Altzairuzko zuntz indartuko hormigoia (SFRC) material konposatu mota berri bat da, altzairuzko zuntz labur kopuru egokia hormigoi arruntari isuri eta ihinztatu daitekeena. Azken urteotan azkar garatu da etxean eta atzerrian. Hormigoiaren trakzio-erresistentzia baxua, luzapen txikia eta hauskortasun-propietatearen gabeziak gainditzen ditu. Propietate bikainak ditu, hala nola trakzio-erresistentzia, tolestura-erresistentzia, zizailadura-erresistentzia, pitzadura-erresistentzia, neke-erresistentzia eta gogortasun handia. Ingeniaritza hidraulikoan, errepide eta zubietan, eraikuntzan eta beste ingeniaritza-arlo batzuetan erabili izan da.

 

一．Altzairuzko zuntz indartutako hormigoiaren garapena

 

Zuntz indartutako hormigoia (ZIF) zuntz indartutako hormigoiaren laburdura da. Normalean zementu-oinarritutako konposatua da, zementu-pastaz, morteroz edo hormigoiz eta metalezko zuntzez, zuntz ez-organikoz edo zuntz organikoz indartutako materialez osatua. Eraikuntza-material berria da, zuntz labur eta finak hormigoi matrizean uniformeki sakabanatuz eratua, erresistentzia handikoa, luzapen handikoa eta alkali erresistentzia handikoa duena. Hormigoiko zuntzak hormigoian hasierako pitzadurak sortzea eta kanpoko indarraren eraginpean pitzadurak zabaltzea mugatu dezake, hormigoiaren erresistentzia txikia, pitzadura errazak eta nekearekiko erresistentzia eskasa bezalako berezko akatsak modu eraginkorrean gaindituz, eta hormigoiaren iragazgaiztasunaren, iragazgaiztasunaren, izoztearekiko erresistentziaren eta indartze-babesaren errendimendua asko hobetuz. Zuntz indartutako hormigoiak, batez ere altzairuzko zuntz indartutako hormigoiak, gero eta arreta gehiago erakarri du zirkulu akademiko eta ingeniarietan ingeniaritza praktikoan, bere errendimendu bikainagatik. 1907an, B. P. Hekpocab aditu sobietarrak metalezko zuntz indartutako hormigoia erabiltzen hasi zen; 1910ean, HF Porterrek zuntz laburrez indartutako hormigoiari buruzko ikerketa-txosten bat argitaratu zuen, altzairuzko zuntz laburrak hormigoian uniformeki sakabanatu behar zirela iradokiz matrize-materialak indartzeko; 1911n, Estatu Batuetako Grahamek altzairuzko zuntza gehitu zion ohiko hormigoiari hormigoiaren erresistentzia eta egonkortasuna hobetzeko; 1940ko hamarkadarako, Estatu Batuek, Britainia Handiak, Frantziak, Alemaniak, Japoniak eta beste herrialde batzuek ikerketa ugari egin zituzten altzairuzko zuntza erabiltzeari buruz hormigoiaren higadura-erresistentzia eta pitzadura-erresistentzia hobetzeko, altzairuzko zuntz-hormigoiaren fabrikazio-teknologiari buruz eta altzairuzko zuntzaren forma hobetzeari buruz zuntzaren eta hormigoi-matrizearen arteko lotura-indarra hobetzeko; 1963an, JP Romualdik eta GB Batsonek altzairuzko zuntz-hormigoiaren pitzadura-garapen mekanismoari buruzko artikulu bat argitaratu zuten, eta ondorioa atera zuten altzairuzko zuntz-indartutako hormigoiaren pitzadura-erresistentzia altzairuzko zuntzen batez besteko tarteak zehazten duela, eta horrek eragin handia du tentsio-tentsioan (zuntzen arteko tartearen teoria), eta horrela hasi zen material konposatu berri honen garapen praktikoaren fasea. Orain arte, altzairuzko zuntz-indartutako hormigoia zabaldu eta aplikatu den heinean, hormigoian zuntzen banaketa desberdina dela eta, lau mota nagusi daude: altzairuzko zuntz-indartutako hormigoia, zuntz-indartutako hormigoi hibridoa, altzairuzko zuntz-indartutako hormigoi geruzatua eta zuntz-indartutako hormigoi hibrido geruzatua.

 

二.Altzairuzko zuntz indartuko hormigoiaren indartze mekanismoa

 

1. Konpositeen mekanikaren teoria. Konpositeen mekanikaren teoria zuntz jarraituen konpositeen teorian oinarritzen da eta altzairuzko zuntzen banaketa-ezaugarriekin konbinatzen da hormigoian. Teoria honetan, konpositeak bi faseko konpositetzat hartzen dira, zuntza fase bat izanik eta matrizea beste fase gisa.

 

Zuntz-tartearen teoria. Zuntz-tartearen teoria, pitzadura-erresistentziaren teoria bezala ere ezaguna, haustura-mekanika elastiko linealean oinarrituta proposatzen da. Teoria honek dio zuntzen indartze-efektua zuntz-tarte uniformeki banatuarekin (tarte minimoarekin) soilik lotuta dagoela.

 

三．Altzairuzko zuntz indartutako hormigoiaren garapen-egoeraren azterketa

 

1.Altzairuzko zuntz indartuzko hormigoia.Altzairuzko zuntz-indartutako hormigoia hormigoi armatu mota nahiko uniforme eta multidirekzionala da, karbono gutxiko altzairu, altzairu herdoilgaitz eta FRP zuntz kopuru txiki bat hormigoi arruntari gehituz eratua. Altzairuzko zuntzaren nahasketa kantitatea, oro har, bolumenaren % 1 ~ % 2 da, eta pisuaren arabera, hormigoi metro kubiko bakoitzeko 70 ~ 100 kg altzairuzko zuntz nahasten dira. Altzairuzko zuntzaren luzera 25 ~ 60 mm izan behar da, diametroa 0,25 ~ 1,25 mm izan behar da, eta luzeraren eta diametroaren arteko erlazio onena 50 ~ 700 izan behar da. Hormigoi arruntarekin alderatuta, ez du soilik trakzio, zizailadura, tolestura, higadura eta pitzadura erresistentzia hobetzen, baita hormigoiaren haustura-gogotasuna eta inpaktu-erresistentzia asko hobetzen ere, eta egituraren nekearekiko erresistentzia eta iraunkortasuna nabarmen hobetzen ditu, batez ere gogortasuna 10 ~ 20 aldiz handitu daitekeelako. Altzairuzko zuntz-indartutako hormigoiaren eta hormigoi arruntaren propietate mekanikoak alderatzen dira Txinan. Altzairuzko zuntz edukia % 15 ~ % 20 denean eta ur-zementu erlazioa 0,45 denean, trakzio-erresistentzia % 50 ~ % 70 handitzen da, flexio-erresistentzia % 120 ~ % 180 handitzen da, inpaktu-erresistentzia 10 ~ 20 aldiz handitzen da, inpaktu-nekearen erresistentzia 15 ~ 20 aldiz handitzen da, flexio-gogortasuna 14 ~ 20 aldiz handitzen da, eta higadura-erresistentzia ere nabarmen hobetzen da. Beraz, altzairuzko zuntzez indartutako hormigoiak hormigoi arruntak baino propietate fisiko eta mekaniko hobeak ditu.

2. Zuntz hibridozko hormigoia. Ikerketa datu garrantzitsuek erakusten dute altzairuzko zuntzak ez duela hormigoiaren konpresio-erresistentzia nabarmen sustatzen, ezta murrizten ere; Hormigoi arruntarekin alderatuta, ikuspuntu positiboak eta negatiboak (handitzea eta gutxitzea) edo tartekoak ere badaude altzairuzko zuntz-indartutako hormigoiaren iragazgaiztasunari, higadura-erresistentziari, inpaktuari eta higadura-erresistentziari eta hormigoiaren plastiko-uzkurdura goiztiarra saihesteari buruz. Horrez gain, altzairuzko zuntz-indartutako hormigoiak arazo batzuk ditu, hala nola dosi handia, prezio altua, herdoila eta suak eragindako leherketaren aurkako ia erresistentziarik eza, eta horrek bere aplikazioan eragin handia izan du neurri desberdinetan. Azken urteotan, bertako eta atzerriko aditu batzuek zuntz-indar hibridoko hormigoian (HFRC) arreta jartzen hasi dira, propietate eta abantaila desberdinak dituzten zuntzak nahasten saiatuz, elkarrengandik ikasten eta "efektu hibrido positiboa" maila eta karga-etapa desberdinetan erabiltzen, hormigoiaren propietate desberdinak hobetzeko, proiektu desberdinen beharrak asetzeko. Hala ere, bere propietate mekaniko ugariei dagokienez, batez ere nekearen deformazioa eta nekearen kaltea, deformazioaren garapen legea eta kalteen ezaugarriak karga estatiko eta dinamikoen pean eta anplitude konstanteko edo anplitude aldakorreko karga ziklikoen pean, zuntzaren nahasketa kantitate optimoa eta nahasketa proportzioa, material konposatuen osagaien arteko erlazioa, indartze efektua eta indartze mekanismoa, nekearen aurkako errendimendua, hutsegite mekanismoa eta eraikuntza teknologia, nahasketa proportzioaren diseinuaren arazoak gehiago aztertu behar dira.

3. Altzairuzko zuntz geruzatuzko hormigoia.Zuntz monolitikoz indartutako hormigoia ez da erraza uniformeki nahasten, zuntza erraz aglomeratzen da, zuntz kantitatea handia da eta kostua nahiko altua da, eta horrek bere aplikazio zabalean eragina du. Ingeniaritza praktika eta ikerketa teoriko ugariren bidez, altzairuzko zuntz egitura mota berri bat proposatu da, altzairuzko zuntz geruzako hormigoia (LSFRC). Altzairuzko zuntz kantitate txiki bat errepideko lauzaren goiko eta beheko gainazaletan uniformeki banatzen da, eta erdikoa oraindik hormigoi geruza arrunta da. LSFRC-ko altzairuzko zuntza normalean eskuz edo mekanikoki banatzen da. Altzairuzko zuntza luzea da, eta luzera diametroaren erlazioa normalean 70 ~ 120 artekoa da, bi dimentsioko banaketa erakutsiz. Propietate mekanikoetan eraginik gabe, material honek ez du altzairuzko zuntz kantitatea asko murrizten bakarrik, baita zuntz aglomerazioaren fenomenoa saihesten ere zuntz integraleko hormigoiaren nahasketan. Gainera, altzairuzko zuntz geruzaren posizioak hormigoian eragin handia du hormigoiaren flexio-erresistentzian. Hormigoiaren behealdean altzairuzko zuntz geruzaren indartze efektua onena da. Altzairuzko zuntz geruzaren posizioa gorantz mugitzen den heinean, indartze efektua nabarmen gutxitzen da. LSFRC-ren flexio-erresistentzia % 35 baino handiagoa da nahasketa-proportzio berdinarekin hormigoi arruntarena baino, eta hori altzairuzko zuntz-indartutako hormigoi integralarena baino zertxobait txikiagoa da. Hala ere, LSFRC-k material-kostu asko aurreztu dezake, eta ez dago nahasteko zailtasunik. Beraz, LSFRC material berria da, onura sozial eta ekonomiko onak eta aplikazio-aukera zabalak dituena, eta espaloien eraikuntzan ezagutarazteko eta aplikatzeko modukoa.

 

4.Zuntz hibridozko hormigoi geruzatua.Zuntz hibridozko geruza indartutako hormigoia (LHFRC) LSFRC oinarrian % 0,1 polipropilenozko zuntza gehituz eta goiko eta beheko altzairuzko zuntz hormigoian eta erdiko geruzan hormigoi arruntean erresistentzia handiko eta luzapen handiko polipropilenozko zuntz fin eta labur ugari uniformeki banatuz eratutako material konposatua da. LSFRC tarteko hormigoi arrunt geruzaren ahultasuna gainditu dezake eta gainazaleko altzairuzko zuntza higatu ondoren sor daitezkeen segurtasun arriskuak saihestu. LHFRC-k nabarmen hobetu dezake hormigoiaren flexio-erresistentzia. Hormigoi arruntarekin alderatuta, hormigoi arruntaren flexio-erresistentzia % 20 inguru handitzen da, eta LSFRC-rekin alderatuta, % 2,6 handitzen da, baina eragin txikia du hormigoiaren flexio-elastikotasun moduluan. LHFRC-ren flexio-elastikotasun modulua hormigoi arruntarena baino % 1,3 handiagoa da eta LSFRC-rena baino % 0,3 txikiagoa. LHFRC-k hormigoiaren flexio-gogorra ere nabarmen hobetu dezake, eta haren flexio-gogorraren indizea hormigoi arruntarena baino 8 aldiz handiagoa da gutxi gorabehera, eta LSFRC-rena baino 1,3 aldiz handiagoa. Gainera, LHFRC-n bi zuntz edo gehiagok hormigoian duten errendimendu desberdina dela eta, ingeniaritza-beharren arabera, zuntz sintetikoaren eta altzairuzko zuntzaren efektu hibrido positiboa erabil daiteke hormigoian materialaren harikortasuna, iraunkortasuna, gogortasuna, pitzadura-erresistentzia, flexio-erresistentzia eta trakzio-erresistentzia asko hobetzeko, materialaren kalitatea hobetzeko eta materialaren bizitza erabilgarria luzatzeko.

——Laburpena (Shanxi arkitektura, 38. liburukia, 11. zenbakia, Chen Huiqing)