હાલની પરિસ્થિતિ અને સ્ટીલ ફાઇબર પ્રબલિત કોંક્રિટનો વિકાસ

સ્ટીલ ફાઇબર રિઇનફોર્સ્ડ કોંક્રિટ (એસએફઆરસી) એ એક નવી પ્રકારની સંયુક્ત સામગ્રી છે જે સામાન્ય કોંક્રિટમાં ટૂંકા સ્ટીલ ફાઇબરની યોગ્ય માત્રા ઉમેરીને રેડવામાં અને છાંટવામાં આવી શકે છે. તાજેતરના વર્ષોમાં તે દેશ -વિદેશમાં ઝડપથી વિકસિત થયો છે. તે ઓછી તાણ શક્તિ, નાના અંતિમ વિસ્તરણ અને કોંક્રિટની બરડ મિલકતની ખામીઓને દૂર કરે છે. તેમાં ટેન્સિલ તાકાત, બેન્ડિંગ રેઝિસ્ટન્સ, શીયર રેઝિસ્ટન્સ, ક્રેક રેઝિસ્ટન્સ, થાક પ્રતિકાર અને ઉચ્ચ કઠિનતા જેવા ઉત્તમ ગુણધર્મો છે. તે હાઇડ્રોલિક એન્જિનિયરિંગ, માર્ગ અને બ્રિજ, બાંધકામ અને અન્ય એન્જિનિયરિંગ ક્ષેત્રોમાં લાગુ કરવામાં આવ્યું છે.

1. સ્ટીલ ફાઇબર પ્રબલિત કોંક્રિટનો વિકાસ
ફાઇબર રિઇનફોર્સ્ડ કોંક્રિટ (એફઆરસી) એ ફાઇબર પ્રબલિત કોંક્રિટનું સંક્ષેપ છે. તે સામાન્ય રીતે સિમેન્ટ પેસ્ટ, મોર્ટાર અથવા કોંક્રિટ અને મેટલ ફાઇબર, અકાર્બનિક ફાઇબર અથવા કાર્બનિક ફાઇબર પ્રબલિત સામગ્રીથી બનેલું સિમેન્ટ આધારિત સંયુક્ત હોય છે. તે એક નવી બિલ્ડિંગ સામગ્રી છે જે કોંક્રિટ મેટ્રિક્સમાં ઉચ્ચ તાણ શક્તિ, ઉચ્ચ અંતિમ વિસ્તરણ અને ઉચ્ચ આલ્કલી પ્રતિકાર સાથે ટૂંકા અને સરસ તંતુઓ સમાનરૂપે વિખેરી નાખે છે. કોંક્રિટમાં ફાઇબર કોંક્રિટમાં પ્રારંભિક તિરાડોની પે generation ીને મર્યાદિત કરી શકે છે અને બાહ્ય બળની ક્રિયા હેઠળ તિરાડોના વધુ વિસ્તરણને અસરકારક રીતે ઓછી તાણની તાકાત, સરળ ક્રેકીંગ અને કોંક્રિટના નબળા થાક પ્રતિકાર જેવા અંતર્ગત ખામીને દૂર કરી શકે છે, અને પ્રભાવમાં મોટા પ્રમાણમાં સુધારો કરી શકે છે. અભેદ્યતા, વોટરપ્રૂફ, હિમ પ્રતિકાર અને કોંક્રિટનું મજબૂતીકરણ સંરક્ષણ. ફાઇબર પ્રબલિત કોંક્રિટ, ખાસ કરીને સ્ટીલ ફાઇબર પ્રબલિત કોંક્રિટ, તેના શ્રેષ્ઠ પ્રદર્શનને કારણે પ્રેક્ટિકલ એન્જિનિયરિંગમાં શૈક્ષણિક અને એન્જિનિયરિંગ વર્તુળોમાં વધુને વધુ ધ્યાન આકર્ષિત કરે છે. 1907 સોવિયત નિષ્ણાત બી п. હેકપોકેબે મેટલ ફાઇબર પ્રબલિત કોંક્રિટનો ઉપયોગ કરવાનું શરૂ કર્યું; 1910 માં, એચએફ પોર્ટે ટૂંકા ફાઇબર પ્રબલિત કોંક્રિટ પર એક સંશોધન અહેવાલ પ્રકાશિત કર્યો, જે સૂચવે છે કે મેટ્રિક્સ સામગ્રીને મજબૂત બનાવવા માટે ટૂંકા સ્ટીલ રેસાને સમાનરૂપે કોંક્રિટમાં વિખેરવું જોઈએ; 1911 માં, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સના ગ્રેહામ કોંક્રિટની તાકાત અને સ્થિરતામાં સુધારો કરવા માટે સામાન્ય કોંક્રિટમાં સ્ટીલ ફાઇબર ઉમેર્યા; 1940 ના દાયકા સુધીમાં, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ, બ્રિટન, ફ્રાંસ, જર્મની, જાપાન અને અન્ય દેશોએ કોંક્રિટના વસ્ત્રો પ્રતિકાર અને ક્રેક રેઝિસ્ટન્સ, સ્ટીલ ફાઇબર કોંક્રિટની મેન્યુફેક્ચરિંગ ટેકનોલોજી, અને સુધારણા માટે સ્ટીલ ફાઇબરનો ઉપયોગ કરવા પર ઘણું સંશોધન કર્યું હતું. ફાઇબર અને કોંક્રિટ મેટ્રિક્સ વચ્ચે બંધન શક્તિમાં સુધારો કરવા માટે સ્ટીલ ફાઇબરનો આકાર; 1963 માં, જેપી રોમ્યુલડી અને જીબી બેટસને સ્ટીલ ફાઇબર મર્યાદિત કોંક્રિટના ક્રેક ડેવલપમેન્ટ મિકેનિઝમ પર એક કાગળ પ્રકાશિત કર્યો, અને આ નિષ્કર્ષ આગળ મૂક્યો કે સ્ટીલ ફાઇબર પ્રબલિત કોંક્રિટની ક્રેક તાકાત સ્ટીલ રેસાના સરેરાશ અંતર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે જે અસરકારક ભૂમિકા ભજવે છે ટેન્સિલ સ્ટ્રેસ (ફાઇબર સ્પેસિંગ થિયરી) માં, આમ આ નવી સંયુક્ત સામગ્રીનો વ્યવહારિક વિકાસ તબક્કો શરૂ થાય છે. હમણાં સુધી, કોંક્રિટમાં રેસાના જુદા જુદા વિતરણને કારણે સ્ટીલ ફાઇબર પ્રબલિત કોંક્રિટની લોકપ્રિયતા અને એપ્લિકેશન સાથે, ત્યાં મુખ્યત્વે ચાર પ્રકારો છે: સ્ટીલ ફાઇબર રિઇનફોર્સ્ડ કોંક્રિટ, હાઇબ્રિડ ફાઇબર પ્રબલિત કોંક્રિટ, સ્તરવાળી સ્ટીલ ફાઇબર પ્રબલિત કોંક્રિટ અને સ્તરવાળી હાઇબ્રિડ ફાઇબર અને સ્તરવાળી હાઇબ્રિડ ફાઇબર પ્રબલિત કોંક્રિટ.

2. સ્ટીલ ફાઇબર પ્રબલિત કોંક્રિટની મજબૂત પદ્ધતિ
(1) સંયુક્ત મિકેનિક્સ થિયરી. સંયુક્ત મિકેનિક્સનો સિદ્ધાંત સતત ફાઇબર કમ્પોઝિટ્સના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે અને કોંક્રિટમાં સ્ટીલ રેસાની વિતરણ લાક્ષણિકતાઓ સાથે જોડાય છે. આ સિદ્ધાંતમાં, કમ્પોઝિટ્સને એક તબક્કો અને મેટ્રિક્સ સાથે બીજા તબક્કા તરીકે ફાઇબરવાળા બે-તબક્કાના કમ્પોઝિટ તરીકે ગણવામાં આવે છે.
(2) ફાઇબર અંતર થિયરી. ફાઇબર સ્પેસિંગ થિયરી, જેને ક્રેક રેઝિસ્ટન્સ થિયરી તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે રેખીય સ્થિતિસ્થાપક ફ્રેક્ચર મિકેનિક્સના આધારે સૂચિત છે. આ સિદ્ધાંત ધરાવે છે કે રેસાની મજબૂતીકરણની અસર ફક્ત સમાનરૂપે વિતરિત ફાઇબર અંતર (ન્યૂનતમ અંતર) સાથે સંબંધિત છે.

3. સ્ટીલ ફાઇબર પ્રબલિત કોંક્રિટની વિકાસની સ્થિતિ પર વિશ્લેષણ
1. સ્ટાઇલ ફાઇબર પ્રબલિત કોંક્રિટ. સ્ટીલ ફાઇબર રિઇનફોર્સ્ડ કોંક્રિટ એ એક પ્રકારનું પ્રમાણમાં સમાન અને મલ્ટિ-ડાયરેક્શનલ પ્રબલિત કોંક્રિટ છે જે ઓછી કાર્બન સ્ટીલ, સ્ટેઈનલેસ સ્ટીલ અને એફઆરપી રેસાની સામાન્ય કોંક્રિટમાં ઉમેરીને રચાય છે. સ્ટીલ ફાઇબરની મિશ્રણની માત્રા સામાન્ય રીતે વોલ્યુમ દ્વારા 1% ~ 2% હોય છે, જ્યારે 70 ~ 100 કિગ્રા સ્ટીલ ફાઇબર વજન દ્વારા કોંક્રિટના દરેક ઘન મીટરમાં મિશ્રિત થાય છે. સ્ટીલ ફાઇબરની લંબાઈ 25 ~ 60 મીમી હોવી જોઈએ, વ્યાસ 0.25 ~ 1.25 મીમી હોવો જોઈએ, અને લંબાઈનો વ્યાસનો શ્રેષ્ઠ ગુણોત્તર 50 ~ 700 હોવો જોઈએ. સામાન્ય કોંક્રિટની તુલનામાં, તે ફક્ત તાણ, શીઅર, બેન્ડિંગમાં સુધારો કરી શકશે નહીં , વસ્ત્રો અને ક્રેક પ્રતિકાર, પણ કોંક્રિટના અસ્થિભંગની કઠિનતા અને અસર પ્રતિકારને પણ મોટા પ્રમાણમાં વધારે છે, અને થાક પ્રતિકાર અને માળખાના ટકાઉપણુંમાં નોંધપાત્ર સુધારો, ખાસ કરીને કઠિનતા 10 ~ 20 દ્વારા વધારી શકાય છે. વખત. સ્ટીલ ફાઇબર પ્રબલિત કોંક્રિટ અને સામાન્ય કોંક્રિટના યાંત્રિક ગુણધર્મોની તુલના ચીનમાં કરવામાં આવે છે. જ્યારે સ્ટીલ ફાઇબરની સામગ્રી 15% ~ 20% હોય છે અને પાણી સિમેન્ટ રેશિયો 0.45 હોય છે, ત્યારે ટેન્સિલ તાકાત 50% ~ 70% વધે છે, ફ્લેક્સ્યુરલ તાકાત 120% ~ 180% વધે છે, ત્યારે અસરની શક્તિ 10 ~ 20 દ્વારા વધે છે. વખત, અસરની થાક શક્તિ 15 ~ 20 વખત વધે છે, ફ્લેક્સ્યુરલ કઠિનતા 14 ~ 20 વખત વધે છે, અને વસ્ત્રો પ્રતિકારમાં પણ નોંધપાત્ર સુધારો થયો છે. તેથી, સ્ટીલ ફાઇબર પ્રબલિત કોંક્રિટમાં સાદા કોંક્રિટ કરતા વધુ સારી શારીરિક અને યાંત્રિક ગુણધર્મો છે.

4. વર્ણસંકર ફાઇબર કોંક્રિટ
સંબંધિત સંશોધન ડેટા દર્શાવે છે કે સ્ટીલ ફાઇબર કોંક્રિટની સંકુચિત શક્તિને નોંધપાત્ર રીતે પ્રોત્સાહન આપતું નથી, અથવા તેને ઘટાડે છે; સાદા કોંક્રિટની તુલનામાં, ત્યાં સકારાત્મક અને નકારાત્મક (વધારો અને ઘટાડો) અથવા અસ્પષ્ટતા, પહેરવા, પ્રતિકાર, અસર અને સ્ટીલ ફાઇબર પ્રબલિત કોંક્રિટના પ્રતિકાર અને કોંક્રિટના પ્રારંભિક પ્લાસ્ટિકના સંકોચનની નિવારણ પર મધ્યવર્તી દૃષ્ટિકોણ છે. આ ઉપરાંત, સ્ટીલ ફાઇબર રિઇનફોર્સ્ડ કોંક્રિટમાં કેટલીક સમસ્યાઓ છે, જેમ કે મોટી માત્રા, price ંચી કિંમત, રસ્ટ અને અગ્નિને કારણે થતાં વિસ્ફોટ સામે કોઈ પ્રતિકાર, જેણે તેની અરજીને વિવિધ ડિગ્રી સુધી અસર કરી છે. તાજેતરનાં વર્ષોમાં, કેટલાક ઘરેલું અને વિદેશી વિદ્વાનોએ હાઇબ્રિડ ફાઇબર કોંક્રિટ (એચએફઆરસી) પર ધ્યાન આપવાનું શરૂ કર્યું, વિવિધ ગુણધર્મો અને ફાયદાઓ સાથે રેસાને મિશ્રિત કરવાનો પ્રયાસ કરી, એકબીજાથી શીખવા, અને વિવિધ સ્તરે "સકારાત્મક વર્ણસંકર અસર" ને રમત આપવાનું શરૂ કર્યું અને કોંક્રિટના વિવિધ ગુણધર્મોને વધારવા માટે તબક્કાઓ લોડ કરી રહ્યા છે, જેથી વિવિધ પ્રોજેક્ટ્સની જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવા. જો કે, તેના વિવિધ યાંત્રિક ગુણધર્મો, ખાસ કરીને તેના થાક વિકૃતિ અને થાકને નુકસાન, વિરૂપતા વિકાસ કાયદો અને સ્થિર અને ગતિશીલ લોડ અને સતત કંપનવિસ્તાર અથવા ચલ કંપનવિસ્તાર ચક્રીય લોડ્સ હેઠળ નુકસાનની લાક્ષણિકતાઓ, શ્રેષ્ઠ મિશ્રણની માત્રા અને ફાઇબરનું મિશ્રણ પ્રમાણ, સંબંધો, સંબંધો સંયુક્ત સામગ્રીના ઘટકો, અસરને મજબૂત બનાવવાની અને મજબૂત પદ્ધતિ, થાક વિરોધી કામગીરી, નિષ્ફળતા પદ્ધતિ અને બાંધકામ તકનીક વચ્ચે, મિશ્રણ પ્રમાણ ડિઝાઇનની સમસ્યાઓ આગળ હોવી જરૂરી છે અભ્યાસ કર્યો.

5. સ્તરવાળી સ્ટીલ ફાઇબર પ્રબલિત કોંક્રિટ
મોનોલિથિક ફાઇબર રિઇનફોર્સ્ડ કોંક્રિટ સમાનરૂપે મિશ્રણ કરવું સરળ નથી, ફાઇબર એકત્રીકરણ કરવું સરળ છે, ફાઇબરની માત્રા મોટી છે, અને કિંમત પ્રમાણમાં is ંચી છે, જે તેની વિશાળ એપ્લિકેશનને અસર કરે છે. મોટી સંખ્યામાં એન્જિનિયરિંગ પ્રેક્ટિસ અને સૈદ્ધાંતિક સંશોધન દ્વારા, નવા પ્રકારનાં સ્ટીલ ફાઇબર સ્ટ્રક્ચર, લેયર સ્ટીલ ફાઇબર રિઇનફોર્સ્ડ કોંક્રિટ (એલએસએફઆરસી), સૂચિત છે. રસ્તાના સ્લેબની ઉપલા અને નીચલા સપાટી પર સ્ટીલ ફાઇબરની થોડી માત્રા સમાનરૂપે વિતરિત કરવામાં આવે છે, અને મધ્યમ હજી પણ એક સાદા કોંક્રિટ સ્તર છે. એલએસએફઆરસીમાં સ્ટીલ ફાઇબર સામાન્ય રીતે જાતે અથવા યાંત્રિક રીતે વિતરિત કરવામાં આવે છે. સ્ટીલ ફાઇબર લાંબી હોય છે, અને લંબાઈનો વ્યાસનો ગુણોત્તર સામાન્ય રીતે 70 ~ 120 ની વચ્ચે હોય છે, જે બે-પરિમાણીય વિતરણ દર્શાવે છે. યાંત્રિક ગુણધર્મોને અસર કર્યા વિના, આ સામગ્રી માત્ર સ્ટીલ ફાઇબરની માત્રાને મોટા પ્રમાણમાં ઘટાડે છે, પણ અભિન્ન ફાઇબર પ્રબલિત કોંક્રિટના મિશ્રણમાં ફાઇબર એકત્રીકરણની ઘટનાને પણ ટાળે છે. આ ઉપરાંત, કોંક્રિટમાં સ્ટીલ ફાઇબર લેયરની સ્થિતિ કોંક્રિટની ફ્લેક્સ્યુરલ તાકાત પર મોટી અસર કરે છે. કોંક્રિટના તળિયે સ્ટીલ ફાઇબર લેયરની મજબૂતીકરણની અસર શ્રેષ્ઠ છે. સ્ટીલ ફાઇબર લેયરની સ્થિતિ આગળ વધવા સાથે, મજબૂતીકરણની અસર નોંધપાત્ર રીતે ઘટે છે. એલએસએફઆરસીની ફ્લેક્સ્યુરલ તાકાત સમાન મિશ્રણ પ્રમાણવાળા સાદા કોંક્રિટ કરતા 35% કરતા વધારે છે, જે ઇન્ટિગ્રલ સ્ટીલ ફાઇબર પ્રબલિત કોંક્રિટ કરતા થોડી ઓછી છે. જો કે, એલએસએફઆરસી ઘણી બધી સામગ્રી ખર્ચ બચાવી શકે છે, અને મુશ્કેલ મિશ્રણની કોઈ સમસ્યા નથી. તેથી, એલએસએફઆરસી એ સારી સામાજિક અને આર્થિક લાભો અને વ્યાપક એપ્લિકેશન સંભાવનાઓવાળી નવી સામગ્રી છે, જે પેવમેન્ટ બાંધકામમાં લોકપ્રિયતા અને એપ્લિકેશનને યોગ્ય છે.

6. સ્તરવાળી હાઇબ્રિડ ફાઇબર કોંક્રિટ
લેયર હાઇબ્રિડ ફાઇબર રિઇનફોર્સ્ડ કોંક્રિટ (એલએચએફઆરસી) એ એક સંયુક્ત સામગ્રી છે જે એલએસએફઆરસીના આધારે 0.1% પોલિપ્રોપીલિન ફાઇબર ઉમેરીને અને સમાનરૂપે ઉચ્ચ તાણ શક્તિ અને ઉચ્ચ અને નીચલા સ્ટીલમાં ઉચ્ચ અંતિમ સંપ્રદાયોવાળા દંડ અને ટૂંકા પોલીપ્રોપીલિન રેસાને વિતરિત કરીને વિતરિત કરે છે. મધ્યમ સ્તરમાં ફાઇબર કોંક્રિટ અને સાદા કોંક્રિટ. તે એલએસએફઆરસી મધ્યવર્તી સાદા કોંક્રિટ સ્તરની નબળાઇને દૂર કરી શકે છે અને સપાટી સ્ટીલ ફાઇબર સમાપ્ત થયા પછી સંભવિત સલામતીના જોખમોને અટકાવી શકે છે. એલએચએફઆરસી કોંક્રિટની ફ્લેક્સ્યુરલ તાકાતમાં નોંધપાત્ર વધારો કરી શકે છે. સાદા કોંક્રિટની તુલનામાં, તેની સાદી કોંક્રિટની ફ્લેક્સ્યુરલ તાકાત લગભગ 20%વધી છે, અને એલએસએફઆરસીની તુલનામાં, તેની ફ્લેક્સ્યુરલ તાકાતમાં 2.6%નો વધારો થયો છે, પરંતુ તેની કોંક્રિટના ફ્લેક્સ્યુરલ સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસ પર થોડી અસર પડે છે. એલએચએફઆરસીનું ફ્લેક્સ્યુરલ સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસ સાદા કોંક્રિટ કરતા 1.3% વધારે છે અને એલએસએફઆરસી કરતા 0.3% ઓછું છે. એલએચએફઆરસી પણ કોંક્રિટની ફ્લેક્સ્યુરલ કઠિનતાને નોંધપાત્ર રીતે વધારી શકે છે, અને તેની ફ્લેક્સ્યુરલ ટફનેસ ઇન્ડેક્સ સાદા કોંક્રિટ કરતા 8 ગણા અને એલએસએફઆરસી કરતા 1.3 ગણા છે. તદુપરાંત, કોંક્રિટમાં એલએચએફઆરસીમાં બે અથવા વધુ તંતુઓના જુદા જુદા પ્રભાવને કારણે, એન્જિનિયરિંગની જરૂરિયાતો અનુસાર, કોંક્રિટમાં કૃત્રિમ ફાઇબર અને સ્ટીલ ફાઇબરની સકારાત્મક વર્ણસંકર અસરનો ઉપયોગ ડ્યુક્ટિલિટી, ટકાઉપણું, કડક શક્તિને મોટા પ્રમાણમાં સુધારવા માટે થઈ શકે છે. , સામગ્રીની ફ્લેક્સ્યુરલ તાકાત અને તાણ શક્તિ, સામગ્રીની ગુણવત્તામાં સુધારો અને સામગ્રીના સેવા જીવનને લંબાવો.

Ab સ્ટ્રેક્ટ (શાંક્સી આર્કિટેક્ચર, ભાગ 38, નંબર 11, ચેન હ્યુકિંગ)