වානේ තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්රීට් (SFRC) යනු නව වර්ගයේ සංයුක්ත ද්රව්යයක් වන අතර එය සාමාන්ය කොන්ක්රීට් වලට කෙටි වානේ තන්තු සුදුසු ප්රමාණයක් එකතු කිරීමෙන් වත් කර ඉසිය හැක. මෑත වසරවලදී එය දේශීය හා විදේශීය වශයෙන් වේගයෙන් වර්ධනය වී ඇත. එය අඩු ආතන්ය ශක්තිය, කුඩා අවසාන දිගු කිරීම සහ කොන්ක්රීට් වල බිඳෙනසුලු ගුණාංගවල අඩුපාඩු ජය ගනී. එයට ආතන්ය ශක්තිය, නැමීමේ ප්රතිරෝධය, කැපුම් ප්රතිරෝධය, ඉරිතැලීම් ප්රතිරෝධය, තෙහෙට්ටුව ප්රතිරෝධය සහ ඉහළ තද බව වැනි විශිෂ්ට ගුණාංග ඇත. එය හයිඩ්රොලික් ඉංජිනේරු විද්යාව, මාර්ග සහ පාලම්, ඉදිකිරීම් සහ අනෙකුත් ඉංජිනේරු ක්ෂේත්රවල යොදවා ඇත.
1. වානේ කෙඳි ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්රීට් සංවර්ධනය
ෆයිබර් ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්රීට් (FRC) යනු ෆයිබර් ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්රීට් වල කෙටි යෙදුමයි. එය සාමාන්යයෙන් සිමෙන්ති පේස්ට්, මෝටාර් හෝ කොන්ක්රීට් සහ ලෝහ තන්තු, අකාබනික තන්තු හෝ කාබනික තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද ද්රව්ය වලින් සමන්විත සිමෙන්ති මත පදනම් වූ සංයුක්තයකි. එය කොන්ක්රීට් අනුකෘතියේ ඉහළ ආතන්ය ශක්තියක්, ඉහළ අවසාන දිගුවක් සහ ඉහළ ක්ෂාර ප්රතිරෝධයක් සහිත කෙටි සහ සියුම් තන්තු ඒකාකාරව විසුරුවා හැරීමෙන් සාදන ලද නව ගොඩනැගිලි ද්රව්යයකි. කොන්ක්රීට් වල ඇති තන්තු මගින් කොන්ක්රීට් වල මුල් ඉරිතැලීම් ජනනය කිරීම 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 දෝෂ ඵලදායී ලෙස ජය ගත හැකි අතර, අපිරිසිදු බව, ජල ආරක්ෂිත, හිම ප්රතිරෝධය සහ කොන්ක්රීට් වල ශක්තිමත් කිරීමේ ආරක්ෂාවේ ක්රියාකාරිත්වය බෙහෙවින් වැඩි දියුණු කළ හැකිය. ෆයිබර් ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්රීට්, විශේෂයෙන් වානේ තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්රීට්, එහි උසස් ක්රියාකාරිත්වය නිසා ප්රායෝගික ඉංජිනේරු විද්යාවේ අධ්යයන හා ඉංජිනේරු කවයන් තුළ වැඩි වැඩියෙන් අවධානය ආකර්ෂණය කර ගෙන ඇත. 1907 සෝවියට් විශේෂඥ බී පී. හෙක්පොකාබ් ලෝහ තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්රීට් භාවිතා කිරීමට පටන් ගත්තේය; 1910 දී, HF පෝටර් කෙටි තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්රීට් පිළිබඳ පර්යේෂණ වාර්තාවක් ප්රකාශයට පත් කළ අතර, අනුකෘති ද්රව්ය ශක්තිමත් කිරීම සඳහා කෙටි වානේ තන්තු කොන්ක්රීට් වල 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 සඳහා වානේ තන්තු භාවිතා කිරීම, වානේ තන්තු කොන්ක්රීට් නිෂ්පාදන තාක්ෂණය සහ තන්තු සහ කොන්ක්රීට් අනුකෘතිය අතර බන්ධන ශක්තිය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා වානේ තන්තු වල හැඩය වැඩිදියුණු කිරීම පිළිබඳව බොහෝ පර්යේෂණ සිදු කර තිබුණි; 1963 දී, JP romualdi සහ GB Batson වානේ තන්තු සීමිත කොන්ක්රීට් වල ඉරිතැලීම් සංවර්ධන යාන්ත්රණය පිළිබඳ පත්රිකාවක් ප්රකාශයට පත් කළ අතර, වානේ තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්රීට් වල ඉරිතැලීම් ශක්තිය තීරණය වන්නේ ආතන්ය ආතතියේ (තන්තු පරතරය න්යාය) ඵලදායී කාර්යභාරයක් ඉටු කරන වානේ තන්තු වල සාමාන්ය පරතරය අනුව බවට නිගමනය ඉදිරිපත් කළහ, එමඟින් මෙම නව සංයුක්ත ද්රව්යයේ ප්රායෝගික සංවර්ධන අවධිය ආරම්භ වේ. මේ දක්වා, වානේ තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්රීට් ජනප්රිය කිරීම සහ යෙදීමත් සමඟ, කොන්ක්රීට් වල තන්තු වල විවිධ 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 කරන ලද කොන්ක්රීට්.
2. වානේ තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්රීට් ශක්තිමත් කිරීමේ යාන්ත්රණය
(1) සංයුක්ත යාන්ත්රික න්යාය. සංයුක්ත යාන්ත්රික න්යාය පදනම් වී ඇත්තේ අඛණ්ඩ තන්තු සංයුක්ත න්යාය මත වන අතර කොන්ක්රීට් වල වානේ තන්තු වල ව්යාප්ති ලක්ෂණ සමඟ ඒකාබද්ධ වේ. මෙම න්යායේ දී, සංයුක්ත ද්රව්ය ද්වි-අදියර සංයුක්ත ලෙස සලකනු ලබන්නේ තන්තු එක් අදියරක් ලෙස සහ අනුකෘතිය අනෙක් අදියර ලෙස ය.
(2) තන්තු පරතරය පිළිබඳ න්යාය. ඉරිතැලීම් ප්රතිරෝධක න්යාය ලෙසද හැඳින්වෙන තන්තු පරතරය පිළිබඳ න්යාය, රේඛීය ප්රත්යාස්ථ අස්ථි බිඳීමේ යාන්ත්ර විද්යාව මත පදනම්ව යෝජනා කෙරේ. මෙම න්යාය පවසන්නේ තන්තු වල ශක්තිමත් කිරීමේ බලපෑම ඒකාකාරව බෙදා හරින ලද තන්තු පරතරයට (අවම පරතරය) පමණක් සම්බන්ධ වන බවයි.
3. වානේ කෙඳි ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්රීට් වල සංවර්ධන තත්ත්වය පිළිබඳ විශ්ලේෂණය
1. වානේ තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද 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 සාපේක්ෂව ඒකාකාර සහ බහු-දිශානුගත ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්රීට් වර්ගයකි. වානේ තන්තු මිශ්ර කිරීමේ ප්රමාණය සාමාන්යයෙන් පරිමාව අනුව 1% ~ 2% වන අතර, බර අනුව කොන්ක්රීට් ඝන මීටරයකට කිලෝග්රෑම් 70 ~ 100 වානේ තන්තු මිශ්ර කර ඇත. වානේ තන්තු වල දිග 25 ~ 60mm විය යුතුය, විෂ්කම්භය 0.25 ~ 1.25mm විය යුතුය, සහ දිගට විෂ්කම්භයට හොඳම අනුපාතය 50 ~ 700 විය යුතුය. සාමාන්ය කොන්ක්රීට් සමඟ සසඳන විට, එය ආතන්ය, කැපුම්, නැමීම්, ඇඳීම් සහ ඉරිතැලීම් ප්රතිරෝධය වැඩි දියුණු කිරීමට පමණක් නොව, කොන්ක්රීට් වල අස්ථි බිඳීමේ දෘඪතාව සහ බලපෑම් ප්රතිරෝධය බෙහෙවින් වැඩි දියුණු කළ හැකි අතර, ව්යුහයේ තෙහෙට්ටුව ප්රතිරෝධය සහ කල්පැවැත්ම සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි දියුණු කළ හැකිය, විශේෂයෙන් තද බව 10 ~ 20 ගුණයකින් වැඩි කළ හැකිය. වානේ තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්රීට් සහ සාමාන්ය කොන්ක්රීට් වල යාන්ත්රික ගුණාංග චීනයේ සංසන්දනය කෙරේ. වානේ තන්තු වල අන්තර්ගතය 15% ~ 20% සහ ජල සිමෙන්ති අනුපාතය 0.45 වන විට, ආතන්ය ශක්තිය 50% ~ 70% කින් වැඩි වේ, නම්යශීලී ශක්තිය 120% ~ 180% කින් වැඩි වේ, බලපෑම් ශක්තිය 10 ~ 20 ගුණයකින් වැඩි වේ, බලපෑම් තෙහෙට්ටුව ශක්තිය 15 ~ 20 ගුණයකින් වැඩි වේ, නම්යශීලී දෘඪතාව 14 ~ 20 ගුණයකින් වැඩි වේ, සහ ඇඳුම් ප්රතිරෝධය ද සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි දියුණු වේ. එබැවින්, වානේ තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්රීට් සරල කොන්ක්රීට් වලට වඩා හොඳ භෞතික හා යාන්ත්රික ගුණ ඇත.
4. දෙමුහුන් තන්තු කොන්ක්රීට්
අදාළ පර්යේෂණ දත්තවලින් පෙනී යන්නේ වානේ කෙඳි කොන්ක්රීට් වල සම්පීඩ්යතා ශක්තිය සැලකිය යුතු ලෙස ප්රවර්ධනය නොකරන බවයි, නැතහොත් එය අඩු නොකරයි; සරල කොන්ක්රීට් හා සසඳන විට, වානේ කෙඳි ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්රීට් වල අපිරිසිදු බව, ඇඳීමේ ප්රතිරෝධය, බලපෑම සහ ඇඳීමේ ප්රතිරෝධය සහ කොන්ක්රීට් වල මුල් ප්ලාස්ටික් හැකිලීම වැළැක්වීම පිළිබඳ ධනාත්මක සහ සෘණ (වැඩි කිරීම සහ අඩු කිරීම) හෝ අතරමැදි අදහස් පවා ඇත. ඊට අමතරව, වානේ කෙඳි ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්රීට් වල විශාල මාත්රාව, ඉහළ මිල, මලකඩ සහ ගින්නෙන් ඇති වන පිපිරීමට ප්රතිරෝධයක් නොමැති වීම වැනි ගැටළු කිහිපයක් ඇති අතර එය විවිධ මට්ටම්වලට එහි යෙදුමට බලපා ඇත. මෑත වසරවලදී, සමහර දේශීය හා විදේශීය විද්වතුන් දෙමුහුන් තන්තු කොන්ක්රීට් (HFRC) කෙරෙහි අවධානය යොමු කිරීමට පටන් ගත් අතර, විවිධ ගුණාංග සහ වාසි සහිත තන්තු මිශ්ර කිරීමට, එකිනෙකාගෙන් ඉගෙන ගැනීමට සහ විවිධ ව්යාපෘතිවල අවශ්යතා සපුරාලීම සඳහා කොන්ක්රීට් වල විවිධ ගුණාංග වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා විවිධ මට්ටම් සහ පැටවීමේ අදියරවලදී "ධනාත්මක දෙමුහුන් බලපෑම" පෙන්වීමට උත්සාහ කළහ. කෙසේ වෙතත්, එහි විවිධ යාන්ත්රික ගුණාංග සම්බන්ධයෙන්, විශේෂයෙන් එහි තෙහෙට්ටුව විරූපණය සහ තෙහෙට්ටුවට හානි වීම, විරූපණ සංවර්ධන නීතිය සහ ස්ථිතික හා ගතික බර සහ නියත විස්තාරය හෝ විචල්ය විස්තාර චක්රීය බර යටතේ හානි ලක්ෂණ, තන්තු වල ප්රශස්ත මිශ්ර කිරීමේ ප්රමාණය සහ මිශ්ර කිරීමේ අනුපාතය, සංයුක්ත ද්රව්යවල සංරචක අතර සම්බන්ධතාවය, ශක්තිමත් කිරීමේ බලපෑම සහ ශක්තිමත් කිරීමේ යාන්ත්රණය, තෙහෙට්ටුවට එරෙහි ක්රියාකාරිත්වය, අසාර්ථක යාන්ත්රණය සහ ඉදිකිරීම් තාක්ෂණය, මිශ්ර අනුපාත නිර්මාණයේ ගැටළු තවදුරටත් අධ්යයනය කළ යුතුය.
5. ස්ථර වානේ තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්රීට්
ඒකලිතික තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්රීට් ඒකාකාරව මිශ්ර කිරීම පහසු නැත, තන්තු එකතු කිරීමට පහසුය, තන්තු ප්රමාණය විශාල වන අතර පිරිවැය සාපේක්ෂව ඉහළ ය, එය එහි පුළුල් යෙදුමට බලපායි. ඉංජිනේරු භාවිතයන් සහ න්යායාත්මක පර්යේෂණ විශාල සංඛ්යාවක් හරහා, නව ආකාරයේ වානේ තන්තු ව්යුහයක්, ස්ථර වානේ තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්රීට් (LSFRC) යෝජනා කෙරේ. මාර්ග ස්ලැබ් එකේ ඉහළ සහ පහළ මතුපිට මත වානේ තන්තු කුඩා ප්රමාණයක් ඒකාකාරව බෙදා හරින 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 වන අතර එය ද්විමාන ව්යාප්තියක් පෙන්නුම් කරයි. යාන්ත්රික ගුණාංගවලට බලපෑම් නොකර, මෙම ද්රව්යය වානේ තන්තු ප්රමාණය බෙහෙවින් අඩු කරනවා පමණක් නොව, ඒකාබද්ධ තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්රීට් මිශ්ර කිරීමේදී තන්තු එකතු කිරීමේ සංසිද්ධිය ද වළක්වයි. ඊට 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 සමෝධානික වානේ තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්රීට් වලට වඩා තරමක් අඩුය. කෙසේ වෙතත්, LSFRC ද්රව්ය පිරිවැය විශාල ප්රමාණයක් ඉතිරි කර ගත හැකි අතර, දුෂ්කර මිශ්ර කිරීමේ ගැටලුවක් නොමැත. එබැවින්, LSFRC යනු හොඳ සමාජීය හා ආර්ථික ප්රතිලාභ සහ පුළුල් යෙදුම් අපේක්ෂාවන් සහිත නව ද්රව්යයක් වන අතර එය පදික වේදිකා ඉදිකිරීම් වලදී ජනප්රිය කිරීමට සහ යෙදීමට සුදුසු වේ.
6. ස්ථර දෙමුහුන් තන්තු කොන්ක්රීට්
ස්ථර දෙමුහුන් තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද කොන්ක්රීට් (LHFRC) යනු LSFRC පදනම මත 0.1% පොලිප්රොපිලීන් තන්තු එකතු කිරීමෙන් සහ ඉහළ සහ පහළ වානේ තන්තු කොන්ක්රීට් සහ මැද ස්ථරයේ සරල කොන්ක්රීට් වල ඉහළ ආතන්ය ශක්තියක් සහ ඉහළ අවසාන දිගුවක් සහිත සියුම් හා කෙටි පොලිප්රොපිලීන් තන්තු විශාල සංඛ්යාවක් ඒකාකාරව බෙදා හැරීමෙන් සාදන ලද සංයුක්ත ද්රව්යයකි. එය LSFRC අතරමැදි සරල කොන්ක්රීට් ස්ථරයේ දුර්වලතාවය ජය ගත හැකි අතර මතුපිට වානේ තන්තු ගෙවී ගිය පසු ඇති විය හැකි ආරක්ෂක උපද්රව වළක්වා ගත හැකිය. LHFRC කොන්ක්රීට් වල නම්යශීලී ශක්තිය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි කළ හැකිය. සරල කොන්ක්රීට් සමඟ සසඳන විට, සරල කොන්ක්රීට් වල එහි නම්යශීලී ශක්තිය 20% කින් පමණ වැඩි වන අතර, LSFRC හා සසඳන විට, එහි නම්යශීලී ශක්තිය 2.6% කින් වැඩි වේ, නමුත් එය කොන්ක්රීට් වල නම්යශීලී ප්රත්යාස්ථතා මාපාංකයට එතරම් බලපෑමක් නොකරයි. LHFRC හි නම්යශීලී ප්රත්යාස්ථතා මාපාංකය සරල කොන්ක්රීට් වලට වඩා 1.3% වැඩි වන අතර LSFRC වලට වඩා 0.3% අඩුය. LHFRC මගින් කොන්ක්රීට් වල නම්යශීලී දෘඪතාව සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි දියුණු කළ හැකි අතර, එහි නම්යශීලී දෘඪතා දර්ශකය සරල කොන්ක්රීට් වලට වඩා 8 ගුණයක් සහ LSFRC වලට වඩා 1.3 ගුණයක් පමණ වේ. එපමණක් නොව, ඉංජිනේරු අවශ්යතා අනුව, කොන්ක්රීට් වල LHFRC වල තන්තු දෙකක හෝ වැඩි ගණනක විවිධ ක්රියාකාරිත්වය හේතුවෙන්, කොන්ක්රීට් වල කෘතිම තන්තු සහ වානේ තන්තු වල ධනාත්මක දෙමුහුන් බලපෑම ද්රව්යයේ නම්යතාවය, කල්පැවැත්ම, තද බව, ඉරිතැලීම් ශක්තිය, නම්යශීලී ශක්තිය සහ ආතන්ය ශක්තිය බෙහෙවින් වැඩි දියුණු කිරීමට, ද්රව්යයේ ගුණාත්මකභාවය වැඩි දියුණු කිරීමට සහ ද්රව්යයේ සේවා කාලය දීර්ඝ කිරීමට භාවිතා කළ හැකිය.
——සාරාංශය (Shanxi architecture, Vol. 38, No. 11, Chen Huiqing)
පළ කිරීමේ කාලය: අගෝස්තු-24-2022