Elyaf{0}}temir-beton (FRC) matritsa sifatida tsement pastasi, ohak yoki betondan, armatura sifatida esa tolalardan tashkil topgan tsement-asosidagi kompozit materialga ishora qiladi. Tolali temir-beton, shuningdek, tolali beton sifatida ham tanilgan, odatda matritsa sifatida tsement pastasi, ohak yoki betondan tashkil topgan tsement-asosidagi kompozit material va mustahkamlovchi sifatida uzluksiz qisqa tolalar yoki uzluksiz uzun tolalardan iborat. Elyaflar matritsali betondagi yoriqlarning keyingi rivojlanishini nazorat qilishi mumkin, shu bilan yorilish qarshiligini oshiradi. Elyaflarning yuqori cho'zilish kuchi va cho'zilishi betonning cho'zilish, egilish va zarba kuchini, cho'zilishi va qattiqligini oshiradi. Tolali betonning asosiy turlariga asbest tsement, po'lat tolali beton, shisha tolali beton, polipropilen tolali beton, uglerod tolali beton, o'simlik tolali beton va yuqori elastik modulli sintetik tolali beton kiradi. Bu tolalar va tsement asosidagi-materiallardan (tsement pastasi, ohak yoki beton) tashkil topgan kompozit materiallar uchun umumiy atamadir. Tsement pastasi, ohak va betonning asosiy kamchiliklari past kuchlanish kuchi, past cho'zilish va mo'rtlikdir. Ushbu kamchiliklarni yuqori kuchlanish kuchi, yuqori cho'zilish va yaxshi gidroksidi qarshilikka ega bo'lgan tolalarni qo'shish orqali bartaraf etish mumkin.
Betonda tolaning roli:
Oddiy beton mo'rt material bo'lib, yuklashdan oldin ko'plab mikro yoriqlar mavjud. Ortib borayotgan tashqi kuchlar ta'sirida bu mikro yoriqlar asta-sekin kengayib, oxir-oqibat makro yoriqlar hosil qiladi, bu esa materialning buzilishiga olib keladi. Tegishli miqdordagi tolaning qo'shilishi, mustahkamlanmagan tsement matritsasi bilan solishtirganda, kompozit materialning kuchlanish va egilish kuchini, shuningdek, sinish energiyasini sezilarli darajada yaxshilaydigan mikro yoriqlar o'sishini oldini oladi va inhibe qiladi. Har xil turdagi tolalar betonning suv o'tkazmasligini, muzlash{3}}eritishga chidamliligini, xlorid ionlarining kirib borishiga chidamliligini va turli darajada karbonatlanishga chidamliligini yaxshilaydi. Elyaf{5}}temir-betonda birinchi navbatda o'ziga xos nisbatga ega (tola uzunligining diametrga nisbati) qisqa tolalar ishlatiladi. Biroq, ba'zida uzun tolalar (masalan, shisha tolali va polipropilen tolali plyonka) yoki tolali mahsulotlar (shisha tolali to'r va shisha tolali mat kabi) ishlatiladi. Yakuniy kuchlanish kuchini 30-50% ga oshirish mumkin. Temir-beton tolasi{12}}dagi tolaning asosiy vazifasi tashqi kuchlar ta’sirida tsement matritsasidagi yoriqlar o‘sishini cheklashdan iborat. Yuklashning dastlabki bosqichida (taranglik va egilish), ingredientlar mos bo'lganda va mos yuqori{13}}samaradorlikdagi suv-qaytaruvchi vosita qo'shilsa, tsement asosi va tolalar tashqi kuchni birgalikda ko'taradi, birinchisi tashqi kuchning asosiy tashuvchisi hisoblanadi; taglik yorilib ketganda, yoriqlar bo'ylab tolalar tashqi kuchning asosiy tashuvchisiga aylanadi. Faraz qilaylik, tolaning hajmi ma'lum bir kritik qiymatdan oshdi. Bunday holda, butun kompozit material yuqori yuklarga bardosh berishda davom etishi va tolalar singan yoki asosiy materialdan tortib olinmaguncha, kompozit materialni yo'q qilguncha katta deformatsiyalarni keltirib chiqarishi mumkin. Oddiy beton bilan solishtirganda, tolali temir-beton yuqori cho'zilish va egilish kuchiga ega, ayniqsa pishiqligi yaxshilanadi.
Tolalarning umumiy tasniflari
Moddiy xususiyatlariga ko'ra tolalarni quyidagi turlarga bo'lish mumkin:
① Metall tolalar, masalan, po'lat tolalar (po'lat tolali temir-beton) va zanglamaydigan po'lat tolalar (issiqlikka chidamli beton- uchun mos).
② Noorganik tolalar, birinchi navbatda tabiiy mineral tolalar (xrizotil, krosidolit, amosit va boshqalar) va sun'iy mineral tolalar (ishqorga-bardoshli shisha tolalar, gidroksidi-chidamli mineral jun kabi uglerod tolalari).
③ Organik tolalar, birinchi navbatda sintetik tolalar (polietilen, polivinil spirt, neylon, aromatik polimid va boshqalar) va o'simlik tolalari (sisal, agava va boshqalar). Sintetik tolali temir-beton harorat 60 darajadan yuqori bo'lgan muhitda ishlatilmasligi kerak.
Elastik moduliga ko'ra, tolalarni ikkita asosiy toifaga bo'lish mumkin:
Elastik moduli tsement matritsasidan kichikroq bo'lgan tolalar egiluvchan tolalar, jumladan polipropilen tolalar, neylon tolalar va tsellyuloza tolalari deb ataladi.
Elastik moduli matritsadan kattaroq bo'lgan tolalar po'lat tolalar, shisha tolalar va uglerod tolalari kabi qattiq tolalar deb ataladi.
Umumiy beton tolalar va ularning xususiyatlari
Chelik tolasi
Tegishli miqdorda po'lat tolani oddiy betonga qo'shish yo'li bilan tuzilgan betonga po'lat tolali beton yoki po'lat tolali temir-beton deyiladi. Oddiy beton bilan solishtirganda, uning cho'zilish kuchi, egiluvchanligi, aşınma qarshiligi, zarbaga chidamliligi, charchoqqa chidamliligi, pishiqligi, yorilishga chidamliligi va portlashga chidamliligi sezilarli darajada yaxshilanadi. Yuqori -mustahkamlikdagi poʻlat simli-kesilgan ilmoqli-tolalar, ingot frezeli-uchli ilgak-turdagi tolalar, qirqilgan maxsus-shaklli tolalar va past-qotishma poʻlat eritilgan-tolalar. beton matritsa bilan mustahkamlangan bog'lanishi tufayli muhandislik loyihalarida keng qo'llanilishi, yoriqlar, betonning mustahkamlanishi va mustahkamlanishini sezilarli darajada oldini oladi.
Afzalliklari va kamchiliklari
Chelik tolaning texnik ustunligi uning betonning mustahkamligi va kuchlanish kuchini oshirish qobiliyatidir. Biroq, po'lat tolalar aralashtirish jarayonida to'planib qoladi, natijada ish qobiliyati yomon, nasos qiyinlashadi, qurilish qiyin va zangga moyil bo'ladi. Bundan tashqari, po'lat tolali beton og'ir va sezilarli darajada po'lat ishlab chiqarishni talab qiladi, po'lat iste'moli va xarajatlarini oshiradi. Foydalanish vaqtida po'lat tolaning buzilishining asosiy shakli sindirilgandan ko'ra tortib olinadi, bu po'lat tolalarning betonga yopishishi etarli emasligini ko'rsatadi, bu esa betonning kuchlanish mustahkamligini yaxshilashga ta'sir qiladi. Qattiqlashuv va mustahkamlash printsipi shundaki, yoriqlar paydo bo'lganda, po'latning yuqori moduli va bitta tolaning yuqori kuchlanish kuchi yoriqlarning yanada rivojlanishiga to'sqinlik qiladi; ammo, cheklangan son tufayli, mikro yoriqlarni ushlab turish ta'siri sezilarli emas va-sizlanish, muzlash-erish va boshqa xususiyatlarning yaxshilanishi aniq emas. Bundan tashqari, qurilish vaqtida po'lat tolalarning zichligi juda yuqori bo'lib, ular tebranish va quyish jarayonida ko'pincha betonning tubiga cho'kib ketadi, bu esa ularni bir tekis taqsimlashni imkonsiz qiladi. Bu nazariy tadqiqot xulosalari yaxshi bo'lishining asosiy sababi, ammo amalda qo'llash effektlari juda katta farq qiladi.
Karbon tolasi
Uglerod tolasibetonning fizik-mexanik xususiyatlarini yaxshilash uchun tsement matritsasi ichida uglerod tolalari bir xilda tarqalgan kompozitsion materialdir. Uglerod tolali betonning asosiy xususiyatlari - an'anaviy temir-betonda uchramaydigan mukammal mexanik xususiyatlar, gidroizolyatsiya va tabiiy harorat o'zgarishiga qarshilik. Shuningdek, u barqaror kimyoviy xossalarni, uzoq-mexanik mustahkamlikni va yuqori ishqorli muhitda o'lchov barqarorligini namoyish etadi.
Po'latni uglerod tolasi bilan almashtirish sho'r suv ta'sirida temir-betonning degradatsiyasi va buzilishini bartaraf qiladi, qurilish komponentlarining og'irligini kamaytiradi, montaj va qurilishni osonlashtiradi va qurilish jadvallarini qisqartiradi. Uglerod tolasi, shuningdek, tebranish -sönümleme xususiyatiga ega, zarba to'lqinlarini o'zlashtiradi va seysmik qarshilik va egilish kuchini o'n baravardan ko'proq oshiradi. Karbon tolali beton yuqori kuchlanish, egilish kuchi, sinish va korroziyaga chidamliligini namoyish etadi. Kengayishning past koeffitsienti tufayli uglerod tolali beton mukammal issiqlikka chidamlilik va minimal termal deformatsiyaga ega.
Uglerodli tolali betonda uglerod tolasining asosiy vazifasi beton ichidagi mikro yoriqlarning tarqalishini oldini olish va makro yoriqlar paydo bo'lishi va rivojlanishining oldini olishdir. Shuning uchun, asosan, asosiy kuchlanish kuchlanishi bilan boshqariladigan uning kuchlanish kuchi va kesish, egilish va burilish kuchlari sezilarli darajada yaxshilanadi; shu bilan birga, u yuqori matritsa deformatsiyaga chidamliligiga ega, shu bilan uning kuchlanish, egilish va zarba chidamliligini yaxshilaydi. Uglerod tolasining hajm ulushi 1,18% bo'lsa, namunaning bo'linish kuchlanishi 1,2% ga oshadi. Kompozit qoidaga ko'ra, tsement tarkibidagi tola miqdori ortishi bilan uglerod tolasining mustahkamlovchi ta'siri ortishi kerak. Uglerod tolasining vazn ulushi 5% dan kam bo'lsa, bu munosabatlar deyarli chiziqli. Tarkibi yanada oshganda, uglerod tolasi matritsada bir tekis taqsimlanishi qiyin va mustahkamlovchi ta'sirga erishib bo'lmaydi, hatto uglerod tolali betonning kuchlanish kuchi ham kamayadi. Bundan tashqari, uglerod tolali beton ham yaxshi korroziyaga chidamlilik, o'tkazuvchanlik qarshiligi, aşınma qarshilik, siqilish qarshilik va chidamlilikka ega.
Shisha tolali
Shisha tolali temir-beton (GFRC) - yuqori elastik modulga ega ishqorga chidamli shisha tolalarni tsement ohaklari yoki an'anaviy betonlar bo'ylab bir tekis taqsimlash orqali tayyorlangan kompozitsion material. Shisha tolalarning diametri atigi 5 dan 20 mkm gacha bo'lganligi sababli, tsement zarralari bilan deyarli bir xil, GFRCda ishlatiladigan bog'lovchi tsement pastasi yoki nozik qum bo'lib, deyarli hech qanday qo'pol agregatga ega emas. Shuning uchun, ushbu materialdan tayyorlangan kompozit materiallar, shuningdek, mustahkamlangan tsement sifatida ham tanilgan. GFRC qurilish muhandisligining kelajakdagi rivojlanish tendentsiyasidir. U nafaqat og'ir vazn, past kuchlanish va yomon zarba qarshiligi kabi an'anaviy beton buyumlarning kamchiliklarini bartaraf etadi, balki an'anaviy betonda uchramaydigan xususiyatlarga ham ega. GFRC mahsulotlari yupqaroq va engilroq. Ular mustahkamlovchi sifatida juda yuqori chidamli shisha tolalardan foydalanganligi sababli, ular yuqori kuchlanish kuchiga ega. Betonda shisha tolalarning bir xil taqsimlanishi sirt yorilishining oldini oladi. Zarar paytida ular sezilarli energiyani o'zlashtirganligi sababli, ular mukammal zarba qarshiligi va yuqori egilish kuchiga ega. GFRC mahsulotlari, shuningdek, mukammal deformatsiya xususiyatlarini taklif qiladi va ularni qayta ishlash oson, bu ularni turli shakllarga osongina moslashtiradi.
Polipropilen tolali beton
Polipropilen tolali beton - bu matritsaning fizik-mexanik xususiyatlarini yaxshilash uchun tsement ohak yoki an'anaviy beton matritsa ichida ma'lum bir uzunlikka kesilgan polipropilen tolalarni teng ravishda taqsimlash orqali tayyorlangan kompozitsion material. Ushbu tolali{1}}temir-beton engil, yuqori valentlik va zarba va yorilishga chidamlilik kabi afzalliklarga ega. Polipropilen tolalar betonning og'irligini kamaytirish uchun po'lat armaturani qisman almashtirishi mumkin va shu bilan strukturaning seysmik qarshiligini oshiradi.
Polipropilen tolali beton eng ko'p o'rganilgan va qo'llaniladigan betondir. Elyaf shakli va tuzilishiga ko'ra, polipropilen tolalar monofilamentlar, parallel fibrilli tolalar to'plamlari va plyonkali tolalar sifatida tasniflanishi mumkin. Monofilamentlar yuqori nisbatlarga ega, parallel fibrillangan tolalar to'plamlari tsement matritsasi ichida osongina tarqalishi mumkin. Kimyoviy bog'lanish cheklangan bo'lsa-da, mexanik bog'lanish kuchli bo'lib, tolalarni stress ostida tortib olinishini oldini oladi.
Polipropilen tolalar an'anaviy betonga qaraganda yuqori kuchlanish kuchiga ega bo'lsa-da, ularning elastik moduli nisbatan past bo'lib, ular yuqori kuchlanish sharoitida haddan tashqari deformatsiyaga moyil bo'ladi. Biroq, tegishli miqdorda polipropilen tolasi qo'shilsa, bu kompozit materialning zarba qarshiligi oddiy betonga qaraganda ancha katta. Bu past yuklarga ega, ammo yuqori zarba qarshiligi va chidamliligi bo'lgan komponentlarni ishlab chiqarishning juda istiqbolli usulini topdi. Bundan tashqari, polipropilen tolasi zangga-bardoshli, kislota va ishqorga yaxshi qarshilikka ega.
Bazalt tolasi
Uzluksiz bazalt tolasi (CBF) sof tabiiy vulqon ekstruziv jinsidan tayyorlangan noorganik tolali materialdir. 1450-1500 daraja yuqori haroratda eritilgandan so'ng tezda tortiladi. U oltin jigarrang ko'rinishga, mukammal keng qamrovli ishlashga va past narxga ega.
Bazalt tolasining xususiyatlari:
(1) Xom ashyoning tabiiyligi. CBF ishlab chiqarish uchun xom ashyo tabiiy vulkanik ekstruziv jinsga bog'liq bo'lganligi sababli, uning yuqori kimyoviy va termal barqarorligiga qo'shimcha ravishda, uning tarkibida inson salomatligi uchun zararli bo'lgan tarkibiy qismlar mavjud emas.
(2) Keng qamrovli ishlash. Bazalt tolasi haqiqatan ham "ko'p funksiyali" toladir. Masalan, u kislotaga-bardoshli, gidroksidiga{5}}bardoshli, past{6}}haroratga-bardoshli, yuqori{8}}haroratga-bardoshli, issiqlik-izolyatsiyasi, elektr izolatsiyasi va ovoz{11}}izolyatsiyasi. Uning tortilish kuchi katta-karbonli tolalarnikidan oshib ketadi va uzilish chog‘ida uzayishi kichik-karbonli tolalarga qaraganda yaxshiroq. CBF qutb yuzasiga va qatronlar bilan qo'shilganda mukammal interfaal namlanishga ega. CBF, shuningdek, uch o'lchovli molekulyar o'lchamlarga ega, ular bir o'lchovli molekulyar o'lchamli chiziqli polimer tolalari bilan solishtirganda, yuqori bosim kuchi, kesish kuchi va og'ir muhitlarga moslashish va qarish qarshilik va boshqa mukammal kompleks xususiyatlarga ega.
(3) arzon narx. Tsement betonida ishlatiladigan bazalt tolasining narxi yuqori emas, po'lat tola, uglerod tolasi va boshqalarnikidan sezilarli darajada past va sintetik tolalar bilan taqqoslanadi.
(4) Tabiiy muvofiqlik. Bazalt tolasi odatiy silikat tolasidir. Tsement, beton va ohak bilan aralashtirilganda uni tarqatish oson. Yangi aralashtirilgan bazalt tolali beton barqaror hajmga, yaxshi ishlov berishga va yaxshi chidamlilikka ega. U mukammal yuqori{5}}haroratga chidamliligi, oqish va yorilishga qarshi{6}}qarshilik va zarbaga chidamliligiga ega. Bundan tashqari, bazalt tolasi gidroksidiga-bardoshli shishaga qaraganda ko'proq ishqorga chidamli.
Tolalar{0}}Temir-betondan foydalanish
Elyaf{0}}temir-beton konstruktor va quruvchining materialning statik va dinamik xususiyatlaridan foydalanish qobiliyatiga qarab turli xil ilovalarda qo‘llaniladi. Ba'zi ilovalar uchish-qo'nish yo'laklari, avtoturargohlar, yulkalar, tunnel qoplamalari, nishab barqarorligi, qobiqlar, devorlar, quvurlar, lyuklar, to'g'onlar, gidrotexnik inshootlar, viyaduklar, yo'llar, ko'priklar va ombor pollarini o'z ichiga oladi.
Elyaf betonning ishlashi va chidamliligini oshirishda muhim rol o'ynaydi. Po'lat tolasi, shisha tolasi, polipropilen tolasi yoki tabiiy tola bo'ladimi, har bir tur o'ziga xos afzalliklarga ega va turli qurilish ehtiyojlariga mos keladi. Tolaning turi va dozasini to‘g‘ri tanlash orqali muhandislar nafaqat betonning yorilishga chidamliligi, mustahkamligi va uzoq{2}}muddatli mustahkamligini samarali oshirishi, balki keyingi ta’mirlash xarajatlarini sezilarli darajada kamaytirishi mumkin. Qurilish texnologiyasi rivojlanishda davom etar ekan, tolali temir-beton-kuchliroq, xavfsizroq va barqaror tuzilmalarni yaratish uchun asosiy yechimga aylanmoqda.
