הגבולות המעשיים של כוח יגאל בביצועים אולטרה-גבוהים של התחדשות

בטון ביצועים גבוהים (UHPC) התפתח כחומר מאתגר את הגבולות המסורתיים של טכנולוגיה קונקרטית.עם עוצמות דחוסות מעל 150 MPa ועמידות יוצאת דופן, UHPC מאפשר מבנים ממושכים וסביבות עומס קיצוני.עם זאת, התועלת המעשית של UHPC אינה רק פונקציה של יכולת דחיסה שלה; את העוצמה של חיזוקה - בין אם ברזל מוטבע, לחץ קבוע, או לחץ חזק זה, כלומר, לחץ חזק, לחץ משמעותי על רמות גבוהות של כוח אמיתי, או לחץ על רמות גבוהות של כוח יציב, או לחץ, אשר מגדיר באופן שווה לחץ על רמת לחץ על פני כדוריות, או לחץ גבוה, אשר מגדיר באופן שווה לחץ על פני כדור הארץ, אשר מגדירה, באופן שווה לחץ גבוה, או לחץ על ידי לחץ על ידי לחץ חזק, או לחץ חזק, או לחץ חזק, או לחץ חזק, אשר מגדיר באופן שווה לחץ חזק, כלומר, כלומר, לחץ חזק, לחץ גבוה, לחץ חזק, לחץ גבוה, אשר מגדיר באופן שווה לחץ גבוה באופן שווה לחץ על ידי לחץ חזק, על ידי לחץ על ידי לחץ חזק, על ידי לחץ על פני השטח של כוח אמיתי, על ידי לחץ על ידי לחץ על ידי לחץ על ידי לחץ על ידי לחץ על ידי לחץ על ידי לחץ על ידי לחץ על ידי לחץ על ידי לחץ

הבנה של כוח יתר בקונטקסט של UHPC

כוח LT הוא מדד סטנדרטי למתכות דוקטריות: הלחץ שבו מעברים חומריים מגמישות להתנהגות פלסטיק.עבור חיזוק פלדה קונבנציונלי בטון, כוח התשואה בדרך כלל נמצא בין 400 ל-600 MPa. ב UHPC, עם זאת, הרכיבים המחודשים של 1:1 עבור חיזוקים גבוהים של סיבי פלדה, ברים קטנים או אפילו סיבי פחמן - כוח גולמי שיכול להיות גבוה יותר מנפחים, אבל סיבי מיקרו-מחץ באופן עצמאי, אבל לא רק על ידי סיבים מורכבים יותר, 000.

מכיוון שהמטריקס של UHPC הוא צפופה ויש לו יחס מים נמוך מאוד לברינדר (בדרך כלל 0.20 או פחות), התשואות שלו ברייליות הוא רשלנות - זה שופע.החיזוק מספק את הדלילות הנדרשת. נקודת התשואה האפקטיבית של התשואות המוחזקות הוא פונקציה של אוריינטציה סיבים, הפצה, יחס, ומכניקת אג"ח זה מציג גבול מעשי: אפילו אם יש יתרונות בודדים של 2,000 כוח לא יכול להשיג לעתים קרובות מורכב של סיבים.

גורמים מרכזיים הקובעים את מעשי Ceilings על כוח יגאל

המונחים: reinforcement Types and Orientation

הסיבים הנפוצים ביותר ב- UHPC הם סיבים פלדה פחמן גבוה, בדרך כלל עם עוצמות Tenile מ-2,500 עד 3,000 MPa כוח התשואות שלהם (כ-2,000 MPa עבור ציונים משותפים) הוא גבוה מאוד, אבל הכוח המורכב המעשי מוגבל על ידי נפח הסיבים (בדרך כלל 1.5 אחוזים עד 6 אחוזים על ידי נפח) ואת אקראיות של אוריינטציה.

מטריקס Porosity ו-Particle Packing Density

הכוח הגבוה של UHPC נובע מהנפיחות הנמוכה ביותר. דגמי ה-Dinger-Funk או Andreasen חלקיקים משמשים כדי למקסם את צפיפות הדחיסות, צמצום ה- capillary pores. עם זאת, בחוזק גבוה מאוד של חיזוק, המרחץ חייב להיות מסוגל להעביר לחץ ללא ספיקת mttle או מתח סביב הסיבים.

תכנון משטרים ואפקטי טמפרטורה

הכוח של סיבי פלדה עצמם אינו מושפע באופן משמעותי על ידי הטמפרטורות טיפוסיות UHPC ריפוי טמפרטורות (20–90 מעלות צלזיוס) עם זאת, הקשר הנוקשות בין סיבים וממטריקס - והלחצים הפנימיים של הממטריקס מכווץ תרמי ואוטומטי - ניתן לשנות את הפחתת התשואות של UPC, אך גם מגביר את עוצמתה של לחץ מוקדם, אך הוא יכול להוביל גם למיקרו-מחץ אם לא מבוקר בקפידה.

דוקטריות ושפע הסחר בחוזקות גבוהות

(הגבול המעשי המרכזי הוא כי הגדלת כוח התשואות של חיזוק לעתים קרובות להפחית את הדלונות שלה. סיבים פלדה גבוהה סטרנגית יש המשך נמוך הפסקה (כ 2-5 אחוזים) בהשוואה לברים גלגולים קונבנציונליים (12% או יותר) ב UHPC, התנהגות שלאחר-crack תלויה במשיכת סיבים, אשר מספקת ניתוק גדול מאוד של מוטציות דרסטיות - אבל רק אם הסיבים אינם מסוגלים בהדרגה להזיז את הסיבים, אם הם מעצימה חזקה יותר, אם כן, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, לחץ דם חזק יותר מדי, כלומר, אם כיבוד יתר לחץ על מנת להפחית את הפחתת כוח לחץ הדם, אם כן, אם כן, אם כיבוד יתר לחץ על ידי לחץ על ידי לחץ דם חזק יותר מדי, אם כן, לחץ על ידי לחץ הדם, אם כן, אם כיבוד בהדרגה, אם כיבוד יתר לחץ הדם חזק יותר מדי, אם כן, לחץ הדם חזק, לחץ על ידי לחץ על מנת להפחית את הפחתת כוח לחץ הדם חזק, אם כן, לחץ על ידי לחץ על מנת להפחית את הפחתת כוח לחץ על מנת להפחית את הפחתת כוח לחץ הדם, אם כן, אם כי הוא לחץ על ידי לחץ על מנת להפחית את הפחתת כוח לחץ הדם חזק יותר מדי, אם כן

מגמות כלכליות: עלות העוצמה הגבוהה

(ההפיכה של UHPC עם סיבים גבוהים מאוד - במיוחד אלה עם עוצמות Tenile מעל 3,000 MPa - הוא יקר.הסיבים עצמם יכולים לעלות שלוש עד חמש פעמים יותר מאשר סיבים קונבנציונליים פלדה, בנוסף, השגת צפיפות גבוהה הנדרשת כדי לנצל את זה סיבים סיביים דורש די טוב סיליקה MPa, אבקת quartz, ומעצבי superplasticizers, אשר כל תוספת של עלויות:0 תשואה מעשית של כוח רצון יעיל של 2500 $ עבור שיפור יעיל עבור עלויות פחמן CVa לעתים קרובות יהיה פחות מאשר שיפור יעיל של מערכת הגנה.

גבולות מעבר לStatic Yield

כוח התשואות סטטי הוא רק מדד אחד.במבנים אמיתיים, אלמנטים של UHPC חייבים לעמוד בפני עומסים חוזרים, מתח מתמשך והתקפה סביבתית.כל אחד מהם יכול לכפות גבול מעשי נמוך יותר מאשר התשואה הדומיניאלית.

התנהגות שומנית תחת עומס חוזר

UHPC ידועה בהתנגדות מעולה בהשוואה ל בטון רגיל, אבל הגבלת העייפות שלה מושפעת ישירות מכוח התשואות של חיזוק.עבור סיבים פלדה, כוח העייפות (טווח הלחץ מתחתיו החומר יכול לשאת מספר אינסופי של מחזורים) הוא בדרך כלל 40-60 אחוזים של התשואות סטטיות של כוח המשיכה: 0In Bridges או Sleepers, מתחים עיצוב חייב להישאר הרבה מתחת לסיבים מתקדמים יותר, אך לעתים קרובות יש צורך ב-FLT% יותר ויותר כוח עבודה.

קריפ ושרינקז בגבהים מתח גבוה

UHPC מציג מצמרר נמוך מאוד וכווץ בהשוואה לטון רגיל בגלל תכולת המים הנמוכה שלה ומיקרו-מבנה הדחוס שלה, עם זאת, אם חיזוק הוא הדגיש קרוב לנקודת התשואות שלו לאורך זמן - לדוגמה, באלמנטים מוכופים - הפלט של הבטון עצמו יכול לגרום להרגעה של הלחץ ה-HPC-HCrepod למעשה להפחית את הרווחיות של UPC-H-הטווח הארוך ביותר הוא בדרך כלל לא מוגבל ל-%-H-%-הלחץ ארוך-%-הלחץ-ה-ה-הטווח-%-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-הלחץ-ה-ה-ה-%-%-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-הלחץ-ה-ה-ה-ה

המונחים: environmental exsure

חוסר יכולתה הנמוכה של UHPC הופכת אותה לעמידה רבה לכלור בתוקפנות, לקפוא, ולהתקפה כימית.אבל חיזוק - במיוחד סיבי פלדה - עדיין יכול עדיין להתקוצץ אם הממטריקס הוא פצח או אם הפחמן מגיע לאפקט הסיבים (FLT) אך לעתים קרובות חסר לחץ סביבתי (0Corrosion) מקטין את החלקה האפקטיבי של סיבים ומפחית את הכוח המקומי, באופן פוטנציאלי ב- 239, במיוחד כדי לצמצם את עוצמתוכות לחץ הדם.

קישורים ואתגרי אנקורג'

גם אם אלמנט UHPC יש חיזוק עם כוח תשואה גבוה מאוד, הקשרים שבהם העומסים מועברים יכולים להפוך לקישור החלש. שמיכות מכניות ועגן עבור ברים גבוהים או סטרנדים דורשים פרטים זהירים כדי למנוע לסחוט או פרץ של UHPC סביב הקשר.

קוד והשלכות סטנדרטיות לעיצוב

תקנות בנייה והנחיות עיצוב להטיל גורמי בטיחות והגבלות על מדינות שהגדרתן ביעילות את עוצמת התשואות המקסימלית של חיזוק UHPC.לדוגמה, המכון האמריקאי לקונקרטט (ACI) 239FLT:0port על Ultra-High-High-Performance Concreteation Proeteert1 ו-FLT2, משתמשים ב-Action for Civil Engineering (AFGC) גורם בטיחותי למחצה ל-FVal Prosile, לעתים קרובות, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, להפחתה של כוח פיזור של 0.

(ב) לקודים לפני הלחץ ב- UHPC, הקוד ACI 318 מגביל את הלחץ המקסימלי ב-strands במהלך jacking ל 0.80fcioFLT:0pyFLT-1:1 (שם fFLT:2pyph) PropLT 3, הוא הכוח הקבוע של טרום-מרוץ (Cen) הוא בדרך כלל כוח עליון עבור MPa-Creperretretretretretretretretretret (Cret) אבל CR) הוא 2.

גורמי ניכוי כוח עבור UHPC Composite Tension

בניגוד לברור הרגיל, התגובה של UHPC כוללת שלב מעציב לפני רכך. שיטות עיצוב (למשל, AFGC, SETRA) להקצות גורם (לעתים קרובות β או ksi) כדי להסביר עבור נטייה סיבים וכיוון טעינה.הכוח התשואות של המתח המורכב אינו ערך יחיד, אלא פונקציה של סיבים לאחר הדבקה.

דרישות מינימום

אפילו עם סיבים חזקים מאוד, קודים דורשים נפח מינימלי של חיזוק כדי להבטיח כשלון דוקטרי.באנשי הגמישות של UHPC, חיזוק בריילי מינימלי חייב לספק התנגדות מועילה לפחות 1.2 פעמים הרגע הפצח.הניצול הזה מתורגם לעתים קרובות לנפח סיבים של 1.5-2.5 אחוזים, ללא קשר לחוזק הסיבים בלבד.

יישומים אמיתיים ומקריות

מספר פרויקטים של ציון דרך ממחישים כיצד גבולות כוח התשואות המעשיים עיצבו את עיצוב UHPC.The FLT:0Sherbrooke FootbridgeFLT:1 בקוויבק, שנבנה בשנת 1997, היה אחד המבנים העיקריים UHPC. זה השתמש תערובת של 20% סיבים פלדה ו-0.5 אחוזים סיבים פולימרים, עם לחץ פריים ב סיבים מוגבל ל-800 MPa (פאר מתחת ל-2,000 של שירות זה לא היה מורכב של סיבים).

ה-FLT:0.10.Mars Hillshow BridgeFLT:1 באיווה (2006) היה בין היישומים הראשונים של UHPC עבור גלדר גשר מלא.Prestressing strands היה דרגה 270, אבל עיצוב prestress היה מוגבל ל-75 אחוזים של GUTS עקב דרישות קוד.HPC היה כוח דחוס של 180 MPa, אבל הגבול נשלט על ידי סעיף נמוך יותר של לחץ, לא היה תחת לחץ של לחץ על ידי לחץ על ידי לחץ על ידי לחץ על ידי לחץ על ידי לחץ על ידי לחץ על ידי לחץ על ידי לחץ על ידי לחץ על ידי לחץ על ידי סעיף 1.

באזורים סיסמיים, כגון FLT:0 סן פרנסיסקו-Oakland Bay BridgehilFLT 1 רטרוfit, UHPC שימש לחיבורים וזריקת הסגרים.החיזוק המורכב מ ASTM A706 כיתה 60 ברים (yield 420 MPa) כי ברים עתירי אופניים גבוהים (למשל, כיתה 100) לא הורשו על ידי הקוד לפירוק אנרגיה נמוכה, לא יכלו לספק מגבלות של מחזוריות גבוהה, ללא מגבלות של חומרים מפלסטיק, ללא מגבלות על ידי שימוש.

דוגמאות אלה מדגישות כי כוח התשואות המעשי של UHPC הוא לעתים נדירות הכוח המקסימלי האפשרי של החומר; במקום זאת, הוא נקבע על ידי שילוב של מגבלות קוד, מכניקת אג"ח, עייפות, ודוכסיות מבנית הכוללת.

לדחוף את ה-Boundaries: טכנולוגיות מתפתחות

המחקר ממשיך לדחוף את הגבול העליון של כוח התשואות המעשיות.ננו-סיליקה ו תחמוצת גרפן משמשים כדי לחדד את הממטריקס עוד יותר, שיפור כוח האג"ח ומאפשר ללחץ סיבים גבוהים יותר.FLT:0Graphene-coated סיבים פלדה הראו עלייה של חוב של 40–60%, שינוי מצב הכשל ממשיכת סיבים ובכך להשיג כוחות קרובים יותר לסיבים מפותחים, למרות ש- 2FRHRHR, דורש שינויים נוספים, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000,

הדפסה תלת-ממדית של UHPC מציעה את היכולת להתאים סיבים לאורך נתיבים מודפסים, הגדלת כוח התשואות האפקטיבי בכיוון המודפס.עם זאת, האג"ח הבין-שכבת הוא לעתים קרובות חלש, יצירת גבול מעשי בממשק.מבנים מודפסים עשויים להשיג חוזקות מתוחכמות של 20-25 MPa, אשר גבוה עבור בטון אך עדיין רחוק מתחת לתשואות הסיבים.

עוד גבול הוא מהירויות פלדה בעלות סגסוגת זיכרון בצורת (SMAs) או בד פחמן. SMAs יכול לספק התנהגות מרוכזת לאחר התשואות, אבל כוח התשואות שלהם הוא בדרך כלל רק 400-600 MPa. על ידי שימוש בהם בשילוב עם סיבים פלדה, מהנדסים יכולים ליצור מערכות כי יש לחץ נמוך עבור עומסים יכול לשאת עומסים שונים באמצעות הגדלת טווח בין סיבית.

לבסוף, (FLT:0)xhine למידה אופטימיזציה של תערובת UHPCibsFLT:1 הוא זיהוי שילובים הממקסימים את סיבים-מטריקס ללא הגדלת הבזקים. Algorithms יכול לחזות את הכוח המורכב של סיבים, נפח, ומטריקס, המאפשר גישה ממוקדת כדי למנוע את המגבלות הכלכליות והפיזיות שיש להם היסטוריה מוגבלת UHPC.

סיכום: המקסימום המעשי – Where We Stand

הכוח התשואות של חיזוקים UHPC יכול לגשת באופן תיאורטי 3,000 MPa עבור סיבים פלדה מתקדמים ואפילו גבוה יותר עבור חיזוקים מבוססי פחמן, אך הגבולות המעשיים הם הרבה יותר נמוך, בדרך כלל 800-1,200 MPa עבור מתח עיצוב בסיבים וכ -60-80 אחוזים של GUTS עבור strands ממוקדים כוח תמיכה אזורי כוח.

עבור מעצבים, המסר ברור: להתמקד בקידוד המערכת, לא רק את התשואות הסיבים.שימוש בחיזוק החוזק הגבוה ביותר זמין לא יכול לספק את היתרון הצפוי אם הממטריקס או האג"ח הופך לגורם המגבלה.במקום, גישה מאוזנת שמתאימה לכוח הסיבים עם יכולת מריצה, מכבדת את מגבלות העייפות, ודרישות הקוד של LTs יניבו את הביצועים הטובים ביותר כמו חומרים חדשים וטכניקות בוגרות, אלא גם את העיקרון של ה-HF נשאר מכריע, אך ורק את הפחתת הגבולות של המשתנים:

[ה] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]] [ה'] [ה']'[2]]'[2]'[2]]'[2]]'[2], [ה'[2], [ה']'[2], ו'[ה'[ה']'[ה']'[ה']']'[ה'[ה']']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה'[ה'[ה'[ה']'[ה'[ה']']']'[ה']'[ה'[ה']']']']'[ה']']'[ה'[ה'[ה'[ה']']']']']'[ה'[ה']'[ה'[ה']'[ה']']']'[ה']']'[ה'[ה'[ה'[ה']'[ה']']']'[ה'[ה']'[ה'[ה