Trefjar - Steining steypu (FRC) er samsett efni sem samanstendur af sementi eða vökva sementi, vatni, gróft og fínu samanlagðum og stuttum og jafnt dreifðum samfelldum trefjum. Trefjarnar geta verið stáltrefjar, glertrefjar, kolefnis trefjar, fjölliða trefjar, plöntutrefjar osfrv. Lengdin er venjulega frá 3 mm til 64 mm og þvermál getur verið breytilegt frá nokkrum míkron til 1 mm. Krossinn - skiptingu trefjarinnar getur verið hringlaga, sporöskjulaga, marghyrnd, þríhyrningslaga, hálfmánans eða ferningur, sem er aðallega háð hráefnum sem notuð eru og vinnslu og framleiðsluferli. Trefjum er aðallega skipt í tvo flokka: grófar trefjar og fínar trefjar. Þvermál eða samsvarandi þvermál fínra trefja er venjulega minna en 0,3 mm, en þvermál eða samsvarandi þvermál grófa trefja er meiri en eða jafnt og 0,3 mm. So - kallað samsvarandi þvermál er hringþvermál breytt úr sama kross - sniðsvæðinu sem hringlaga trefjar, það er, (4a/π) 0,5.
Rúmmálshlutfall trefja í steypu er venjulega 0,1% til 5%. Stærð þessa rúmmálshlutfalls veltur aðallega á því að blanda blöndunni og notkunarsvið verkefnisins. Til dæmis er afleiddum álagi af völdum rýrnunar og hitabreytinga á steypu venjulega stjórnað og leyst með litlum skömmtum trefja (0,1% til 0,3% miðað við rúmmál). Þegar trefjarinnihaldið fer yfir 0,3%verður vélræn svörun trefja steypu verulega frábrugðin því sem venjuleg steypa án trefja, aðallega í álagi þess - burðargetu eftir sprungu. Geta trefjarsteypu til að taka upp orku eftir sprungu er kölluð „hörku“. Þegar hærri skammtum af trefjum er bætt við steypu, auk hörku eftir sprungu, sýnir trefjarsteypa einnig stofn - styrkingareinkenni. Með öðrum orðum, þetta samsett efni þolir togspennu sem er meiri en venjuleg steypu sjálft. Í þessum gervi - sveigjanlegum samsetningum, eru oft margar sprungur og talsverð orkusog og orkudreifingareinkenni oft sést.
Tegundir trefja járnbentrar steypu
American Standard ASTM C116/C116M gefur fjórar tegundir trefja steypu: sú fyrsta er stáltrefjarsteypa (SFRC), sem aðallega inniheldur ryðfríu stáli trefjar, álstál trefjar og kolefnisstáltrefjar; Annað er glertrefja steypa (GFRC), sem samanstendur af basa - ónæmum glertrefjum; Þriðja er tilbúið trefjarsteypa (SYNFRC) og það fjórða er náttúruleg trefjarsteypa (NFRC).
Eins og sjá má á töflunni hér að ofan er styrkur og teygjanlegt stál stáltrefja tiltölulega hár og það er ekki auðvelt að ryðga vegna þess að það er í mjög basískt umhverfi. Tengingaráhrif þess og blöndunnar geta náð skilvirkari vélrænni festingu með því að auka ójöfnur og aflögun yfirborðs.
Tilbúinn trefjar eru aðallega ekki - málmtrefjar framleiddar með þróun jarðolíu- og textíliðnaðarins, þar á meðal ýmsar gerðir fjölliða. Eftirfarandi eru nokkrar tilbúnar trefjar sem oft eru notaðar í forsteyptum steypu:
Kolefnistrefjar
Í samanburði við stáltrefjar, glertrefjar, pólýprópýlen trefjar osfrv. Kostur kolefnis trefja liggur í einkennum þess, mikil stuðull, hitaþol, efnafræðileg stöðugleiki í basískum umhverfi og öðru ætandi efnafræðilegum umhverfi; Að auki hefur það það einkennandi að bæta verulega vélrænni eiginleika.
Nylon trefjar/pólýamíð trefjar
Þessi tegund trefja hefur góðan togstyrk, mikla hörku, teygjanlegan bata og góða vatnssækni og er tiltölulega stöðugt í sementi - byggt basískt umhverfi.
Pólýprópýlen
Þessi trefjar er með lágan teygjanlegan stuðul og lágan bræðslumark, þannig að það hentar ekki fyrir forsteyptar steypuafurðir undir háu - hitastigi sjálfvirkt. Vegna lágs bræðslumarks þess er þó hægt að nota það til að framleiða eldföst efni eða vörur með mikla eldþol. Það eru tvenns konar pólýprópýlen trefjar sem notaðar eru við steypu styrkingu: einlyfja og trefjar trefjar (teygðar trefjar). Þessar trefjar eru vatnsfælnir og hafa stórt snertishorn með vatni. Þess vegna hafa þeir lakari tengsl við steypu en vatnssæknar trefjar.
Polyvinyl áfengistrefjar
Þessi trefjar er úr PVA plastefni í gegnum marga ferla með mikla teygju og hefur mikla stífni og vatnsþol. Hægt er að breyta trefjardreifingarástandi í steypugrunni með sérstökum yfirborðsmeðferð. Því miður hefur PVA trefjar stóran hitauppstreymisstuðul og rýrnun þess er allt að 4% við 200 gráðu. Það hefur góða mótstöðu gegn basískum umhverfi og lífrænum leysum og hefur lítið styrktartap undir löngum - hugtaki útfjólubláa geislun.
Glertrefjar
Glertrefjar sem notaðir eru í steypu verða að innihalda að lágmarki 16% sirkoníoxíð fyrir basaþol; Ekki er mælt með öðrum tegundum glertrefja, svo sem Alkali - ókeypis trefjar, til notkunar í steypu. Glertrefjar eru með háan stuðul og mikinn styrk og hefur gott tengsl við steypu. Mismunurinn á glertrefjum járnbentri steypu og annarri trefjar járnbentri steypu er trefjarinnihaldið; Sá fyrrnefndi hefur trefjarmagnshlutfall 4% til 6%, en hið síðarnefnda, eða annað hlutfall trefjarmagns er um 0,1% til 1%. Til að ná háu innihaldi glertrefja þarf steypusamsetningin hátt innihald sements, fíns samanlagðs og nánast engin gróft samanlagt.
Hlutverk trefja í steypu
Quasi - truflanir á hleðslu og svörun við áhrifum
Trefjar geta í raun bætt vélræna eiginleika. Prófanir á höggfallshammer sýna að höggstyrkur pólýprópýlen trefja steypu með rúmmálsinnihald 0,1% til 0,2% er hærri en venjulegs steypu bæði í upphafs sprungu stigi og lokabrotsstiginu. Sem stendur er engin sameinuð staðlað prófunaraðferð til að ákvarða þjöppunarstyrk trefja steypu, en viðeigandi rannsóknir hafa sýnt að axial þjöppunarstyrkur trefja steypu er 85% til 100% hærri en venjuleg steypu; Frekari rannsóknir hafa sýnt að undir höggálagi hefur trefjarsteypa ekki augljósan hámarks sveigjanleika seint á þjöppunartímabilinu, sem er aðallega vegna þess að steypubrotin eru ekki tengd trefjunum. Þrátt fyrir að niðurstöður prófsins sýni að höggstuðull stáltrefja steypu er fjölliða trefjar steypa er ekki frábrugðin venjulegri steypu, með höggstuðul um 1,5. Að auki sýna niðurstöðurnar að þrjár - víddar aflögaðar stáltrefjar hafa augljósari kraftmikinn áhrifastuðul en tveir - víddar aflögaðar stáltrefjar; Samt sem áður hefur togstyrkur undir kraftmiklu álagi og beygjustyrk eftir sprungur verið bætt verulega.
Árangur trefja í steypu undir höggálagi veltur að miklu leyti á tengingu milli trefjanna og steypunnar undir tilfærslum með mikilli sprunguþróunartíðni. Rannsóknir hafa sýnt að með auknum hleðsluhraða hefur stáltrefjar steypa mikla mótstöðu gegn sprunguþroska, samanborið við nokkur steypusýni með pólýprópýlen trefjum, en hið síðarnefnda getur fljótt náð því fyrrnefnda; Vangaveltur um að þetta sé aðallega vegna þess að pólýprópýlen trefjar sjálfar eru næmari fyrir álagshraða en stáltrefjum.
Stjórn á rýrnun sprungum
Það er vel þekkt að trefjar geta haft veruleg áhrif á frjálsa rýrnun og aðra tengda snemma - aldurseiginleika sements - byggða samsetningar. Rannsóknir hafa sýnt að notkun pólýetýlen trefja með rúmmálshlutfall um það bil 1% getur dregið úr ókeypis plast rýrnun á steypu um allt að 30%. Til viðbótar við ókeypis rýrnun er einnig verið að nota ýmsar aðferðir til að kanna áhrif trefja á þvingaða rýrnun steypu. Með því að bæta trefjum er aðallega notað til að breyta breidd og lengd rýrnunarsprunga í steypu undir þvinguðu umhverfi. Viðeigandi niðurstöður rannsóknarinnar eru nokkurn veginn á eftirfarandi hátt.
1.. Trefjarefni og gerð hafa mikil áhrif á rýrnun sprungur. Fyrir sama rúmmál trefjainnihalds er glertrefjar áhrifaríkast til að hindra sprunguvöxt og síðan tilbúið trefjar.
2. Fyrir tiltekið trefjarmagnsbrot og trefjargerð eru lengri, minni - þvermál trefjar árangursríkari en styttri, þykkari trefjar; Trefjar með meiri geometrísk aflögun á yfirborðinu eru árangursríkari en óformaðar trefjar.
3. Hvað varðar plöntutrefjar, eru húðuðar eða óhúðaðar trefjar aðeins árangursríkar þegar rúmmálshlutfall er yfir 0,3%.
Vatnsheldur og endingargóður
Forsteyptir steypuhlutar eru viðkvæmir fyrir niðurbroti vegna brennisteinssýruárásar, þíðingar - frystingu, basa - kísilviðbrögð og tæringu á stálstöngum. Í öllum þessum tilvikum gegnir skarpskyggni lykilhlutverk. Endingu forsteypta steypuafurða fer fyrst og fremst eftir hraða vatnsárásar/skarpskyggni. Niðurstöður sýna að gegndræpi vatns veltur aftur á móti sprungum í steypunni og aukning á breidd steypu sprungna mun leiða til hærri vatns gegndræpi. Styrking trefja bætir steypu sprunguþol, eykur ójöfnur sprungu á yfirborði og stuðlar að þróun margra sprungna, sem dregur verulega úr steypu gegndræpi. Hvað varðar streitu og streitu - framkallað steypu sprunga, hafa niðurstöður sýnt að sprungur í venjulegri steypu auka verulega gegndræpi þess, en gegndræpi trefjar - járnbent steypu er verulega lægri en venjulegrar steypu. Hvað varðar hvernig trefjar bæta vatnsþol hafa rannsóknir sýnt að örverunum í venjulegri steypu er breytt í nanopores vegna viðbótar trefja.
Tæring á rebar í forsteyptum steypu er verulegt vandamál. Klóríðmengun í steypu er stór þáttur og aðferðir og ferlar sem það tærir stálið er vel skilið. Því miður leyfa sprungur í steypunni klóríðjónum og öðrum ætandi efnum að komast auðveldara inn og stuðla þannig að frekari tæringu. Klóríðjónir dreifast fyrst og fremst í gegnum skarpskyggni vatns, meðan dreifing klóríðs er fyrst og fremst háð gegndræpi vatns.
