Болот булалуу арматураланган бетон (SFRC) – бул кадимки бетонго тиешелүү өлчөмдөгү кыска болот буласын кошуу менен куюп жана чачыратууга боло турган жаңы типтеги композиттик материал. Ал акыркы жылдары үйдө жана чет өлкөлөрдө тездик менен өнүгүп келе жатат. Ал бетондун төмөнкү созулууга туруктуулугу, кичинекей акыркы узаруусу жана морттук касиеттеринин кемчиликтерин жеңет. Ал созулууга туруктуулук, ийилүүгө туруктуулук, кесилүүгө туруктуулук, жаракага туруктуулук, чарчоого туруктуулук жана жогорку бышыктык сыяктуу эң сонун касиеттерге ээ. Ал гидротехникада, жол жана көпүрөлөрдө, курулушта жана башка инженердик тармактарда колдонулган.
1. Болот буласынан жасалган арматураланган бетонду иштеп чыгуу
Була менен күчөтүлгөн бетон (FRC) - була менен күчөтүлгөн бетондун кыскартылган аталышы. Ал, адатта, цемент пастасын, эритмени же бетонду жана металл буласын, органикалык эмес буланы же органикалык була менен күчөтүлгөн материалдарды камтыган цемент негизиндеги композит. Бул бетон матрицасында жогорку созулууга, жогорку акыркы узарууга жана жогорку щелочтук каршылыкка ээ болгон кыска жана ичке булаларды бирдей чачыратып түзүүдөн пайда болгон жаңы курулуш материалы. Бетондогу була бетондогу алгачкы жаракалардын пайда болушун жана тышкы күчтүн таасири астында жаракалардын андан ары кеңейишин чектеп, бетондун төмөнкү созулууга, оңой жарылууга жана начар чарчоого туруктуулугу сыяктуу кемчиликтерди натыйжалуу жеңип, бетондун өткөрбөөчүлүк, суу өткөрбөөчүлүк, үшүккө туруктуулук жана арматурадан коргоо көрсөткүчтөрүн бир топ жакшырта алат. Була менен күчөтүлгөн бетон, айрыкча болот була менен күчөтүлгөн бетон, өзүнүн жогорку көрсөткүчтөрүнөн улам практикалык инженерияда академиялык жана инженердик чөйрөлөрдө барган сайын көбүрөөк көңүл буруп келет. 1907-жылы советтик эксперт Б. П. Хекпокаб металл була менен күчөтүлгөн бетонду колдоно баштаган; 1910-жылы Х.Ф. Портер кыска була менен күчөтүлгөн бетон боюнча изилдөө отчетун жарыялап, матрицалык материалдарды бекемдөө үчүн кыска болот булаларын бетонго бирдей чачыратып коюу керектигин айткан; 1911-жылы Америка Кошмо Штаттарынын Грэми бетондун бекемдигин жана туруктуулугун жогорулатуу үчүн кадимки бетонго болот буласын кошкон; 1940-жылдарга чейин Америка Кошмо Штаттары, Улуу Британия, Франция, Германия, Япония жана башка өлкөлөр бетондун эскирүүгө туруктуулугун жана жаракага туруктуулугун жакшыртуу үчүн болот буласын колдонуу, болот була бетонун өндүрүү технологиясы жана була менен бетон матрицасынын ортосундагы байланыш күчүн жакшыртуу үчүн болот буласынын формасын жакшыртуу боюнча көптөгөн изилдөөлөрдү жүргүзүшкөн; 1963-жылы Ж.П. Ромуалди жана Г.Б. Батсон болот буласы менен чектелген бетондун жарака пайда болуу механизми боюнча макала жарыялашып, болот буласы менен бекемделген бетондун жаракага туруктуулугу болот булаларынын орточо аралыгы менен аныкталат, ал созулуунун чыңалуусунда (була аралыгы теориясы) натыйжалуу роль ойнойт деген тыянак чыгарышкан, ошентип, бул жаңы композиттик материалдын практикалык өнүгүү этабы башталган. Азыркыга чейин, болот буласы менен бекемделген бетондун популярдуулугу жана колдонулушу менен, бетондогу булалардын ар кандай бөлүштүрүлүшүнө байланыштуу, негизинен төрт түрү бар: болот буласы менен бекемделген бетон, гибрид буласы менен бекемделген бетон, катмарлуу болот буласы менен бекемделген бетон жана катмарлуу гибрид буласы менен бекемделген бетон.
2. Болот буласынан жасалган темир-бетонду бекемдөө механизми
(1) Композиттик механика теориясы. Композиттик механика теориясы үзгүлтүксүз була композиттеринин теориясына негизделген жана бетондогу болот булаларынын бөлүштүрүү мүнөздөмөлөрү менен айкалышкан. Бул теорияда композиттер эки фазалуу композиттер катары каралат, алардын бир фазасы була, экинчи фазасы матрица.
(2) Була аралык теориясы. Була аралык теориясы, ошондой эле жаракага туруктуулук теориясы деп да аталат, сызыктуу серпилгичтүү сынуу механикасына негизделген. Бул теория булалардын күчөтүү эффектиси бирдей бөлүштүрүлгөн була аралыкка (минималдуу аралык) гана байланыштуу деп эсептейт.
3. Болот буласынан жасалган темир-бетондун өнүгүү абалын талдоо
1. Болот буласынан жасалган арматураланган бетон. Болот буласынан жасалган арматураланган бетон – бул кадимки бетонго аз өлчөмдөгү аз көмүртектүү болотту, дат баспас болотту жана FRP булаларын кошуу менен түзүлгөн салыштырмалуу бирдей жана көп багыттуу арматураланган бетондун бир түрү. Болот буласынын аралашуу көлөмү жалпысынан көлөмү боюнча 1% ~ 2% түзөт, ал эми бетондун ар бир куб метрине салмагы боюнча 70 ~ 100 кг болот буласы аралаштырылат. Болот буласынын узундугу 25 ~ 60 мм, диаметри 0,25 ~ 1,25 мм, ал эми узундуктун диаметрге болгон эң жакшы катышы 50 ~ 700 болушу керек. Кадимки бетон менен салыштырганда, ал чоюлууга, кесилүүгө, ийилүүгө, эскирүүгө жана жаракага туруктуулукту гана жакшыртпастан, бетондун сынууга туруктуулугун жана соккуга туруктуулугун бир топ жогорулатат, ошондой эле конструкциянын чарчоого туруктуулугун жана бышыктыгын бир топ жакшыртат, айрыкча бышыктыгын 10 ~ 20 эсеге жогорулатууга болот. Болот буласынан жасалган арматураланган бетондун жана кадимки бетондун механикалык касиеттери Кытайда салыштырылат. Болот буласынын курамы 15% ~ 20% жана суу цементинин катышы 0,45 болгондо, созулууга туруктуулук 50% ~ 70% га жогорулайт, ийилүүгө туруктуулук 120% ~ 180% га жогорулайт, соккуга туруктуулук 10 ~ 20 эсеге, соккуга туруктуулук 15 ~ 20 эсеге, ийилүүгө туруктуулук 14 ~ 20 эсеге жогорулайт жана эскирүүгө туруктуулук да бир топ жакшырат. Ошондуктан, болот буласынан жасалган арматураланган бетон жөнөкөй бетонго караганда физикалык жана механикалык касиеттерге ээ.
4. Гибриддик була-бетон
Тиешелүү изилдөө маалыматтары болот буласы бетондун кысуу күчүн олуттуу түрдө жогорулатпай турганын же ал тургай аны азайтпай турганын көрсөтүп турат; Жөнөкөй бетон менен салыштырганда, болот буласы менен бекемделген бетондун өткөрбөөчүлүгү, эскирүүгө туруктуулугу, соккуга жана эскирүүгө туруктуулугу жана бетондун эрте пластикалык кичирейишинин алдын алуу боюнча оң жана терс (көбөйүү жана төмөндөө) же ал тургай ортоңку көз караштар бар. Мындан тышкары, болот буласы менен бекемделген бетондун чоң дозасы, жогорку баасы, дат басышы жана өрттөн улам жарылууга дээрлик туруктуулуктун жоктугу сыяктуу кээ бир көйгөйлөрү бар, бул анын колдонулушуна ар кандай деңгээлде таасирин тийгизди. Акыркы жылдары айрым ата мекендик жана чет элдик окумуштуулар гибриддик була бетонго (HFRC) көңүл бура башташты, ар кандай касиеттери жана артыкчылыктары бар булаларды аралаштырууга, бири-биринен үйрөнүүгө жана ар кандай долбоорлордун муктаждыктарын канааттандыруу үчүн бетондун ар кандай касиеттерин жакшыртуу үчүн ар кандай деңгээлдерде жана жүктөө этаптарында "оң гибриддик эффектти" колдонууга аракет кылышууда. Бирок, анын ар кандай механикалык касиеттерине, айрыкча чарчоо деформациясына жана чарчоодон келип чыккан зыянына, статикалык жана динамикалык жүктөмдөрдөгү жана туруктуу амплитудадагы же өзгөрүлмө амплитудадагы циклдик жүктөмдөрдөгү деформациянын өнүгүү мыйзамына жана бузулуу мүнөздөмөлөрүнө, буланын оптималдуу аралаштыруу көлөмүнө жана аралаштыруу үлүшүнө, композиттик материалдардын компоненттеринин ортосундагы байланышка, бекемдөөчү таасирге жана бекемдөө механизмине, чарчоого каршы иштөөсүнө, бузулуу механизмине жана курулуш технологиясына байланыштуу, аралашма пропорцияларын долбоорлоо маселелерин андан ары изилдөө керек.
5. Катмарланган болот буласынан жасалган арматураланган бетон
Монолиттик була-арматураланган бетонду бирдей аралаштыруу оңой эмес, була агломерацияланышы оңой, буланын көлөмү чоң жана баасы салыштырмалуу жогору, бул анын кеңири колдонулушуна таасир этет. Көптөгөн инженердик практика жана теориялык изилдөөлөр аркылуу болот буласынын жаңы түрү, катмарлуу болот була-арматураланган бетон (LSFRC) сунушталган. Жол плитасынын үстүнкү жана астыңкы беттерине аз өлчөмдөгү болот буласы бирдей бөлүштүрүлгөн, ал эми ортосу дагы эле жөнөкөй бетон катмары. LSFRCдеги болот буласы жалпысынан кол менен же механикалык түрдө бөлүштүрүлөт. Болот буласы узун жана узундук диаметринин катышы жалпысынан 70 ~ 120 ортосунда, бул эки өлчөмдүү бөлүштүрүүнү көрсөтөт. Механикалык касиеттерге таасир этпестен, бул материал болот буласынын көлөмүн бир топ азайтып гана тим болбостон, интегралдык була-арматураланган бетонду аралаштырууда була агломерациясынын кубулушун да болтурбайт. Мындан тышкары, бетондогу болот була катмарынын абалы бетондун ийилүүгө болгон бекемдигине чоң таасирин тийгизет. Бетондун түбүндөгү болот була катмарынын бекемдөө эффектиси эң жакшы. Болот була катмарынын абалы жогорулаган сайын, арматуранын таасири бир топ төмөндөйт. LSFRCтин ийилүүгө туруктуулугу бирдей аралашма пропорциясы бар жөнөкөй бетонго караганда 35% дан ашык жогору, бул интегралдык болот була арматураланган бетонго караганда бир аз төмөн. Бирок, LSFRC материалдык чыгымдарды бир топ үнөмдөй алат жана аралаштыруунун кыйынчылыгы жок. Ошондуктан, LSFRC - бул жакшы социалдык жана экономикалык пайдасы жана кеңири колдонуу келечеги бар жаңы материал, ал тротуар курулушунда популярдуулукка жана колдонууга татыктуу.
6. Катмарлуу гибриддик була-бетон
Катмарлуу гибриддик була-армирленген бетон (LHFRC) - бул LSFRC негизинде 0,1% полипропилен буласын кошуу жана жогорку созулууга жана жогорку акыркы узарууга ээ көп сандагы майда жана кыска полипропилен булаларын жогорку жана төмөнкү болот була-бетонго жана ортоңку катмардагы жөнөкөй бетонго бирдей бөлүштүрүү менен түзүлгөн композиттик материал. Ал LSFRC ортоңку жөнөкөй бетон катмарынын алсыздыгын жеңип, үстүнкү болот буласы эскиргенден кийин коопсуздук коркунучтарынын алдын алат. LHFRC бетондун ийилүүгө болгон күчүн бир кыйла жогорулата алат. Жөнөкөй бетон менен салыштырганда, анын жөнөкөй бетондун ийилүүгө болгон күчү болжол менен 20% га жогорулайт, ал эми LSFRC менен салыштырганда, анын ийилүүгө болгон күчү 2,6% га жогорулайт, бирок ал бетондун ийилүүгө болгон серпилгичтик модулуна анча таасир этпейт. LHFRCтин ийилүүгө болгон серпилгичтик модулу жөнөкөй бетонго караганда 1,3% жогору жана LSFRCге караганда 0,3% төмөн. LHFRC бетондун ийилүүгө туруктуулугун бир топ жогорулата алат жана анын ийилүүгө туруктуулук индекси жөнөкөй бетонго караганда 8 эсе жана LSFRCге караганда 1,3 эсе жогору. Андан тышкары, инженердик муктаждыктарга ылайык, бетондогу LHFRCдеги эки же андан көп булалардын ар кандай көрсөткүчтөрүнөн улам, бетондогу синтетикалык була менен болот буласынын оң гибриддик эффектиси материалдын ийилчээктигин, бышыктыгын, катуулугун, жаракага туруктуулугун, ийилүүгө туруктуулугун жана созулууга туруктуулугун бир топ жакшыртуу, материалдын сапатын жакшыртуу жана кызмат мөөнөтүн узартуу үчүн колдонулушу мүмкүн.
——Реферат (Шанси архитектурасы, 38-том, №11, Чен Хуйкин)
Жарыяланган убактысы: 2022-жылдын 24-августу