Преимущества волокна в бетоне

Бетон популярен в строительной отрасли, поскольку его можно изготавливать из местных материалов, он относительно дешев и из него можно отливать строительные элементы различной формы. Он не только отражает красоту конструкции здания, но и обладает относительно высоким сопротивлением сжатию.

Проблемы с бетонными зданиями

Бетон изготавливается из хрупких материалов, таких как цемент. Характеристики материала, используемого для заливки, обуславливают его низкую прочность на разрыв. Поэтому, когда некоторые сжимающие компоненты используются в реальных проектах, их низкая прочность на сжатие может привести к появлению трещин при их сжатии, вызывая разрушение компонентов и ставя под угрозу общую устойчивость здания. В процессе строительства механические свойства бетона снижаются, прежде всего, из-за различных факторов, связанных с сырьем бетона, процессами заливки, ухода и транспортировки.

Бетон имеет большой собственный-вес, и чем выше прочность бетона, тем очевиднее его хрупкость. Таким образом, бетон не может соответствовать требованиям устойчивости больших-пролетных строений. Во-вторых, бетон имеет низкую прочность. Бетон в естественной среде не всегда может поддерживать постоянную температуру и влажность. Слишком высокая температура повредит бетон, расширит и разрушит внутреннюю структуру, а слишком низкая температура приведет к усадке бетона и образованию множества трещин.

Будущее бетона

С постоянным развитием строительных технологий начались исследования в направлении создания высоко-производительных,-стойких к сжатию,-стойких и долговечных бетонов. Благодаря постоянным исследованиям и освоению отрасли строительных материалов было обнаружено, что добавление волокон в бетон может улучшить характеристики бетона в соответствии с вышеуказанными стандартами.

Преимущества фибробетона

Существенным недостатком бетона является то, что его материалы не могут его улучшить. Волокна улучшают характеристики бетона благодаря своим уникальным свойствам, таким как высокий модуль упругости и высокая прочность на растяжение, но они не изменяют химические свойства материалов бетона и, следовательно, не разрушают внутреннюю структуру бетона.

Подавить трещины

Волокна обладают высокими физико-механическими свойствами, такими как модуль упругости и прочность на разрыв. Добавление их в бетон может эффективно подавлять и предотвращать появление трещин. По сравнению с другими волокнами модуль упругости углеродного волокна в 1-5 раз выше, чем у других волокон, а прочность на разрыв в 1-10 раз выше, чем у других волокон. Углеродное волокно также устойчиво к высоким температурам и коррозии.

Во время заливки и затвердевания бетона, особенно изгибаемых элементов, не-стандартные условия температуры и влажности могут привести к появлению первых трещин в бетоне. Под давлением концентрация напряжений образуется на кончике начальной трещины в бетоне. Есть трещины в бетоне. Когда распределение напряжений по всему образцу неравномерно, трещины будут продолжать расширяться, что в конечном итоге приведет к повреждению бетона, что в реальной жизни становится угрозой безопасности. После добавления углеродного волокна в бетон, когда бетон сжимается, углеродное волокно может поглощать часть концентрации напряжений на вершине трещины и передавать напряжение на всю часть бетона через волокно, тем самым подавляя образование и расширение трещин.

Улучшенные механические свойства

Во время смешивания и заливки бетона могут возникать различные дефекты, например, небольшое количество пузырьков, образующихся во время смешивания, остающихся внутри бетона. Когда пузырьки исчезнут, в бетоне образуются первоначальные дефекты, снижающие прочность бетона на сжатие. Когда в бетон добавляется углеродное волокно, легкое и тонкое углеродное волокно распределяется в бетоне случайным образом, а сила сцепления и трение между ним и бетонной матрицей прочно связывают заполнители. А поскольку углеродное волокно имеет небольшой размер, оно может заполнять поры, образующиеся при смешивании бетона, делая заполнители более плотными, тем самым улучшая прочность бетона на сжатие.

Эффект ужесточения

Чем выше прочность бетона, тем очевиднее его хрупкость. Добавление углеродного волокна может улучшить хрупкую структуру бетона и повысить его прочность. Когда бетон подвергается внешним нагрузкам, его внутренние первоначальные дефекты постепенно расширяются в трещины. Когда трещины большие, углеродное волокно образует мост между трещинами и может поглотить часть напряжения. Поскольку углеродное волокно обладает хорошими физико-механическими свойствами, образец продолжает расширять трещины под действием давления, сначала преодолевая силу сцепления и трения между углеродным волокном и бетонной матрицей. В этом процессе углеродное волокно поглощает много энергии, продлевает время расширения трещин, препятствует их расширению и повышает ударную вязкость бетона.

Характеристики фибробетона