Beredning av justerad stål Fiber förstärkt cementbaserade komposit och dess böjhållfasthet beteende

Summary

Det här protokollet beskriver en metod för att tillverka anpassade stål fiber cementbaserade komposit genom att tillämpa en enhetlig elektromagnetiska fält. Justerad stål fiber cementbaserade komposit uppvisar överlägsna mekaniska egenskaper till ordinarie fiber armerad betong.

Abstract

Syftet med detta arbete är att presentera en strategi, inspirerade förresten som en kompassnål upprätthåller en konsekvent inriktning under inverkan av jordens magnetfält, för att tillverka en cementbaserade composite förstärkt med justerad stål fibrer. Justerad stål glasfiberarmerad cementbaserade kompositmaterial (ASFRC) var förberedda genom att tillämpa en enhetlig elektromagnetiska fältet färska murbruk som innehåller kort stål fibrer, whereby kort stål fibrerna drevs att rotera i linje med det magnetiska fältet. Graden av anpassning av stål fibrer i härdat ASFRC bedömdes både räknar stål fibrer i sprucket tvärsnitt och Röntga beräknas tomografi analys. Resultaten från de två metoderna visar att stålet fibrer i ASFRC anpassades högt medan stål fibrerna i icke-magnetiskt behandlat kompositer fördelades slumpmässigt. Justerad stål fibrerna hade mycket högre förstärkande effektivitet och kompositer, uppvisade därför avsevärt förbättrad böjhållfasthet och seghet. ASFRC är därmed överlägsen SFRC däri det tål högre brytmoment och mer effektivt motstå sprickbildning.

Introduction

Införliva stål fibrer i betong är ett effektivt sätt att övervinna den inneboende svagheten i sprödhet och förbättra den tänjbara styrkan av konkreta¹. Under de senaste decennierna, har stål fiber armerad betong utförligt undersökt och används allmänt i fältet. Stål fiber armerad betong är överlägsen konkret när det gäller sprickbildning motstånd, draghållfasthet, brottseghet, fraktur energi, etc.² i stål fiber armerad betong, stål fibrer är slumpmässigt spridda, därmed enhetligt dispergering förstärka effektiviteten av fibrerna i varje riktning. Dock för vissa belastningsfall endast några av stål fibrerna i betong bidrar till utförandet av de strukturella element eftersom fibrerna förstärkande effektivitet kräver att de anpassas principen draghållfasthet betonar i den struktur. Exempelvis när du använder stål fiber armerad betong som innehåller slumpmässigt distribuerade stål fibrer för att förbereda en balk, några av stål fibrerna, kommer att särskilt de som är parallellt med riktningen av den huvudsakliga DRAGSPÄNNING, göra stora bidrag till förstärka effektiviteten, medan de gör vinkelrätt mot riktningen av den huvudsakliga DRAGSPÄNNING inga bidrag till att förstärka effektiviteten. Följaktligen är att hitta en metod att anpassa stål fibrerna med riktningen av den huvudsakliga DRAGSPÄNNING i betong nödvändigt för att uppnå högsta förstärkande effektivitet av stål fibrerna.

Den orientering effektivitetsfaktor, definieras som förhållandet mellan den beräknade längden längs riktningen av DRAGSPÄNNING till den faktiska längden på fibrerna, används vanligen för att ange effektiviteten i förstärkningen av stål fibrer^3,4 . Enligt denna definition är den orientering effektivitet faktorn av fibrerna i linje med riktning mot DRAGSPÄNNING 1,0; fibrerna som är vinkelrät mot DRAGSPÄNNING är 0. Lutande fibrerna har en orientering effektivitetsfaktor mellan 0 och 1.0. Analysresultaten visar att den orientering effektivitetsfaktor slumpmässigt distribuerade stål fibrer i betong är 0.405⁴, medan den från tester av vanliga stål fiber armerad betong är i spänna av 0,167 till 0.500^5,6 . Uppenbarligen om alla kort stål fibrer i betong är i linje och har samma riktning som DRAGSPÄNNING, stål fibrerna kommer att ha högsta förstärkande effektivitet och exemplaren har optimal draghållfasthet beteendet.

Några lyckade försök att förbereda justerad stål fiber armerad betong har bedrivits sedan 1980-talet. 1984, Shen⁷ tillämpas ett elektromagnetiskt fält på det nedersta lagret av stål glasfiberarmerad cementbaserade komposit (SFRC) balkar under gjutning, och röntgen upptäckt analys visade att stål fibrer var väl i linje. 1995 patenterade Bayer⁸ och Arman⁹ metoden för att förbereda justerad stål fiber armerad betong med hjälp av ett magnetfält. Yamamoto et al. ¹⁰ ansåg orientering stål fibrer i betong ska främst påverkad av metoden för gjutning och försökt få arrangera i rak linje stål fiber armerad betong genom att hålla färsk betong rinner till formsättning från en konstant riktning. Xu¹¹ försökte justera stål fibrer i sprutbetong genom sprutning stål fibrer från en konstant riktning. Rotondo och Wiener¹² försökte göra konkreta stolpar med justerad långa stålprodukter fibrer av centrifugalgjutning. Dessa experimentella studier avslöja att arrangera i rak linje stål fiber armerad betong har betydande fördelar framför slumpmässigt distribuerade stål fiber armerad betong.

Nyligen, Michels o.a. ¹³ och Mu o.a. ¹⁴ har framgångsrikt utvecklat en grupp av justerad stål glasfiberarmerad cementbaserade kompositmaterial (ASFRCs) med hjälp av elektromagnetiska fält. I dessa studier gjordes olika solenoider att tillhandahålla en enhetlig magnetfält för att rikta stål fibrer i murbruk exemplar av olika storlekar. Solenoiden har en ihålig cuboid kammare, som rymmer exemplar av fördefinierade storlekar. När solenoiden är ansluten till likström (DC), skapas en enhetlig magnetfält i kammaren med en fast läggning, vilket ligger i linje med axeln av solenoiden. Enligt principen om elektromagnetism¹⁵, kan magnetiska fält köra ferromagnetiska fibrer att rotera och justera i färska mortel. Lämpliga användbarhet av murbruk är kritisk för att tillåta stål fibrer att rotera i färska mortel. En hög viskositet kan orsaka svårigheter i anpassningen av stål fibrerna i morteln, medan låg viskositet kan leda till segregeringen av fibrer.

Denna uppsats beskriver detaljerna för utarbetandet av ASFRC prover och tester böjhållfasthet egenskaper ASFRC och SFRC. Det förväntas att ASFRC har en högre böjhållfasthet och seghet än SFRC. Således ASFRC har potentiellt fördelar över SFRC i tåla dragpåkänning och motstånd mot sprickbildning om används som täcker betong, trottoaren, osv

De splittrade prover efter böj tester, orienteringen av stål fibrerna i exemplaren utreds genom att Observera de sprucket tvärsnitt och utnyttja X-ray scanning beräknas tomografi analys^{16,17 , 18}. de mekaniska egenskaperna hos ASFRCs, inklusive sin böjhållfasthet och seghet, rapporteras och jämfört med de icke-elektromagnetiskt behandlade SFRCs.

Protocol

1. magnetventil magnetfält Setup Obs: Det magnetiska fältet genereras av en solenoid med en ihålig kammare. Installationen är en polyvinylklorid polyetentereftalat (PBT) styrelsen magnetventil skelett lindad med 4-6 lager av emalj isolerad koppartråd och svepte med ett isolerande plastskikt för skydd (figur 1). Efter att ansluta spolen till DC, skapar strömmen i spolen ett enhetligt elektromagnetiska fält inom magnetventil kammaren med en fast riktning och k…

Representative Results

Böjhållfasthet styrkan i ASFRCs och SFRCs bestäms från trepunkts böjande tester visas i figur 5. Böjhållfasthet styrkan i ASFRCs är högre än de av SFRCs för alla fiber doseringar. ASFRCs böj styrkor var 88%, 71% och 57% högre än de av SFRCs vid de fiber volymfraktioner 0,8%, 1,2% och 2,0%, respektive. Dessa resultat innebär att arrangera i rak linje stål fibern förstärker cementbaserade matrisen mer effektivt än slumpmässigt distribuerade …

Discussion

Den elektromagnetiska magnetventil som utvecklats i denna studie har en kammare som mäter 250 × 250 × 750 mm och inte kan ta emot full storlek strukturella elementen. Även om storleken på kammaren begränsar tillämpningen av installationen, konceptet och protokoll som föreslås i denna uppsats kommer att inspirera vidareutvecklingen av en full storlek setup för tillverkning av ASFRC element, särskilt förtillverkade element.

Att uppnå en lämplig viskositet av färska murbruk är avg…

Materials

Cement	Tangshan Jidong Cement Co., Ltd.	P×O 42.5	Oridnary Portland Cement
Sand		River sand	Fineness modulus is 2.4
Superplasticizer	Subote New Materials Co., Ltd.	PCA-III	Polycarboxylated type, water reducing ratio is 35%
Steel fiber	Tianjin Hengfeng Xuxiang New Metal Materials Co., Ltd.	Round straight	Diameter 0.5mm, length 25mm