鋼繊維鉄筋コンクリート（SFRC）は、適切な量の短い鋼繊維を通常のコンクリートに加えることで注ぐことができる新しいタイプの複合材料です。近年、国内外で急速に発展しています。それは、低い引張強度、小さな究極の伸び、コンクリートの脆性特性の欠点を克服します。引張強度、曲げ抵抗、せん断抵抗、亀裂抵抗、疲労抵抗、高靭性などの優れた特性を備えています。油圧工学、道路と橋、建設、その他の工学分野に適用されています。
1。鋼繊維鉄筋コンクリートの開発
繊維鉄筋コンクリート（FRC）は、繊維強化コンクリートの略語です。通常、セメントベースの複合材料で、セメントペースト、モルタルまたはコンクリートおよび金属繊維、無機繊維または有機繊維強化材料で構成されています。これは、コンクリートマトリックスに高い引張強度、高い究極の伸び、高いアルカリ抵抗を持つ短くて細かい繊維を均一に分散させることによって形成される新しい建築材料です。コンクリートの繊維は、コンクリートの初期亀裂の生成と、外力の作用下での亀裂のさらなる膨張を制限する可能性があり、低い引張強度、簡単な亀裂、コンクリートの疲労耐性の低さなどの固有の欠陥を効果的に克服し、パフォーマンスを大幅に改善します。不浸透性、防水性、霜抵抗、およびコンクリートの補強保護の。繊維鉄筋コンクリート、特に鋼鉄繊維鉄筋コンクリートは、優れた性能のために、実際のエンジニアリングの学術およびエンジニアリングサークルでますます注目を集めています。 1907ソビエトの専門家bп。 Hekpocabは金属繊維鉄筋コンクリートを使用し始めました。 1910年、HFポーターは短繊維鉄筋コンクリートに関する調査レポートを発表し、マトリックス材料を強化するために短い鋼繊維をコンクリートに均等に分散させる必要があることを示唆しました。 1911年、米国のグラハムは、コンクリートの強度と安定性を改善するために、通常のコンクリートに鋼繊維を追加しました。 1940年代までに、米国、英国、フランス、ドイツ、日本、および他の国は、鋼鉄繊維の耐摩耗性と亀裂抵抗、鋼繊維コンクリートの製造技術、および改善を改善するために鋼繊維を使用することについて多くの研究を行っていました。繊維とコンクリートマトリックスの間の結合強度を改善するための鋼繊維の形状。 1963年、JP RomualdiとGB Batsonは、鋼繊維閉じたコンクリートの亀裂開発メカニズムに関する論文を発表し、鋼繊維強化コンクリートの亀裂強度が効果的な役割を果たす鋼繊維の平均間隔によって決定されるという結論を提出しました。引張応力（繊維間隔理論）で、この新しい複合材料の実際の開発段階を開始します。これまで、コンクリート中の繊維の異なる分布により、鋼繊維鉄筋コンクリートの普及と適用により、主に4つのタイプがあります。鉄筋コンクリート。
2。鋼繊維鉄筋コンクリートの強化メカニズム
（1）複合力学理論。複合力学の理論は、連続繊維複合材料の理論に基づいており、コンクリート中の鋼繊維の分布特性と組み合わされています。この理論では、複合材料は、1つのフェーズとして繊維を伴う2相複合材料と見なされ、マトリックスはもう一方のフェーズとしてマトリックスと見なされます。
（2）繊維間隔理論。亀裂抵抗理論としても知られる繊維間隔理論は、線形弾性破壊力学に基づいて提案されています。この理論は、繊維の補強効果は均一に分布した繊維間隔（最小間隔）にのみ関連していると考えています。
3。鋼繊維鉄筋コンクリートの開発状況に関する分析
1.スチール繊維鉄筋コンクリート。鋼繊維鉄筋コンクリートは、少量の低炭素鋼、ステンレス鋼、FRP繊維を通常のコンクリートに加えることにより形成される、比較的均一で多方向の鉄筋コンクリートの一種です。鋼繊維の混合量は一般に体積で1％〜2％であり、70〜100kgの鋼繊維は、各立方メートルのコンクリートで重量で混合されます。鋼繊維の長さは25〜60mm、直径は0.25〜1.25mmでなければならず、長さと直径の最適な比率は50〜700でなければなりません。通常のコンクリートと比較して、引張、せん断、曲げを改善することはできません、摩耗および亀裂抵抗性ですが、コンクリートの骨折の靭性と耐衝撃性を大幅に向上させ、構造の疲労抵抗と耐久性を大幅に改善します。 10〜20回。中国では、鋼繊維鉄筋コンクリートと通常のコンクリートの機械的特性が比較されています。鋼繊維の含有量が15％〜20％で、水セメント比が0.45の場合、引張強度は50％〜70％増加すると、曲げ強度が120％〜180％増加し、衝撃強度は10〜20増加します時代、衝撃疲労強度は15〜20回増加し、曲げ靭性は14〜20回増加し、耐摩耗性も大幅に改善されます。したがって、鋼繊維鉄筋コンクリートは、単純なコンクリートよりも優れた物理的および機械的特性を持っています。
4。ハイブリッドファイバーコンクリート
関連する研究データは、鋼繊維がコンクリートの圧縮強度を大幅に促進しないこと、またはそれを減らすことさえしないことを示しています。単純なコンクリートと比較して、鋼鉄繊維鉄筋コンクリートの耐摩耗性、耐摩耗性、衝撃、耐摩耗性、およびコンクリートの初期のプラスチック収縮の予防、または耐久性、耐摩耗性、衝撃、耐摩耗性に関する中間ビューが正と否定的なビューがあります。さらに、鋼繊維の鉄筋コンクリートには、大きな用量、高価格、錆、火災によるバーストに対する抵抗がほとんどないなど、いくつかの問題があり、その適用にさまざまな程度に影響を与えました。近年、一部の国内および外国の学者は、ハイブリッドファイバーコンクリート（HFRC）に注意を払い始め、繊維をさまざまな特性と利点と混合し、互いに学び、さまざまなレベルで「ポジティブなハイブリッド効果」を与え、さまざまなプロジェクトのニーズを満たすために、コンクリートのさまざまな特性を強化するための段階を読み込みます。しかし、そのさまざまな機械的特性、特にその疲労の変形と疲労損傷、静的および動的荷重、一定の振幅または変動振幅環状負荷の下での変形開発法と損傷特性に関して、最適な混合量と繊維の混合の割合、関係複合材料のコンポーネント、強化効果と強化メカニズム、疲労抗疲労性能、故障メカニズムと建設技術、混合比率設計の問題をさらに進める必要があります勉強した。
5。層状繊維鉄筋コンクリート
モノリシック繊維鉄筋コンクリートは均等に簡単に混ぜることはできません。繊維は凝集しやすく、繊維の量は大きく、コストは比較的高く、その広いアプリケーションに影響します。多数のエンジニアリングの実践と理論的研究により、新しいタイプの鋼繊維構造である層鋼繊維鉄筋コンクリート（LSFRC）が提案されています。少量の鋼繊維は、道路スラブの上部と下面に均等に分布しており、中央はまだ単純なコンクリート層です。 LSFRCの鋼繊維は、一般に手動または機械的に分布しています。鋼繊維は長く、長さの直径の比は一般に70〜120の間で、2次元分布を示しています。機械的特性に影響を与えることなく、この材料は鋼繊維の量を大幅に減らすだけでなく、積分繊維強化コンクリートの混合における繊維凝集の現象も回避します。さらに、コンクリートの鋼繊維層の位置は、コンクリートの曲げ強度に大きな影響を与えます。コンクリートの底にある鋼繊維層の補強効果が最適です。鋼繊維層の位置が上昇すると、補強効果は大幅に減少します。 LSFRCの曲げ強度は、同じ混合割合を持つプレーンコンクリートの曲げ強度よりも35％以上高く、これは積分鋼繊維強化コンクリートのそれよりもわずかに低いです。ただし、LSFRCは多くの材料コストを節約でき、混合が難しいという問題はありません。したがって、LSFRCは、良好な社会的および経済的利益と幅広いアプリケーションの見通しを備えた新しい資料であり、舗装建設における普及と適用に値するものです。
6。層状ハイブリッドファイバーコンクリート
層ハイブリッド繊維強化コンクリート（LHFRC）は、LSFRCに基づいて0.1％ポリプロピレン繊維を添加し、高張力強度と上部鋼と下の鋼の高究極の伸長を伴う多数の微細および短いポリプロピレン繊維を均等に分布させることにより形成される複合材料です。繊維コンクリートと中間層のプレーンコンクリート。 LSFRC中間のプレーンコンクリート層の衰弱を克服し、表面鋼繊維が摩耗した後の潜在的な安全性の危険を防ぐことができます。 LHFRCは、コンクリートの曲げ強度を大幅に向上させることができます。プレーンコンクリートと比較して、プレーンコンクリートの曲げ強度は約20％増加し、LSFRCと比較して、その曲げ強度は2.6％増加しますが、コンクリートの曲げ弾性率にはほとんど影響しません。 LHFRCの曲げ弾性弾性率は、単純なコンクリートの伸縮弾性率より1.3％高く、LSFRCの伸縮係数よりも0.3％低いです。 LHFRCは、コンクリートの曲げ靭性を大幅に向上させることもでき、その曲げ靭性指数は、単純なコンクリートの約8倍、LSFRCの1.3倍です。さらに、コンクリート中のLHFRCの2つ以上の繊維の性能が異なるため、エンジニアリングのニーズに応じて、コンクリート中の合成繊維と鋼繊維の肯定的なハイブリッド効果を使用して、延性、耐久性、靭性、亀裂強度を大幅に改善できます。 、材料の曲げ強度と引張強度は、材料の品質を改善し、材料の耐用年数を延長します。
——Abstract（Shanxi Architecture、Vol。38、No。11、Chen Huiqing）
投稿時間：AUG-24-2022