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Erforschung und Anwendung des Faserbetonbaus

Zeit:2022-01-03 Treffer:

 

Faserbeton bezieht sich auf Zement - Basismaterial mit Faser oder Gewebe als Verstärkungsmaterial. Traditioneller Stahlbeton (SRC) hat eine hohe Druckfestigkeit, aber es hat einige Probleme wie geringe Zugfestigkeit, schlechte Schlagfestigkeit, leichte Rissbildung und schlechte Haltbarkeit. Textile Materialien sind leicht, Sanft, ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, Zähigkeits- und Rissbeständigkeit. Sie werden in vielen großen verwendet, komplexe Bauwerke oder besondere Schutzbauten, und sind der Forschungsschwerpunkt moderner Baustoffe.
Derzeit, die üblicherweise zur Verstärkung von Beton verwendeten Fasern sind Metallfasern (Stahlfasern), anorganische Fasern, Kunstfasern und Pflanzenfasern.
Mit der Reife der Produktionstechnik, synthetische Fasern haben sich aufgrund ihrer hervorragenden physikalischen und chemischen Eigenschaften zum am häufigsten verwendeten Fasermaterial für die Bauverstärkung entwickelt. Häufig verwendete synthetische Fasern sind Polyvinylalkohol (PVA) fiber, Polypropylen (PP) fFaser Polyacrylnitril (PFANNE) Faser und so weiter. Im Folgenden steht die Erforschung von synthetischen Faserbetonwerkstoffen im Fokus.

PVA-Faser
Im Vergleich zu anderen synthetischen Fasern wie PP-Faser und PAN-Faser, die Zugfestigkeit von hochfesten und hochmoduligen PVA-Fasern kann erreichen 1 500 MPa, was der Zugfestigkeit von kohlenstoffarmen Stahlfasern entspricht (1 000 ~ 2 000 MPa)MPaußerdem, die modifizierte PVA-Faser hat eine gute Korrosionsbeständigkeit und hohe Festigkeit in Kombination mit einer Zementmatrix. Es kann die Duktilität und Zähigkeit von Beton verbessern und Risse reduzieren. Seine Anwendung in der Architektur basiert auf dem KURON? K- ⅱ (neue PVA-Faser) Faser ist der Vertreter. In der Praxis des Bauingenieurwesens in China, es gab Fälle, in denen dem Beton eine angemessene Menge an hochfesten und hochmoduligen PVA-Fasern zugesetzt wurde. In jedem Kubikmeter Beton gemischt mit 1 kg hochfeste und hochmodulige PVA-Faser, 20 Tage des ununterbrochenen Gießens, um die Werkstattbodenfläche von . zu vervollständigen 33 000m2, Lösen Sie effektiv das Schwindrissproblem, das durch das frühe Schwinden von Beton verursacht wird.



Bildnachweis: Kuraray


PP-Faser
PP-Faser ist leicht und günstig, hohe Zugfestigkeit, ausgezeichnete Schlagzähigkeit und Korrosionsbeständigkeit, Daher wird es häufig in Brücken-DAMS und winddichten Konstruktionen verwendet, um die Bildung von Rissen und die Entwicklung von Rissen zu verhindern, verbessern die Frostbeständigkeit und Dichtigkeit des Gebäudes. Die Forschung zeigt, dass PP-Fasern die mechanischen Eigenschaften und die Haltbarkeit von Beton verbessern können, hat einen guten anwendungswert, und inländische PP-Faser ausgezeichnete Leistung, niedriger Preis, damit es in der praktischen technischen Anwendung populär gemacht werden kann. Derzeit, PP-Faser wurde in der Chang-Jiu-Schnellstraße verwendet, Schnellstraße Peking-Fu-Sanming, Hebei Qing-Yin Expressway und Kellerbau in der Region Guangzhou, mit guter Durchlässigkeit und Rissbeständigkeit.




PAN-Faser
PAN-Faser, Elastizitätsmodul, hohe chemische Stabilität, Klimabeständigkeit in Kunstfaser, Verwendung in Beton kann die Rissbeständigkeit verbessern, Frostbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit, damit wird die PAN-Faser zu einer neuen Bautechnik mit verstärkter Faser, die in Straßen und Brücken und anderen Oberflächenstrukturen weit verbreitet sein können, das Wasserschutzprojekt und die Ingenieurbaustraßen für die kalte Region.




POM-Faser
POM-Faser ist eine Art Hochleistungs-Kunstfaser mit hervorragenden umfassenden Eigenschaften. POM-Harz wird gesponnen und gestreckt, um POM-Fasern zu erhalten. Die POM-Faser hat eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit, Abriebfestigkeit und Kratzfestigkeit. Es gibt viele Etherbindungen in seiner Molekülstruktur, die eine gute Verträglichkeit mit zementgebundenen Materialien und eine hohe Bindekraft aufweist, und hat großes Potenzial zur Verbesserung der Leistung von Betonmaterialien. Jedoch, sein Produktionsprozess wird derzeit vom Ausland monopolisiert. China sollte die Forschung zum Produktions- und Vorbereitungsprozess von POM-Fasern verstärken, um die Nachfrage des Betonmarktes zu decken.

Andere Faser
Stahlfaser ist die erste Faser, die zur Verstärkung von Beton verwendet wird, und ist auch die am häufigsten verwendete Faser in Ultrahochleistungsbeton. Die Zugfestigkeit von Stahlfasern kann erreichen 2 500 MPa, was die Zugfestigkeit und Rissbeständigkeit von Beton deutlich verbessern kann. Jedoch, der Kombinationsgrad von Stahlfaser und Zementmatrix ist schlecht, Das Hinzufügen von zu viel Stahlfaser kann leicht zu Problemen mit einer ungleichmäßigen Faserverteilung führen, die Fließfähigkeit von Beton reduzieren, die Einarbeitungsmenge an Stahlfasern beträgt also etwa 2%.
Kohlefaser ist eine anorganische Hochleistungsfaser, Kohlenstoffgehalt in mehr als 90%, hervorragende mechanische Eigenschaften, Zugleistung ist 1 ~ 2 Zeiten der Stahlfaser, Zugfestigkeit bis 3 000 ~ 4 ~00 MPa, als Stahlfaser ist beständiger gegen hohe Temperaturen, Korrosionsbeständigkeit, ist die Entwicklung der Luft- und Raumfahrt, notwendige Materialien zur Landesverteidigung. Kohlefaser kann auch die Druckfestigkeit und Schlagfestigkeit von Beton verbessern und ist ein ausgezeichnetes seismisches Material. Jedoch, die hohen Kosten von Kohlefaser schränken ihre Anwendung in zivilen Gebäuden ein. Derzeit, Kohlefaser wird hauptsächlich für die Reparatur und Verstärkung von Altbauten und Wasserschutzprojekten verwendet. Im Aquädukt-Restaurierungsprojekt des Sichuan Hydraulic Research Institute in der Provinz Sichuan, das alte Aquädukt wurde vor Ort repariert und mit Kohlefaser verstärkt, was den Anti-Riß verbessert hat, Anti-Aufprall- und Anti-Verschleiß-Eigenschaften des Aquädukts und verlängert seine Lebensdauer.