ෂණය සහ වැඩිදියුණු කිරීම සඳහා වානේ තන්තු භාවිතා කිරීම පිළිබඳව බොහෝ පර්යේෂණ සිදු කර ඇත. තන්තු සහ කොන්ක්රීට් අනුකෘතිය අතර බන්ධන ශක්තිය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා වානේ තන්තු වල හැඩය; 1963 දී JP romualdi සහ GB Batson විසින් වානේ තන්තු සීමා සහිත කොන්ක්‍රීට් වල ඉරිතැලීම් සංවර්ධන යාන්ත්‍රණය පිළිබඳ පත්‍රිකාවක් ප්‍රකාශයට පත් කරන ලද අතර, වානේ තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්‍රීට් වල ඉරිතැලීම් ප්‍රබලතාවය තීරණය වන්නේ වානේ තන්තු වල සාමාන්‍ය පරතරය අනුව බව නිගමනය කළේය. ආතන්ය ආතතිය තුළ (තන්තු පරතරය න්‍යාය), එමගින් මෙම නව සංයුක්ත ද්‍රව්‍යයේ ප්‍රායෝගික සංවර්ධන අදියර ආරම්භ වේ. මේ දක්වා, වානේ තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්‍රීට් ප්‍රචලිත කිරීම සහ යෙදීමත් සමඟ, කොන්ක්‍රීට් වල විවිධ තන්තු ව්‍යාප්තිය හේතුවෙන් ප්‍රධාන වශයෙන් වර්ග හතරක් ඇත: වානේ තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්‍රීට්, දෙමුහුන් තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්‍රීට්, ස්ථර වානේ තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්‍රීට් සහ ස්ථර දෙමුහුන් තන්තු. ශක්තිමත් කොන්ක්රීට්.

2. වානේ තන්තු ශක්තිමත් කොන්ක්රීට් ශක්තිමත් කිරීමේ යාන්ත්රණය
(1)සංයුක්ත යාන්ත්‍රික න්‍යාය. සංයුක්ත යාන්ත්‍ර විද්‍යාව පිළිබඳ න්‍යාය පදනම් වී ඇත්තේ අඛණ්ඩ තන්තු සංයෝග පිළිබඳ න්‍යාය මත වන අතර කොන්ක්‍රීට් වල වානේ තන්තු බෙදා හැරීමේ ලක්ෂණ සමඟ ඒකාබද්ධ වේ. මෙම න්‍යායේ දී, සංයුක්ත ද්‍රව්‍ය තන්තු සහිත ද්වි-අදියර සංයෝග ලෙස සැලකේ.
(2)ෆයිබර් ස්පේසිං න්‍යාය. ෆයිබර් ස්පේසිං න්‍යාය, ඉරිතැලීම් ප්‍රතිරෝධ න්‍යාය ලෙසද හැඳින්වේ, රේඛීය ප්‍රත්‍යාස්ථ අස්ථි බිඳීමේ යාන්ත්‍ර විද්‍යාව මත පදනම්ව යෝජනා කෙරේ. මෙම සිද්ධාන්තය පවසන්නේ තන්තු වල ශක්තිමත් කිරීමේ බලපෑම ඒකාකාරව බෙදා හරින ලද තන්තු පරතරයට (අවම පරතරය) පමණක් සම්බන්ධ වන බවයි.

3. වානේ තන්තු ශක්තිමත් කොන්ක්රීට් වල සංවර්ධන තත්ත්වය පිළිබඳ විශ්ලේෂණය
1.Steel තන්තු ශක්තිමත් කොන්ක්රීට්. වානේ තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්‍රීට් යනු සාමාන්‍ය කොන්ක්‍රීට් වලට අඩු කාබන් වානේ, මල නොබැඳෙන වානේ සහ FRP තන්තු කුඩා ප්‍රමාණයක් එකතු කිරීමෙන් සාදන ලද සාපේක්ෂ ඒකාකාර සහ බහු දිශානුගත ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්‍රීට් වර්ගයකි. වානේ තන්තු මිශ්‍ර කිරීමේ ප්‍රමාණය සාමාන්‍යයෙන් පරිමාවෙන් 1% ~ 2% වන අතර බර අනුව කොන්ක්‍රීට් ඝන මීටරයකට 70 ~ 100kg වානේ තන්තු මිශ්‍ර වේ. වානේ තන්තු වල දිග 25 ~ 60mm විය යුතු අතර, විෂ්කම්භය 0.25 ~ 1.25mm විය යුතු අතර, දිග හා විෂ්කම්භය හොඳම අනුපාතය 50 ~ 700 විය යුතුය. සාමාන්‍ය කොන්ක්‍රීට් හා සසඳන විට, එය ආතන්ය, කැපීම, නැමීම පමණක් වැඩි දියුණු කළ නොහැක. , ඇඳීමට සහ ඉරිතැලීම් ප්‍රතිරෝධය, නමුත් කොන්ක්‍රීට් වල අස්ථි බිඳීම සහ බලපෑම් ප්‍රතිරෝධය විශාල ලෙස වැඩි දියුණු කරයි, සහ ව්‍යුහයේ තෙහෙට්ටුවට ඔරොත්තු දීමේ හැකියාව සහ කල්පැවැත්ම සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි දියුණු කරයි, විශේෂයෙන් දෘඩතාව 10 ~ 20 ගුණයකින් වැඩි කළ හැකිය. වානේ තන්තු ශක්තිමත් කොන්ක්රීට් සහ සාමාන්ය කොන්ක්රීට් වල යාන්ත්රික ගුණාංග චීනයේ සංසන්දනය කර ඇත. වානේ තන්තු වල අන්තර්ගතය 15% ~ 20% සහ ජල සිමෙන්ති අනුපාතය 0.45 වන විට, ආතන්ය ශක්තිය 50% ~ 70% කින් වැඩි වේ, නම්ය ශක්තිය 120% ~ 180% කින් වැඩි වේ, බලපෑමේ ශක්තිය 10 ~ 20 කින් වැඩි වේ. වාර, බලපෑම තෙහෙට්ටුව ශක්තිය 15 ~ 20 ගුණයකින් වැඩි වේ, flexural දෘඪතාව 14 ~ 20 ගුණයකින් වැඩි වේ, සහ ඇඳුම් ප්රතිරෝධය ද සැලකිය යුතු ලෙස වැඩිදියුණු වේ. එබැවින් වානේ තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්රීට් සරල කොන්ක්රීට් වලට වඩා හොඳ භෞතික හා යාන්ත්රික ගුණ ඇත.

4. දෙමුහුන් කෙඳි කොන්ක්රීට්
අදාළ පර්යේෂණ දත්ත පෙන්නුම් කරන්නේ වානේ තන්තු මගින් කොන්ක්‍රීට් වල සම්පීඩ්‍යතා ශක්තිය සැලකිය යුතු ලෙස ප්‍රවර්ධනය කිරීම හෝ එය අඩු නොකරන බවයි; සාමාන්‍ය කොන්ක්‍රීට් හා සසඳන විට, වානේ තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්‍රීට් වල අපිරිසිදුකම, ඇඳුම් ප්‍රතිරෝධය, බලපෑම සහ ඇඳුම් ප්‍රතිරෝධය සහ කොන්ක්‍රීට් වල මුල් ප්ලාස්ටික් හැකිලීම වැළැක්වීම පිළිබඳ ධනාත්මක සහ සෘණාත්මක (වැඩිවීම සහ අඩුවීම) හෝ අතරමැදි අදහස් පවා ඇත. ඊට අමතරව, වානේ තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්‍රීට් වලට විශාල මාත්‍රාවක්, ඉහළ මිලක්, මලකඩ සහ ගින්නෙන් ඇති වන පිපිරීමට ප්‍රතිරෝධයක් නොමැතිකම වැනි ගැටළු ඇති අතර එය විවිධ මට්ටම් වලට එහි යෙදුමට බලපා ඇත. මෑත වසරවලදී, සමහර දේශීය හා විදේශීය විද්වතුන් දෙමුහුන් ෆයිබර් කොන්ක්‍රීට් (HFRC) කෙරෙහි අවධානය යොමු කිරීමට පටන් ගත් අතර, විවිධ ගුණාංග සහ වාසි සහිත තන්තු මිශ්‍ර කිරීමට, එකිනෙකාගෙන් ඉගෙන ගැනීමට සහ විවිධ මට්ටම්වල "ධනාත්මක දෙමුහුන් ආචරණයට" සෙල්ලම් කිරීමට උත්සාහ කළහ. විවිධ ව්‍යාපෘතිවල අවශ්‍යතා සපුරාලීම සඳහා කොන්ක්‍රීට් වල විවිධ ගුණාංග වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා පැටවීමේ අදියර. කෙසේ වෙතත්, එහි විවිධ යාන්ත්‍රික ගුණාංග සම්බන්ධයෙන්, විශේෂයෙන් එහි තෙහෙට්ටුව විරූපණය සහ තෙහෙට්ටුව හානි, විරූපණ සංවර්ධන නීතිය සහ ස්ථිතික හා ගතික බර යටතේ ඇති හානි ලක්ෂණ සහ නියත විස්තාරය හෝ විචල්‍ය විස්තාරය චක්‍රීය භාරය, ප්‍රශස්ත මිශ්‍ර ප්‍රමාණය සහ තන්තු මිශ්‍ර කිරීමේ අනුපාතය, සම්බන්ධතාවය සංයුක්ත ද්‍රව්‍යවල සංරචක අතර, ශක්තිමත් කිරීමේ බලපෑම සහ ශක්තිමත් කිරීමේ යාන්ත්‍රණය, තෙහෙට්ටුව වැළැක්වීමේ ක්‍රියාකාරිත්වය, අසාර්ථක යාන්ත්‍රණය සහ ඉදිකිරීම් තාක්‍ෂණය, මිශ්‍ර සමානුපාතික නිර්මාණයේ ගැටළු තවදුරටත් අධ්‍යයනය කළ යුතුය.

5. ස්ථර වානේ තන්තු ශක්තිමත් කොන්ක්රීට්
මොනොලිතික් තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්‍රීට් ඒකාකාරව මිශ්‍ර කිරීම පහසු නැත, තන්තු එකතු කිරීම පහසුය, තන්තු ප්‍රමාණය විශාල වන අතර පිරිවැය සාපේක්ෂව ඉහළ ය, එය එහි පුළුල් යෙදුමට බලපායි. ඉංජිනේරුමය පරිචයන් සහ න්‍යායාත්මක පර්යේෂණ විශාල සංඛ්‍යාවක් හරහා, නව වානේ තන්තු ව්‍යුහයක්, ස්ථර වානේ තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්‍රීට් (LSFRC) යෝජනා කෙරේ. වානේ තන්තු කුඩා ප්‍රමාණයක් මාර්ග ස්ලැබ් එකේ ඉහළ සහ පහළ පෘෂ්ඨයන් මත ඒකාකාරව බෙදා හැර ඇති අතර මැද තවමත් සරල කොන්ක්‍රීට් තට්ටුවකි. LSFRC හි වානේ තන්තු සාමාන්යයෙන් අතින් හෝ යාන්ත්රිකව බෙදා හරිනු ලැබේ. වානේ තන්තු දිගු වන අතර දිග විෂ්කම්භය අනුපාතය සාමාන්‍යයෙන් 70 ~ 120 අතර වේ, ද්විමාන ව්‍යාප්තියක් පෙන්වයි. යාන්ත්‍රික ගුණාංගවලට බලපෑම් නොකර, මෙම ද්‍රව්‍යය වානේ තන්තු ප්‍රමාණය විශාල ලෙස අඩු කරනවා පමණක් නොව, සංයුක්ත තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්‍රීට් මිශ්‍ර කිරීමේදී තන්තු එකතු කිරීමේ සංසිද්ධිය ද වළක්වයි. මීට අමතරව, කොන්ක්‍රීට් වල වානේ තන්තු ස්ථරයේ පිහිටීම කොන්ක්‍රීට් වල නම්‍යශීලී ශක්තියට විශාල බලපෑමක් ඇති කරයි. කොන්ක්රීට් පතුලේ ඇති වානේ තන්තු ස්ථරයේ ශක්තිමත් කිරීමේ බලපෑම හොඳම වේ. වානේ තන්තු ස්ථරයේ පිහිටීම ඉහළට ගමන් කිරීමත් සමඟ, ශක්තිමත් කිරීමේ බලපෑම සැලකිය යුතු ලෙස අඩු වේ. LSFRC හි නම්‍යශීලී ශක්තිය එකම මිශ්‍ර අනුපාතයක් සහිත සරල කොන්ක්‍රීට් වලට වඩා 35%කට වඩා වැඩි වන අතර එය සංයුක්ත වානේ තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්‍රීට් වලට වඩා තරමක් අඩුය. කෙසේ වෙතත්, LSFRC ද්රව්යමය පිරිවැය ගොඩක් ඉතිරි කර ගත හැකි අතර, දුෂ්කර මිශ්ර කිරීමේ ගැටලුවක් නොමැත. එබැවින්, LSFRC යනු හොඳ සමාජ හා ආර්ථික ප්‍රතිලාභ සහ පුළුල් යෙදුම් අපේක්ෂාවන් සහිත නව ද්‍රව්‍යයක් වන අතර, එය ජනප්‍රියකරණයට සහ පදික වේදිකාවේ යෙදීමට සුදුසු වේ.

6. ස්ථර දෙමුහුන් කෙඳි කොන්ක්රීට්
ස්ථර දෙමුහුන් තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්‍රීට් (LHFRC) යනු LSFRC පදනම මත 0.1% පොලිප්‍රොපිලීන් තන්තු එකතු කිරීමෙන් සහ ඉහළ ආතන්‍ය ශක්තියක් සහ ඉහළ සහ පහළ වානේවල ඉහළ අවසාන දිගුවක් සහිත සියුම් හා කෙටි පොලිප්‍රොපිලීන් තන්තු විශාල ප්‍රමාණයක් ඒකාකාරව බෙදා හැරීමෙන් සාදන ලද සංයුක්ත ද්‍රව්‍යයකි. ෆයිබර් කොන්ක්‍රීට් සහ මැද තට්ටුවේ සරල කොන්ක්‍රීට්. එය LSFRC අතරමැදි සරල කොන්ක්‍රීට් තට්ටුවේ දුර්වලතාවය මඟහරවා ගත හැකි අතර මතුපිට වානේ තන්තු දිරාපත් වීමෙන් පසු විය හැකි ආරක්ෂිත උපද්‍රව වළක්වා ගත හැකිය. LHFRC කොන්ක්රීට් වල නම්යශීලී ශක්තිය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි දියුණු කළ හැකිය. සරල කොන්ක්‍රීට් හා සසඳන විට එහි නම්‍යශීලී ප්‍රබලතාවය 20% කින් පමණ වැඩි වන අතර LSFRC හා සසඳන විට එහි නම්‍යශීලී ශක්තිය 2.6% කින් වැඩි වේ, නමුත් එය කොන්ක්‍රීට් වල නම්‍යශීලී ප්‍රත්‍යාස්ථ මාපාංකයට එතරම් බලපෑමක් නොකරයි. LHFRC හි නම්‍ය ප්‍රත්‍යාස්ථ මාපාංකය සාමාන්‍ය කොන්ක්‍රීට් වලට වඩා 1.3% වැඩි වන අතර LSFRC වලට වඩා 0.3% අඩුය. LHFRC හට කොන්ක්‍රීට් වල නම්‍යශීලී තද බව ද සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි දියුණු කළ හැකි අතර, එහි නම්‍යශීලී දෘඪතා දර්ශකය සරල කොන්ක්‍රීට් මෙන් 8 ගුණයක් සහ LSFRC මෙන් 1.3 ගුණයක් පමණ වේ. එපමනක් නොව, කොන්ක්‍රීට් වල LHFRC හි තන්තු දෙකක හෝ වැඩි ගණනක විවිධ ක්‍රියාකාරීත්වය හේතුවෙන්, ඉංජිනේරු අවශ්‍යතා අනුව, කොන්ක්‍රීට් වල කෘතිම තන්තු සහ වානේ තන්තු වල ධනාත්මක දෙමුහුන් බලපෑම, ductility, කල්පැවැත්ම, තද බව, ඉරිතැලීම් ශක්තිය විශාල ලෙස වැඩි දියුණු කිරීමට භාවිතා කළ හැකිය. , ද්රව්යයේ නම්යශීලී ශක්තිය සහ ආතන්ය ශක්තිය, ද්රව්යයේ ගුණාත්මකභාවය වැඩි දියුණු කිරීම සහ ද්රව්යයේ සේවා කාලය දීර්ඝ කිරීම.

——සාරාංශය (Shanxi architecture, Vol. 38, No. 11, Chen Huiqing)