I. 소개
1824년 규산염 시멘트가 등장한 후 인류는 콘크리트를 사용하여 건물을 건설하기 시작했습니다. 그 후 철근 콘크리트와 프리스트 레스트 철근 콘크리트가 각각 1850 년과 1928 년에 등장하여 콘크리트가 널리 사용되었으며 1920 년대에 구조 계산 이론과 건설 기술이 상대적으로 성숙함에 따라 철근 콘크리트 구조가 대규모로 채택되기 시작했고 적용 분야가 점점 더 광범위 해졌습니다. 현재 세계에서 가장 크고 가장 널리 사용되는 건축 자재입니다.
콘크리트는 우수한 건축 자재이지만 굽힘, 인장 및 충격 인성이 좋지 않기 때문에 널리 사용됩니다. 따라서 콘크리트에 인장 강도가 높고 인성이 좋은 짧고 가는 섬유를 첨가하여 물성을 향상시킬 수 있는지 고려합니다.
1901년 포터는 강섬유 콘크리트에 관한 최초의 논문을 발표했고, 1911년 미국의 그레이엄은 일반 철근 콘크리트에 강섬유를 첨가할 것을 제안했습니다. 1940년대까지 영국, 미국, 프랑스, 독일, 일본 및 기타 국가에서 군사 공학의 필요성으로 인해 연구를 수행하고 많은 특허를 발표했지만 이러한 연구와 특허는 거의 모두 콘크리트에서 강철 섬유의 보강 메커니즘을 설명하지 못했기 때문에 진전이 크지 않았습니다. 섬유 콘크리트가 실제로 실용적인 연구에 들어간 것은 1960 년대 초입니다. 1963 년 미국 Romualai는 연구 보고서의 콘크리트 균열 메커니즘 개발에 대한 강철 섬유 제약 조건을 발표하여이 연구를 새로운 개발 기간으로 만들었습니다.
둘, 강철 섬유 콘크리트 강화 메커니즘
강철 섬유 콘크리트 강화 메커니즘에는 복합 역학 이론과 섬유 간격 이론의 두 가지 주요 이론이 있습니다. 이 두 가지 이론은 강철 섬유가 콘크리트에 미치는 보강 효과를 다양한 각도에서 설명하며 그 결과는 일관성이 있습니다.
(I) 복합 재료 역학 이론
복합 재료 역학 이론에 따르면, 강섬유 콘크리트는 섬유 보강 시스템으로 간주됩니다. 강섬유 콘크리트의 응력, 탄성계수 및 강도는 혼합 원리를 사용하여 도출되었으며, 인장 응력 방향의 유효 섬유 체적 비율의 비율과 섬유 길이에 따른 불연속 단섬유 응력의 불균일한 분포를 고려하기 위해 섬유 방향 인자가 도입되었습니다.
(ii) 섬유 간격 이론
섬유 간격 이론은 선형 탄성 파괴 역학의 원리를 기반으로 균열의 발생 및 발생에 대한 강 섬유의 억제 효과를 설명합니다. 이 이론에 따르면 내부 결함이 있는 콘크리트와 같은 취성 재료의 인장 강도를 향상시키기 위해서는 내부 결함의 크기를 최대한 줄이고 균열 끝에서 응력장의 강도 계수를 낮추는 것이 필요합니다. 콘크리트와 같은 취성 재료의 경우 시멘트 페이스트와 미세 골재 사이의 계면 영역과 모르타르와 굵은 골재 사이의 계면 영역에 약점이 존재하기 때문에 모든 구성 요소가 높은 인장 강도를 가지고 있어도 콘크리트는 일반적으로 낮은 거시적 인장 강도로 파단됩니다. 강철 섬유를 추가하면 균열의 양쪽에 걸쳐 강철 섬유와 균열 양쪽의 콘크리트 사이의 결합 응력이 균열을 억제하는 역할을 할 수 있습니다.
셋째, 강철 섬유 콘크리트의 적용
(a) 수자원 보존 및 수력 공학
20ZLB-70 축류 펌프는 현재 농업 펌프장, 펌프에서 널리 사용됩니다. 22 지점 (파이프 라인 내경 55cm, 벽 두께 3cm) 프로젝트 비용, 프로젝트 기간, 기존 유지 관리에서 현재 다른 펌프 파이프를 해결하기 위해 강철 섬유 콘크리트 펌핑 파이프를 사용하는 펌프 유형입니다. 문제. 강소 시양 콘크리트 제품 공장은 강섬유 콘크리트 펌프 파이프의 주요 기술 표준을 채택합니다: 적용 수두가 7.5m에 도달하면 파이프 내부의 작동 압력이 0.075MPa에 도달하고 실내 검사 압력은 0.15MPa에 도달하며 0.1MPa에서 누출이 없습니다. 안전 계수 값은 3입니다. 안전 계수 값은 3입니다. 사용되는 콘크리트의 비율은 시멘트, 황사, 자갈, 물 = L : 2.06 : 1.12 : 0.5입니다. 강철 섬유의 체적 함량은 1.5 %이고 섬유 길이 대 직경 비율은 60-100입니다. 강철 섬유 콘크리트 펌프 파이프의 사용 가치와 관련하여 공장은 이러한 종류의 펌프 파이프와 주철 펌프 파이프, 강판 펌프 파이프, 자기 응력 시멘트 펌프 파이프 및 철근 콘크리트 펌프 파이프와 비교하여 강철 섬유 콘크리트 펌프 파이프와 주철 펌프 파이프가 강판 펌프 파이프, 자체 응력 시멘트 펌프 파이프, 철근 콘크리트 펌 파이프와 동일한 것으로 밝혀졌습니다. 강판 파이프와 주철 파이프가 가장 많은 양의 강철을 사용했으며, 철근 콘크리트 파이프와 프리스트레스트 철근 콘크리트 파이프가 그 뒤를이었습니다. 강선 메쉬 시멘트 파이프와 자체 응력 파이프는 그보다 적었고, 새로 개발된 강섬유 파이프는 8kg의 강철만 사용하여 가장 적었습니다. 생산 관리 측면에서 강판 파이프와 주철 파이프는 녹이 발생하기 쉽고 조인트 볼트 및 워터 스톱 패킹이 부식되며 유지 보수 비용이 높습니다. 철근 콘크리트 파이프와 프리스트레스 철근 콘크리트 파이프는 유지 관리 비용이 저렴하지만 부피가 크고 운반 및 설치가 불편합니다. 철망 시멘트 파이프와 자기 응력 시멘트 파이프는 전자의 경우보다 강재 사용량이 적고 하중이 적지만, 특별한 생산 공정과 장비가 필요합니다. 강섬유 콘크리트 파이프는 위의 6가지 파이프의 단점을 보완할 수 있습니다. 펌핑 파이프 성능 측면에서 모든 종류의 펌핑 파이프는 강도 요구 사항을 충족 할 수 있습니다.
(2) 교량 공학
충칭교통대학교 및 기타 강철 섬유 콘크리트 리브 아치 교량 분석의 동적 성능 단위는 강철 섬유 콘크리트의 부분 사용을 통해 60m의 순 거리의 성공적인 설계, 아치 링의 높이는 1.55m 리브 아치 교량입니다. 교량이 완성된 후 교량의 자체 진동 주파수, 모달 및 충격 성능을 테스트했습니다. 그 결과 강섬유 콘크리트 리브 아치 교량은 비용이 저렴할 뿐만 아니라 지진 작용을 받는 일반 콘크리트 리브 아치 교량보다 훨씬 작다는 것을 알 수 있습니다.
(3) 주택 프로젝트
노드는 프레임 보와 기둥의 힘을 전달하는 허브이며 프레임의 약한 고리이기도 합니다. 국내외의 여러 대형 지진으로 인해 많은 철근 콘크리트 프레임 노드가 지진 작용에 따라 손상 정도가 다르며 노드의 내진 문제가 엔지니어링 커뮤니티의 관심을 끌었습니다. 전통적인 방법에 따르면 철근 콘크리트 노드의 내진 강도와 연성을 향상시키기 위해서는 노드에 여러 개의 조밀 한 후프 보강을 구성해야하며 노드에서 후프 보강을 구성하는 것이 어렵습니다. 접합부의 지나치게 조밀한 철근은 콘크리트 타설 품질에도 영향을 미칩니다. 이 문제는 프레임의 노드에서 후프 철근의 일부를 강섬유 철근으로 대체함으로써 효과적으로 해결할 수 있습니다.
하얼빈 건축대학의 판청무 교수가 처음 제안한 이 방법은 실험실 테스트를 거쳐 프로젝트에 적용되었습니다. 가장 먼저 적용된 곳은 길림 라디오 사무실 건물 1661(1988년 5월)과 헤이허 건설위원회 실험 건물(1989년 5월)이었습니다. 위의 두 프로젝트 건설 현장은 연간 온도차와 주야간 온도차가 비교적 큽니다. 수축 및 온도 스트레스의 영향을 줄이기 위해 방수 층과 레벨링 층을 분리하기 위해 일정량의 팽창제를 철근 콘크리트에 혼합하여 좋은 결과를 얻었습니다. 강섬유 콘크리트 입방미터당 재료 소비량은 시멘트: 모래: 자갈: 강섬유: 물: 감수제: 팽창제 = 450:720:720:72:198:4.5:63입니다. 감수제는 상하이에서 만든 고효율 감수제이며 감수율은 15%입니다. Hefei 제품 용 팽창제, 자유 팽창 값은 0.1 % 미만입니다. 견고한 방수 지붕 구획화 디자인, 각 구획 3 × 6m. 각 창고와 주변 벽에는 구획화 된 조인트가 장착되어 있습니다. 구획 조인트는 PVC 방수 그리스로 채워져 있습니다. 나무 스트립의 크기는 20×30mm이며 시공 후 24시간이 지나면 제거됩니다. 방수층 두께는 40mm입니다.
강섬유 콘크리트는 여기에 나열되지 않은 다양한 용도로 사용됩니다.
요약하면, 강철 섬유 콘크리트는 일련의 뛰어난 장점과 기술 개발의 큰 잠재력으로 인해 향후 21 세기에 더 큰 기술 발전과 광범위한 응용 전망을 기대할 수 있습니다.
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