స్టీల్ ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ కాంక్రీట్ యొక్క ప్రస్తుత పరిస్థితి మరియు అభివృద్ధి

స్టీల్ ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ కాంక్రీట్ (SFRC) అనేది ఒక కొత్త రకం మిశ్రమ పదార్థం, దీనిని సాధారణ కాంక్రీటులో తగిన మొత్తంలో చిన్న స్టీల్ ఫైబర్‌ను జోడించడం ద్వారా పోయవచ్చు మరియు స్ప్రే చేయవచ్చు.ఇది ఇటీవలి సంవత్సరాలలో స్వదేశంలో మరియు విదేశాలలో వేగంగా అభివృద్ధి చెందింది.ఇది తక్కువ తన్యత బలం, చిన్న అంతిమ పొడుగు మరియు కాంక్రీటు యొక్క పెళుసు ఆస్తి యొక్క లోపాలను అధిగమిస్తుంది.ఇది తన్యత బలం, బెండింగ్ రెసిస్టెన్స్, షీర్ రెసిస్టెన్స్, క్రాక్ రెసిస్టెన్స్, ఫెటీగ్ రెసిస్టెన్స్ మరియు అధిక మొండితనం వంటి అద్భుతమైన లక్షణాలను కలిగి ఉంది.ఇది హైడ్రాలిక్ ఇంజనీరింగ్, రోడ్డు మరియు వంతెన, నిర్మాణం మరియు ఇతర ఇంజనీరింగ్ రంగాలలో వర్తించబడింది.

1. స్టీల్ ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ కాంక్రీటు అభివృద్ధి
ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ కాంక్రీట్ (FRC) అనేది ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ కాంక్రీట్ యొక్క సంక్షిప్తీకరణ.ఇది సాధారణంగా సిమెంట్ పేస్ట్, మోర్టార్ లేదా కాంక్రీట్ మరియు మెటల్ ఫైబర్, అకర్బన ఫైబర్ లేదా ఆర్గానిక్ ఫైబర్ రీన్‌ఫోర్స్డ్ పదార్థాలతో కూడిన సిమెంట్ ఆధారిత మిశ్రమం.ఇది కాంక్రీట్ మ్యాట్రిక్స్‌లో అధిక తన్యత బలం, అధిక అంతిమ పొడుగు మరియు అధిక క్షార నిరోధకతతో చిన్న మరియు చక్కటి ఫైబర్‌లను ఏకరీతిగా చెదరగొట్టడం ద్వారా ఏర్పడిన కొత్త నిర్మాణ సామగ్రి.కాంక్రీట్‌లోని ఫైబర్ కాంక్రీటులో ప్రారంభ పగుళ్ల ఉత్పత్తిని పరిమితం చేస్తుంది మరియు బాహ్య శక్తి ప్రభావంతో పగుళ్లను మరింత విస్తరించడాన్ని పరిమితం చేస్తుంది, తక్కువ తన్యత బలం, సులభమైన పగుళ్లు మరియు కాంక్రీటు యొక్క పేలవమైన అలసట నిరోధకత వంటి స్వాభావిక లోపాలను సమర్థవంతంగా అధిగమిస్తుంది మరియు పనితీరును బాగా మెరుగుపరుస్తుంది. అభేద్యత, జలనిరోధిత, మంచు నిరోధకత మరియు కాంక్రీటు యొక్క ఉపబల రక్షణ.ఫైబర్ రీన్‌ఫోర్స్డ్ కాంక్రీట్, ముఖ్యంగా స్టీల్ ఫైబర్ రీన్‌ఫోర్స్డ్ కాంక్రీటు, దాని అత్యుత్తమ పనితీరు కారణంగా ప్రాక్టికల్ ఇంజనీరింగ్‌లో అకడమిక్ మరియు ఇంజనీరింగ్ సర్కిల్‌లలో మరింత ఎక్కువ దృష్టిని ఆకర్షించింది.1907 సోవియట్ నిపుణుడు B P.Hekpocab మెటల్ ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ కాంక్రీటును ఉపయోగించడం ప్రారంభించింది;1910లో, HF పోర్టర్ షార్ట్ ఫైబర్ రీన్‌ఫోర్స్డ్ కాంక్రీటుపై ఒక పరిశోధనా నివేదికను ప్రచురించాడు, మాతృక పదార్థాలను బలోపేతం చేయడానికి చిన్న ఉక్కు ఫైబర్‌లను కాంక్రీటులో సమానంగా చెదరగొట్టాలని సూచించాడు;1911లో, యునైటెడ్ స్టేట్స్ యొక్క గ్రాహం కాంక్రీటు యొక్క బలం మరియు స్థిరత్వాన్ని మెరుగుపరచడానికి సాధారణ కాంక్రీటులో స్టీల్ ఫైబర్‌ను జోడించారు;1940ల నాటికి, యునైటెడ్ స్టేట్స్, బ్రిటన్, ఫ్రాన్స్, జర్మనీ, జపాన్ మరియు ఇతర దేశాలు కాంక్రీటు యొక్క దుస్తులు నిరోధకత మరియు పగుళ్ల నిరోధకతను మెరుగుపరచడానికి స్టీల్ ఫైబర్‌ను ఉపయోగించడం, స్టీల్ ఫైబర్ కాంక్రీటు తయారీ సాంకేతికత మరియు మెరుగుపరచడంపై చాలా పరిశోధనలు చేశాయి. ఫైబర్ మరియు కాంక్రీట్ మ్యాట్రిక్స్ మధ్య బంధం బలాన్ని మెరుగుపరచడానికి ఉక్కు ఫైబర్ ఆకారం;1963లో, JP రొమాల్డి మరియు GB బాట్సన్ స్టీల్ ఫైబర్ పరిమిత కాంక్రీటు యొక్క క్రాక్ డెవలప్‌మెంట్ మెకానిజంపై ఒక పత్రాన్ని ప్రచురించారు మరియు స్టీల్ ఫైబర్ రీన్‌ఫోర్స్డ్ కాంక్రీటు యొక్క క్రాక్ బలం ప్రభావవంతమైన పాత్ర పోషిస్తున్న స్టీల్ ఫైబర్‌ల సగటు అంతరం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది అనే నిర్ధారణను ముందుకు తెచ్చారు. తన్యత ఒత్తిడిలో (ఫైబర్ స్పేసింగ్ థియరీ), తద్వారా ఈ కొత్త మిశ్రమ పదార్థం యొక్క ఆచరణాత్మక అభివృద్ధి దశ ప్రారంభమవుతుంది.ఇప్పటి వరకు, స్టీల్ ఫైబర్ రీన్‌ఫోర్స్డ్ కాంక్రీటు యొక్క ప్రజాదరణ మరియు అప్లికేషన్‌తో, కాంక్రీటులో ఫైబర్‌ల వివిధ పంపిణీ కారణంగా, ప్రధానంగా నాలుగు రకాలు ఉన్నాయి: స్టీల్ ఫైబర్ రీన్‌ఫోర్స్డ్ కాంక్రీట్, హైబ్రిడ్ ఫైబర్ రీన్‌ఫోర్స్డ్ కాంక్రీట్, లేయర్డ్ స్టీల్ ఫైబర్ రీన్‌ఫోర్స్డ్ కాంక్రీట్ మరియు లేయర్డ్ హైబ్రిడ్ ఫైబర్. రీన్ఫోర్స్డ్ కాంక్రీటు.

2. స్టీల్ ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ కాంక్రీటు యొక్క బలపరిచే విధానం
(1) మిశ్రమ మెకానిక్స్ సిద్ధాంతం.కంపోజిట్ మెకానిక్స్ సిద్ధాంతం నిరంతర ఫైబర్ మిశ్రమాల సిద్ధాంతంపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు కాంక్రీటులో ఉక్కు ఫైబర్‌ల పంపిణీ లక్షణాలతో కలిపి ఉంటుంది.ఈ సిద్ధాంతంలో, మిశ్రమాలను రెండు-దశల మిశ్రమాలుగా ఫైబర్‌తో ఒక దశగా మరియు మాతృకను మరొక దశగా పరిగణిస్తారు.
(2) ఫైబర్ స్పేసింగ్ సిద్ధాంతం.ఫైబర్ స్పేసింగ్ సిద్ధాంతం, క్రాక్ రెసిస్టెన్స్ థియరీ అని కూడా పిలుస్తారు, ఇది లీనియర్ సాగే ఫ్రాక్చర్ మెకానిక్స్ ఆధారంగా ప్రతిపాదించబడింది.ఫైబర్స్ యొక్క ఉపబల ప్రభావం ఏకరీతిలో పంపిణీ చేయబడిన ఫైబర్ అంతరానికి (కనీస అంతరం) మాత్రమే సంబంధించినదని ఈ సిద్ధాంతం పేర్కొంది.

3. స్టీల్ ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ కాంక్రీటు అభివృద్ధి స్థితిపై విశ్లేషణ
1.స్టీల్ ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ కాంక్రీటు.స్టీల్ ఫైబర్ రీన్‌ఫోర్స్డ్ కాంక్రీటు అనేది సాధారణ కాంక్రీటులో తక్కువ కార్బన్ స్టీల్, స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ మరియు FRP ఫైబర్‌లను జోడించడం ద్వారా ఏర్పడిన సాపేక్షంగా ఏకరీతి మరియు బహుళ-దిశాత్మక రీన్‌ఫోర్స్డ్ కాంక్రీటు.స్టీల్ ఫైబర్ యొక్క మిక్సింగ్ పరిమాణం సాధారణంగా వాల్యూమ్ ద్వారా 1% ~ 2% ఉంటుంది, అయితే 70 ~ 100kg ఉక్కు ఫైబర్ ప్రతి క్యూబిక్ మీటర్ కాంక్రీటులో బరువుతో కలుపుతారు.స్టీల్ ఫైబర్ యొక్క పొడవు 25 ~ 60mm ఉండాలి, వ్యాసం 0.25 ~ 1.25mm ఉండాలి మరియు పొడవు మరియు వ్యాసం యొక్క ఉత్తమ నిష్పత్తి 50 ~ 700 ఉండాలి. సాధారణ కాంక్రీటుతో పోలిస్తే, ఇది తన్యత, కోత, వంపుని మెరుగుపరచడమే కాదు. , ధరించడం మరియు పగుళ్లు నిరోధకత, కానీ కాంక్రీటు యొక్క పగులు దృఢత్వం మరియు ప్రభావ నిరోధకతను కూడా బాగా పెంచుతుంది మరియు నిర్మాణం యొక్క అలసట నిరోధకత మరియు మన్నికను గణనీయంగా మెరుగుపరుస్తుంది, ముఖ్యంగా మొండితనాన్ని 10 ~ 20 రెట్లు పెంచవచ్చు.స్టీల్ ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ కాంక్రీటు మరియు సాధారణ కాంక్రీటు యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలు చైనాలో పోల్చబడ్డాయి.స్టీల్ ఫైబర్ కంటెంట్ 15% ~ 20% మరియు నీటి సిమెంట్ నిష్పత్తి 0.45 ఉన్నప్పుడు, తన్యత బలం 50% ~ 70% పెరుగుతుంది, ఫ్లెక్చరల్ బలం 120% ~ 180% పెరుగుతుంది, ప్రభావం బలం 10 ~ 20 పెరుగుతుంది సార్లు, ప్రభావం అలసట బలం 15 ~ 20 రెట్లు పెరుగుతుంది, ఫ్లెక్చరల్ దృఢత్వం 14 ~ 20 రెట్లు పెరుగుతుంది మరియు దుస్తులు నిరోధకత కూడా గణనీయంగా మెరుగుపడుతుంది.అందువలన, స్టీల్ ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ కాంక్రీటు సాదా కాంక్రీటు కంటే మెరుగైన భౌతిక మరియు యాంత్రిక లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది.

4. హైబ్రిడ్ ఫైబర్ కాంక్రీటు
సంబంధిత పరిశోధన డేటా స్టీల్ ఫైబర్ కాంక్రీటు యొక్క సంపీడన బలాన్ని గణనీయంగా ప్రోత్సహించదు లేదా దానిని తగ్గించదు;సాదా కాంక్రీట్‌తో పోల్చితే, స్టీల్ ఫైబర్ రీన్‌ఫోర్స్డ్ కాంక్రీటు మరియు కాంక్రీటు యొక్క ప్రారంభ ప్లాస్టిక్ సంకోచాన్ని నివారించడం, అభేద్యత, వేర్ రెసిస్టెన్స్, ప్రభావం మరియు వేర్ రెసిస్టెన్స్‌పై సానుకూల మరియు ప్రతికూల (పెరుగుదల మరియు తగ్గుదల) లేదా మధ్యస్థ అభిప్రాయాలు కూడా ఉన్నాయి.అదనంగా, స్టీల్ ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ కాంక్రీటులో పెద్ద మోతాదు, అధిక ధర, తుప్పు మరియు అగ్ని కారణంగా పేలడానికి దాదాపు నిరోధకత లేకపోవడం వంటి కొన్ని సమస్యలు ఉన్నాయి, ఇది వివిధ స్థాయిలలో దాని అప్లికేషన్‌ను ప్రభావితం చేసింది.ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, కొంతమంది దేశీయ మరియు విదేశీ పండితులు హైబ్రిడ్ ఫైబర్ కాంక్రీటు (HFRC) పై దృష్టి పెట్టడం ప్రారంభించారు, ఫైబర్‌లను విభిన్న లక్షణాలు మరియు ప్రయోజనాలతో కలపడానికి ప్రయత్నిస్తున్నారు, ఒకరి నుండి ఒకరు నేర్చుకుంటారు మరియు వివిధ స్థాయిలలో "పాజిటివ్ హైబ్రిడ్ ఎఫెక్ట్"కు ఆటను అందించారు. వివిధ ప్రాజెక్ట్‌ల అవసరాలను తీర్చడానికి కాంక్రీటు యొక్క వివిధ లక్షణాలను మెరుగుపరచడానికి లోడ్ దశలు.అయినప్పటికీ, దాని వివిధ యాంత్రిక లక్షణాలకు సంబంధించి, ప్రత్యేకించి దాని అలసట వైకల్యం మరియు అలసట నష్టం, వైకల్య అభివృద్ధి చట్టం మరియు స్టాటిక్ మరియు డైనమిక్ లోడ్‌లు మరియు స్థిరమైన వ్యాప్తి లేదా వేరియబుల్ యాంప్లిట్యూడ్ సైక్లిక్ లోడ్‌ల క్రింద నష్టం లక్షణాలు, సరైన మిక్సింగ్ మొత్తం మరియు ఫైబర్ యొక్క మిక్సింగ్ నిష్పత్తి, సంబంధం మిశ్రమ పదార్థాల భాగాల మధ్య, బలపరిచే ప్రభావం మరియు బలపరిచే యంత్రాంగం, యాంటీ ఫెటీగ్ పనితీరు, వైఫల్యం మెకానిజం మరియు నిర్మాణ సాంకేతికత, మిశ్రమ నిష్పత్తి రూపకల్పన సమస్యలను మరింత అధ్యయనం చేయాలి.

5. లేయర్డ్ స్టీల్ ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ కాంక్రీటు
మోనోలిథిక్ ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ కాంక్రీటు సమానంగా కలపడం సులభం కాదు, ఫైబర్ సమూహపరచడం సులభం, ఫైబర్ పరిమాణం పెద్దది మరియు ఖర్చు సాపేక్షంగా ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఇది దాని విస్తృత అప్లికేషన్‌ను ప్రభావితం చేస్తుంది.పెద్ద సంఖ్యలో ఇంజనీరింగ్ అభ్యాసం మరియు సైద్ధాంతిక పరిశోధనల ద్వారా, కొత్త రకం స్టీల్ ఫైబర్ నిర్మాణం, లేయర్ స్టీల్ ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ కాంక్రీట్ (LSFRC) ప్రతిపాదించబడింది.రోడ్డు స్లాబ్ యొక్క ఎగువ మరియు దిగువ ఉపరితలాలపై తక్కువ మొత్తంలో స్టీల్ ఫైబర్ సమానంగా పంపిణీ చేయబడుతుంది మరియు మధ్యలో ఇప్పటికీ సాదా కాంక్రీట్ పొర ఉంటుంది.LSFRCలోని స్టీల్ ఫైబర్ సాధారణంగా మానవీయంగా లేదా యాంత్రికంగా పంపిణీ చేయబడుతుంది.స్టీల్ ఫైబర్ పొడవుగా ఉంటుంది మరియు పొడవు వ్యాసం నిష్పత్తి సాధారణంగా 70 ~ 120 మధ్య ఉంటుంది, ఇది రెండు డైమెన్షనల్ డిస్ట్రిబ్యూషన్‌ను చూపుతుంది.యాంత్రిక లక్షణాలను ప్రభావితం చేయకుండా, ఈ పదార్ధం ఉక్కు ఫైబర్ మొత్తాన్ని బాగా తగ్గించడమే కాకుండా, సమగ్ర ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ కాంక్రీటు మిక్సింగ్లో ఫైబర్ సంకలనం యొక్క దృగ్విషయాన్ని నివారిస్తుంది.అదనంగా, కాంక్రీటులో ఉక్కు ఫైబర్ పొర యొక్క స్థానం కాంక్రీటు యొక్క ఫ్లెక్చరల్ బలంపై గొప్ప ప్రభావాన్ని చూపుతుంది.కాంక్రీటు దిగువన ఉక్కు ఫైబర్ పొర యొక్క ఉపబల ప్రభావం ఉత్తమమైనది.ఉక్కు ఫైబర్ పొర యొక్క స్థానం పైకి కదులుతున్నప్పుడు, ఉపబల ప్రభావం గణనీయంగా తగ్గుతుంది.LSFRC యొక్క ఫ్లెక్చరల్ బలం అదే మిశ్రమ నిష్పత్తితో సాదా కాంక్రీటు కంటే 35% ఎక్కువ, ఇది సమగ్ర స్టీల్ ఫైబర్ రీన్‌ఫోర్స్డ్ కాంక్రీటు కంటే కొంచెం తక్కువగా ఉంటుంది.అయినప్పటికీ, LSFRC చాలా మెటీరియల్ ఖర్చును ఆదా చేస్తుంది మరియు కష్టమైన మిక్సింగ్ సమస్య లేదు.అందువల్ల, LSFRC అనేది మంచి సామాజిక మరియు ఆర్థిక ప్రయోజనాలు మరియు విస్తృత అప్లికేషన్ అవకాశాలతో కూడిన కొత్త మెటీరియల్, ఇది పేవ్‌మెంట్ నిర్మాణంలో ప్రజాదరణ మరియు అనువర్తనానికి అర్హమైనది.

6. లేయర్డ్ హైబ్రిడ్ ఫైబర్ కాంక్రీటు
లేయర్ హైబ్రిడ్ ఫైబర్ రీన్‌ఫోర్స్‌డ్ కాంక్రీట్ (LHFRC) అనేది LSFRC ఆధారంగా 0.1% పాలీప్రొఫైలిన్ ఫైబర్‌ని జోడించడం ద్వారా ఏర్పడిన మిశ్రమ పదార్థం మరియు ఎగువ మరియు దిగువ ఉక్కులో అధిక తన్యత బలం మరియు అధిక అంతిమ పొడుగుతో పెద్ద సంఖ్యలో జరిమానా మరియు పొట్టి పాలీప్రొఫైలిన్ ఫైబర్‌లను సమానంగా పంపిణీ చేస్తుంది. ఫైబర్ కాంక్రీటు మరియు మధ్య పొరలో సాదా కాంక్రీటు.ఇది LSFRC ఇంటర్మీడియట్ సాదా కాంక్రీట్ పొర యొక్క బలహీనతను అధిగమించగలదు మరియు ఉపరితల ఉక్కు ఫైబర్ అరిగిపోయిన తర్వాత సంభావ్య భద్రతా ప్రమాదాలను నిరోధించగలదు.LHFRC కాంక్రీటు యొక్క ఫ్లెక్చరల్ బలాన్ని గణనీయంగా పెంచుతుంది.సాదా కాంక్రీటుతో పోలిస్తే, సాదా కాంక్రీటు యొక్క దాని ఫ్లెక్చరల్ బలం సుమారు 20% పెరిగింది మరియు LSFRC తో పోలిస్తే, దాని ఫ్లెక్చరల్ బలం 2.6% పెరిగింది, అయితే ఇది కాంక్రీటు యొక్క ఫ్లెక్చరల్ సాగే మాడ్యులస్‌పై తక్కువ ప్రభావాన్ని చూపుతుంది.LHFRC యొక్క ఫ్లెక్చరల్ సాగే మాడ్యులస్ సాదా కాంక్రీటు కంటే 1.3% ఎక్కువ మరియు LSFRC కంటే 0.3% తక్కువ.LHFRC కాంక్రీటు యొక్క ఫ్లెక్చరల్ మొండితనాన్ని కూడా గణనీయంగా పెంచుతుంది మరియు దాని ఫ్లెక్చరల్ టఫ్‌నెస్ ఇండెక్స్ సాదా కాంక్రీటు కంటే 8 రెట్లు మరియు LSFRC కంటే 1.3 రెట్లు ఉంటుంది.అంతేకాకుండా, కాంక్రీటులో LHFRCలో రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ఫైబర్‌ల యొక్క విభిన్న పనితీరు కారణంగా, ఇంజనీరింగ్ అవసరాలకు అనుగుణంగా, సింథటిక్ ఫైబర్ మరియు కాంక్రీటులోని స్టీల్ ఫైబర్ యొక్క సానుకూల హైబ్రిడ్ ప్రభావం డక్టిలిటీ, మన్నిక, దృఢత్వం, పగుళ్ల బలాన్ని బాగా మెరుగుపరచడానికి ఉపయోగపడుతుంది. , పదార్థం యొక్క ఫ్లెక్చరల్ బలం మరియు తన్యత బలం, మెటీరియల్ నాణ్యతను మెరుగుపరచడం మరియు పదార్థం యొక్క సేవా జీవితాన్ని పొడిగించడం.

——అబ్‌స్ట్రాక్ట్ (షాంక్సీ ఆర్కిటెక్చర్, వాల్యూం. 38, నం. 11, చెన్ హుయికింగ్)