Егер біз бетон әлемдегі ең танымал және кең таралған құрылыс материалы десек, ешқандай дау болмас еді. Бетон - әлемдегі ең көп қолданылатын материал, ол тек судан кейін екінші орында.
Талшықты темірбетон бетонның беріктік сипаттамаларын және басқа да қасиеттерін жақсарту үшін жасалған көптеген инновациялардың бірі болып табылады.
Бұл мақалада біз талшықты темірбетонды, бұл бетонның не екенін, оның әртүрлі түрлерін және артықшылықтарын қарастырамыз және бұл бетон қоспасы сізге сәйкес келетінін анықтаймыз.
Не? Талшық Темірбетон?
Талшықты темірбетон (ТТБ) - талшықты материалдармен нығайтылған жаңа бетон. Мысалы, ұзын болат талшықтары. Бұл арматура әдісі қалыпты бетонның қасиеттерін жақсартады.
Талшықты темірбетон жасау үшін көптеген әртүрлі талшықты материалдар қолданылады. Темірбетонның бұл түрі соншалықты танымал болды, сондықтан қолдану талаптарына байланысты талшықты темірбетонның әртүрлі нұсқалары шығарылады.
Талшықты темірбетон неден жасалған?
Талшықты-арматураланған бетонның негізгі ингредиенттері:
Гидравликалық цемент
Талшықты-темірбетонның негізгі компоненті - гидравликалық цемент, ол сумен әрекеттескеннен кейін жабысқақ болады. Әдетте, портландцемент талшықты-темірбетонда гидравликалық цемент ретінде қолданылады.
Талшықтар
Ұзын талшықтарды қосу пайдаланылатын талшықты материал түріне байланысты жаңа бетонның қасиеттерін өзгертеді. Талшықты темірбетон өндірісінде әдетте төрт түрлі талшық қолданылады. Бұл бетон талшықтары:
Болат талшықтары
Шыны талшықтары
Синтетикалық талшықтар
Табиғи талшықтар
Агрегаттары
Агрегаттар бетонның байланыстырушы беріктігін қамтамасыз етеді, сонымен қатар қажетті цемент көлемін азайтады. Кейбір кең таралған агрегаттар - құм, ұсақталған тас және қиыршық тас.
FRC қысқаша тарихы
FRC ұзақ уақыт бойы қолданылып келеді, бірақ бетон талшықтары жақсартылды. Бұрынғы уақытта ғимараттар тастарды пайдаланып салынған кезде, ерітінді оларды біріктіретін байланыстырушы зат ретінде қызмет еткен. Ерітінді жылқының жалымен нығайтылған.
Сол сияқты, саз кірпіштен салынған құрылыс жағдайында сабан негізгі арматура материалы болды. Бетон ең көп таралған құрылыс материалдарының біріне айналған кезде, арматура ретінде асбест талшықтары пайдаланылды.
Дегенмен, ондаған жылдар өткен сайын адамдар асбестің денсаулыққа тигізетін қаупі және оның қатерлі ісік тудыруы туралы көбірек біле бастады. 1960 жылдары асбесттің орнына болат және шыны сияқты басқа талшықтар танымал бола бастады.
Бетонға талшықтардың әсері қандай?
Бетонға талшықтарды қосу бірнеше әсерге әкеледі. Олардың шамасы қолданылатын нақты талшықтарға байланысты өзгереді. Жүк көтергіштік қабілетінің жақсаруы әртүрлі факторларға, мысалы, жалпы көлемге қатысты арматуралық талшықтар санының көлемдік үлес деп аталатын және талшық ұзындығын қарастырылып отырған талшықтың диаметріне бөлу арқылы алынған пропорцияға байланысты.
Талшықтар, әдетте, бетонның иілу беріктігін арттыру арқылы оның жарықшақтануын азайтудың негізгі мақсатына қызмет етеді. Бетондағы жарықшақтар бетонның кішіреюіне байланысты пайда болады. Бетонның кішіреюі бірнеше себептерге байланысты болуы мүмкін, мысалы, кептіру және пластиктің кішіреюі.
Сонымен қатар, талшықтар бетонның өткізгіштігін төмендетеді, бұл бетон конструкциялары арқылы судың ағып кету мүмкіндігін жояды.
Талшықты темірбетонның қандай түрлері бар?
Талшықты-темірбетон композиттерінің әртүрлі түрлері кең таралған қолданыстарда бар. Олардың кейбіреулері:
Болат талшықты темірбетон
Болат талшықты арматураланған бетон - FRC-нің ең кең таралған түрлерінің бірі. Бетонға арматураланған болат талшықтарын, тіпті аз мөлшерде қосу бетонның қасиеттерін айтарлықтай жақсартады.
Болат талшықты арматураланған бетон көпірлер, едендер, туннельдер, тау-кен жұмыстары, алдын ала құйылған конструкциялар және т.б. сияқты ауыр бетон талаптары бар қолданбаларда қолданылады.
Бетонды нығайту үшін қолданылатын болат талшықтарының көптеген түрлері бар, мысалы, суықтай созылған сым (1 тип), кесілген парақты болат талшықтары (2 тип), балқытылған (3 тип), фрезерлік кесілген (4 тип) және модификацияланған суықтай созылған сым (5 тип).
Полипропилен талшықты темірбетон (PFRC)
PFRC термопластиктің бір түрі болып табылатын полипропилен талшықтары деп аталатын синтетикалық талшықтарды пайдаланады. Бетонға полипропилен қосудың көптеген артықшылықтары бар, оларды келесі бөлімде талқылаймыз.
Полипропилен полиэтиленмен көптеген сипаттамаларға ие, жақсартылған шыңдалған қасиеттерімен, иілу беріктігімен және жоғары ыстыққа төзімділігімен ерекшеленеді.
Сонымен қатар, бұл талшық қышқылдар мен органикалық еріткіштер сияқты химиялық заттарға жоғары төзімділікке ие және бетонға ұқсас қасиеттер береді.
Шыны талшықты темірбетон (GFRC)
Шыны талшықтарымен арматураланған бетон қоспасының құрамында көптеген ұсақ шыны бөлшектері бар. Бұлар бетонды қалай берік етеді?
Үлкен шыны панель нәзік болғанымен, шыны талшық өте жоғары құрылымдық беріктікке ие. Осы беріктіктен басқа, талшықтар арзан қоспа болып табылады, бұл дайын бетон қоспасын болат талшықты арматураланған бетон сияқты баламаларға қарағанда арзанырақ етеді.
Пластмассаға қосылған сол талшықтар созылу беріктігінің тамаша қасиеттері бар шыны талшықты композиттік материалды береді.
Полиэстер талшықты темірбетон
Талшықты-темірбетонға арналған полиэфир талшықтары микроталшықтар және макроталшықтар түрінде қолжетімді. Полиэфир талшықтары талшықты-темірбетонның осы түрінің жарықшақтануға төзімділігін арттыруға ықпал етеді.
Полиэфир талшықты темірбетонның беріктігі жоғары және құрылымдық тұтастығы жоғары. Оның беріктігінің жоғарылауы бұл бетон түрін өнеркәсіптік еден жабындары, қойма едендері, құрама құрылымдар, қабаттасу және осыған ұқсас коммерциялық қолданыстар үшін өте қолайлы етеді.
Көміртекті талшықтан жасалған темірбетон
Сіз көміртекті талшықты болат туралы естідіңіз бе? Бұл тұжырымдама көміртекті талшықты темірбетонға да ұқсас.
Бетонға көміртекті талшықтарды қосу цемент немесе шыны қосуға қарағанда күрделірек процесс болғанымен, нәтижесінде алынған бетон жоғары қаттылық пен беріктікке ие. Дегенмен, жоғары қаттылықпен бетон морт болады (көміртекті болат сияқты).
Макро синтетикалық талшық Темірбетон
Бетонда макросинтетикалық талшықтарды пайдалану болат арматураға балама ретінде пайда болды. Өйткені, болат арматура бетонға қымбат қосымша болуы мүмкін.
Макросинтетикалық талшықтардың қолданылуы артқан сайын олар тек балама ғана емес, сонымен қатар басқа да талшықтарға айналды. Бұл талшықтардың, әсіресе жер үсті құрылымдарында, өзіндік қолданылуы көп.
Болат арматурасы теңіз ортасы сияқты ылғалдылығы жоғары жерлерде коррозияға ұшырауы мүмкін, ал шыны талшықтары шашыраңқылық қаупінен зардап шегеді. Макросинтетикалық талшықтар бұл факторларға жоғары төзімділікті қамтамасыз етеді, сондықтан олар осындай ортада бетонға құнды қосымша болып табылады.
Табиғи талшықты темірбетон
Табиғи талшықтар өсімдіктерден, жануарлардан және табиғи минералдардан алынады. FRC тарихы туралы бөлімде айтқанымыздай, табиғи талшықтар құрылыс процесінде ежелгі заманнан бері қолданылып келеді.
Бетон қай жерде қолданылса да, табиғи талшықтардың молдығы болады. Бұл талшықтар сонымен қатар FRC өндірісінің құнын төмендетуге көмектеседі.
Кейбір табиғи талшықтарға мақта, сабан, ағаш және дән жатады.
Талшықты темірбетонды пайдаланудың қандай артықшылықтары бар?
Бетонға әртүрлі талшықтарды қосу әртүрлі пайда әкеледі. Талшықты темірбетон қосылған талшыққа байланысты жіктеледі. FRC-нің нақты артықшылықтары қолданылатын FRC түріне байланысты болады.
Жалпы, талшықты-арматураланған бетонның кейбір кең таралған түрлерімен байланысты артықшылықтар:
Шыны талшықты нығайту
Шыны талшықты арматура бетонның құрылымдық беріктігін шығындарды айтарлықтай арттырмай арттырады. Шыны - ең арзан талшықты материалдардың бірі.
Бұл арматура түрі бетон құрылымының эстетикалық тартымдылығын арттыру үшін қолданылады. Қысқа дискретті талшықтарды бетон құрылымы кепкеннен кейін көруге болады.
Бұл арматура әдісі барлық аймақтарға созылу беріктігін қосады, болат арматураларды пайдаланатын дәстүрлі арматурадан айырмашылығы, мұнда созылу беріктігі арматуралардың бағытымен шектеледі.
Болат талшықты нығайту
Болат талшықты-арматураланған бетонда ең жоғары құрылымдық беріктікті қамтамасыз етеді.
Болат талшықтарын қосқанда, бетонға болат арматураларды аз қажет етеді.
Талшықтар соққылар мен үйкелістерге қарсы жоғары соққыға төзімділікті қамтамасыз етеді.
Ғимараттың ерітуге төзімділігі және басқа да температуралық сипаттамалары жақсарды.
Жарықтардың енін азайту арқылы жарықшақтардың пайда болу қаупін азайтады.
Полипропилен талшықтары және нейлон бетон арматурасы
Бетонды ұзақ қашықтыққа айдау мүмкіндігін береді, бұл байланыстырушы қасиеттерді арттырады.
Температура сипаттамаларын жақсартады (мысалы, ерітуге төзімділік).
Бетонның икемділігін арттырады және оның сынғыштығын азайтады.
Өрт болған жағдайда, полипропилен талшықтары мен нейлон талшықтарынан жасалған бетон конструкциялары жарылғыш шашырауға төзімді.
Нәтижесінде жоғары соққыға төзімділік және тозуға төзімділік пайда болады.
Талшықты темірбетонның қолданылуы қандай?
Қолданылатын FRC түрі нақты құрылыс жобасына байланысты өзгеруі мүмкін. Жалпы, құрылыс жобаларының көпшілігінде FRC қолданылады. Мысалы:
Қабырғалар
Еден
Бөгеттер
Ұшу-қону жолақтары
Жолдар
Бетон құбырлары
Көпірлер
Қойма едендері
Құдықтар
Туннельдер
Тротуарлар
Талшықты темірбетонды қалай алуға болады?
Қазіргі уақытта білетіндей, талшықты бетон тек бір ғана өнім емес. Әртүрлі арматура әдістері бар, бұл белгілі бір жақсартылған қасиеттерге әкеледі.
Бетон коллекторының құрылымдық тұтастығын күшейтетін жоғары беріктіктегі болат талшықтары бар. Сондай-ақ, шыны және синтетикалық талшықты материалдар орташа беріктікке ие, бірақ арзанырақ.
Дэниел Аркин жазған
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 7 сәуір