A szál előnyei a betonban

A beton népszerű az építőiparban, mert helyi anyagokból készíthető, viszonylag olcsó, és különféle formájú épületelemekbe önthető. Nemcsak az épületszerkezet szépségét tükrözi, hanem viszonylag nagy nyomószilárdsággal is rendelkezik.

Problémák betonépületekkel

A beton törékeny anyagokból, például cementből készül. Az öntéshez használt anyag jellemzői meghatározzák annak alacsony szakítószilárdságát. Ezért amikor egyes nyomóelemeket tényleges projektekben használnak, alacsony nyomószilárdságuk repedésekhez vezethet, amikor összenyomják őket, ami az alkatrészek eltörését és az épület általános stabilitását veszélyezteti. Az építési folyamat során a beton mechanikai tulajdonságai csökkennek, elsősorban a beton alapanyagok, öntési, karbantartási és szállítási folyamatok különböző tényezői miatt.

A betonnak nagy a saját tömege-, és minél nagyobb a beton szilárdsága, annál nyilvánvalóbb a ridegsége. Ezért a beton nem felel meg a nagy fesztávú szerkezetek stabilitási követelményeinek. Másodszor, a beton alacsony tartósságú. A természetes környezetben lévő beton nem mindig tartható állandó hőmérsékleten és páratartalomban. A túl magas hőmérséklet károsítja a betont, kitágul és tönkreteszi a belső szerkezetet, míg a túl alacsony hőmérséklet a beton összezsugorodását és sok repedést okoz.

A beton jövője

Az építőipari technológia folyamatos fejlődésével a kutatások megkezdődtek a nagy-teljesítményű, nyomásálló-, repedés--álló és tartós beton irányába. Az építőanyagipar folyamatos kutatásával és feltárásával azt találták, hogy a szálak betonhoz való hozzáadásával a beton teljesítménye a fenti szabványoknak megfelelően javulhat.

A szálerősítésű beton előnyei

A beton lényeges hiányossága, hogy anyagai nem tudják javítani. A szálak egyedi tulajdonságaik révén javítják a beton teljesítményét, mint például a nagy rugalmassági modulus és a nagy szakítószilárdság, de nem változtatják meg a beton anyagainak kémiai tulajdonságait, így nem roncsolják a beton belső szerkezetét.

Megakadályozza a repedéseket

A szálak nagy fizikai és mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, mint például a rugalmassági modulus és a szakítószilárdság. Betonhoz adva hatékonyan meg lehet akadályozni és megelőzni a repedések kialakulását. Más szálakhoz képest a szénszál rugalmassági modulusa 1-5-ször nagyobb, mint más szálaké, és a szakítószilárdsága 1-10-szer nagyobb, mint más szálaké. A szénszál ellenáll a magas hőmérsékletnek és a korróziónak is.

A betonöntés és kikeményedés során, különösen a hajlítóelemeknél, a nem szabványos hőmérsékleti és páratartalmi viszonyok a beton kezdeti repedéseit okozzák. Nyomás alatt a feszültségkoncentráció a kezdeti repedés csúcsán alakul ki a betonban. Repedések vannak a betonban. Ha a teljes próbatest feszültségeloszlása ​​egyenetlen, a repedések tovább tágulnak, végül a beton károsodását okozva, ami a való életben biztonsági kockázatot jelent. A szénszál betonhoz adását követően, amikor a beton összenyomódik, a szénszál képes elnyelni a repedés csúcsán lévő feszültségkoncentráció egy részét, és a feszültséget a szálon keresztül a beton teljes részére átadja, ezáltal gátolja a repedések keletkezését és tágulását.

Továbbfejlesztett mechanikai tulajdonságok

A betonkeverés és öntés során különféle hibák léphetnek fel, például a keverés során keletkező kis mennyiségű buborék a beton belsejében marad. Amikor a buborékok eltűnnek, eredeti hibák képződnek a betonban, csökkentve a beton nyomószilárdságát. Amikor szénszálat adunk a betonhoz, a könnyű és finom szénszál véletlenszerűen oszlik el a betonban, és az önmaga és a betonmátrix közötti kötőerő és súrlódás szorosan összekapcsolja az adalékanyagokat. És mivel a szénszál kis méretű, kitöltheti a betonkeverés során keletkező pórusokat, sűrűbbé téve az adalékanyagokat, ezáltal javítva a beton nyomószilárdságát.

Erősítő hatás

Minél nagyobb a beton szilárdsága, annál nyilvánvalóbb a ridegsége. A szénszál hozzáadása javíthatja a beton rideg szerkezetét és növelheti szívósságát. Amikor a beton külső terhelésnek van kitéve, a belső kezdeti hibái lassan repedésekké tágulnak. Ha a repedések nagyok, a szénszál hidat épít a repedések között, és elnyeli a feszültség egy részét. Mivel a szénszál jó fizikai és mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, a próbatest nyomás hatására tovább tágítja a repedéseket, először legyőzve a szénszál és a betonmátrix közötti kötőerőt és súrlódást. Ebben a folyamatban a szénszál sok energiát nyel el, meghosszabbítja a repedéstágulási időt, gátolja a repedés tágulását, és javítja a beton szívósságát.

Szálbeton teljesítmény