Avantajele fibrei în beton

Betonul este popular în industria construcțiilor deoarece poate fi fabricat din materiale locale, este relativ ieftin și poate fi turnat în componente de construcție de diferite forme. Nu numai că reflectă frumusețea structurii clădirii, dar are și rezistență la compresiune relativ ridicată.

Probleme cu clădirile din beton

Betonul este realizat din materiale fragile precum cimentul. Caracteristicile materialului folosit pentru turnare determină rezistența sa scăzută la întindere. Prin urmare, atunci când unele componente de compresie sunt utilizate în proiecte reale, rezistența lor scăzută la compresiune poate duce la apariția fisurilor atunci când sunt comprimate, provocând ruperea componentelor și compromițând stabilitatea generală a clădirii. În timpul procesului de construcție, proprietățile mecanice ale betonului scad, în primul rând din cauza diferiților factori ai materiilor prime din beton, proceselor de turnare, întreținere și transport.

Betonul are o greutate proprie mare și cu cât rezistența betonului este mai mare, cu atât mai evidentă este fragilitatea acestuia. Prin urmare, betonul nu poate îndeplini cerințele de stabilitate ale structurilor-de deschidere mare. În al doilea rând, betonul are o durabilitate scăzută. Betonul din mediul natural nu poate fi păstrat întotdeauna într-o stare constantă de temperatură și umiditate. O temperatură prea ridicată va deteriora betonul și va extinde și va distruge structura internă, în timp ce o temperatură prea scăzută va face ca betonul să se micșoreze și să producă multe fisuri.

Viitorul betonului

Odată cu dezvoltarea continuă a tehnologiei de construcție, cercetarea a început în direcția betonului de înaltă{0}}performanță, rezistent la compresiune-, rezistent la fisuri-și durabil. Odată cu cercetarea și explorarea continuă a industriei materialelor de construcție, s-a constatat că adăugarea de fibre la beton poate îmbunătăți performanța betonului la standardele de mai sus.

Avantajele betonului armat cu fibre

Deficiența esențială a betonului este că materialele sale nu îl pot îmbunătăți. Fibrele îmbunătățesc performanța betonului prin proprietățile lor unice, cum ar fi modulul elastic ridicat și rezistența mare la tracțiune, dar nu modifică proprietățile chimice ale materialelor betonului și, prin urmare, nu distrug structura internă a betonului.

Inhiba fisurile

Fibrele au proprietăți fizice și mecanice ridicate, cum ar fi modulul elastic și rezistența la tracțiune. Adăugarea acestora în beton poate inhiba și preveni eficient apariția fisurilor. În comparație cu alte fibre, modulul elastic al fibrei de carbon este de 1-5 ori mai mare decât alte fibre, iar rezistența la tracțiune este de 1-10 ori mai mare decât alte fibre. Fibra de carbon este, de asemenea, rezistentă la temperaturi ridicate și la coroziune.

În timpul turnării și întăririi betonului, în special în cazul elementelor de îndoire, condițiile de temperatură și umiditate non--standard vor cauza fisuri inițiale în beton. Sub presiune, concentrarea tensiunilor se va forma la vârful fisurii inițiale din beton. Există crăpături în beton. Când distribuția tensiunilor întregului specimen este neuniformă, fisurile vor continua să se extindă, provocând în cele din urmă deteriorarea betonului, care a devenit un pericol pentru siguranță în viața reală. După adăugarea fibrei de carbon în beton, atunci când betonul este comprimat, fibra de carbon poate absorbi o parte din concentrația de tensiuni la vârful fisurii și poate transfera stresul către întreaga parte a betonului prin fibră, inhibând astfel generarea și extinderea fisurilor.

Proprietăți mecanice îmbunătățite

În timpul amestecării și turnării betonului vor apărea diverse defecte, cum ar fi o cantitate mică de bule generate în timpul amestecării care rămân în interiorul betonului. Când bulele dispar, în beton se vor forma defecte originale, reducând rezistența la compresiune a betonului. Când fibră de carbon este adăugată la beton, fibra de carbon ușoară și fină este distribuită aleatoriu în beton, iar forța de legătură și frecarea dintre ea și matricea de beton conectează strâns agregatele. Și deoarece fibra de carbon este de dimensiuni mici, poate umple porii generați de amestecarea betonului, făcând agregatele mai dense, îmbunătățind astfel rezistența la compresiune a betonului.

Efect de întărire

Cu cât rezistența betonului este mai mare, cu atât fragilitatea acestuia este mai evidentă. Adăugarea de fibră de carbon poate îmbunătăți structura fragilă a betonului și crește duritatea acestuia. Când betonul este supus sarcinilor externe, defectele sale interne inițiale se vor extinde încet în fisuri. Când fisurile sunt mari, fibra de carbon construiește o punte între fisuri și poate absorbi o parte din stres. Deoarece fibra de carbon are proprietăți fizice și mecanice bune, specimenul continuă să extindă fisurile sub acțiunea presiunii, depășind mai întâi forța de legătură și frecarea dintre fibra de carbon și matricea de beton. În acest proces, fibra de carbon absoarbe multă energie, prelungește timpul de expansiune a fisurilor, inhibă dilatarea fisurii și îmbunătățește duritatea betonului.

Performanța betonului fibros