הקדמה ל-Sifi-Reinforced Prestressing Steel

האבולוציה של חומרי הבנייה ממשיכה לדחוף את הגבולות של מה מבנים יכולים להשיג, וסיבים מונע פלדה עומד בחזית ההתקדמות הזאת.חומר היברידי זה ממזג את היתרונות המוערכים של פלדה מסורתית מתחבקת עם המאפיינים מתקדמים של חיזוק סיבים, המציע פתרון אשר מתייחס כמה האתגרים המתמשכים ביותר בהנדסה אזרחית: הצורך בעומס גבוה יותר, חיים ארוכים יותר, תחזוקה מופחתת, בניגוד לסגסוגת מתכתית, או חסימת שטח זה רק כדי לסגסוגת מתמשכת, כולל כמות של פלדה או מחוספסת, במיוחד, או עמידות מתמשכת, או מחוסמת, או עמידות מתמשכת, כולל עמידות מתמשכת, או עמידות מתמשכת, במיוחד, כגון עמידות מתמשכת, מדכאת, מדכאת, או עמידות מתמשכת, כולל עמידות מוגברת של פלדה, או מחוספסת, או מסתמך על גבי פלדה, או מחוזקות פלדה, או מחוספסת, או מחוספסת, במיוחד, או מחוזקה, או עמידות מתמשכת, כגון עמידות מתמשכת, פלדה, פלדה, כגון עמידות מתמשכת, כולל עמידות מתמשכת, כגון עמידות מתמשכת, או מחוספסת, כולל עמידות מתמשכת, או מחוספסת, כולל עמידות מתמשכת, כגון עמידות מתמשכת, כולל עמידות מתמשכת, כגון עמידות מתמשכת, כגון עמידות מתמשכת, כגון עמידות מתמשכת, לחץ דם מתמשכת, כולל עמידות מתמשכת, כגון עמידות מפני

המושג של הדבקה עצמית אינו חדש.על ידי הפעלת כוחות דחוסים ל קונקרטיים לפני שעומסי השירות מוצגים, מהנדסים יכולים למקד את הלחץ העששים אשר יגרום אחרת לפצח.עם זאת, הפלדה המשמשת בתהליך זה היא רגישה לקורטוזיון, עייפות, ורגיעה הלחץ לאורך זמן. סיבי חיזוקים אלה על ידי מתן מסלולים נוספים ומיקרו-מדבקות בעתיד.

ציוד חומרי ומכניקים

הבנה של Se-Steel Composite

פלדה מכוננת בסיבים אינה מוצר יחיד אלא סוג של חומרים שונים המבוססים על סוג סיבים, שבריר נפח ושילוב שיטת .המטריקס פלדה מורכב בדרך כלל פלדה נמוכה מאוד סטרנגית גבוהה, בדומה לזה בשימוש בשכבות טרום מתח קונבנציונליות (למשל, ASTM A416 270) הם מתווספים במהלך תהליך פלדה פלדה פלדה (metalizing) או ציפויים מורכבים (כגון משטחים מורכבים) או ממטרים מורכבים (כגון חומרים מורכבים).

  • (ב) ⁇ (ב"ג) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0Glass סיבים סיביים 1FLT: לספק כוח רב-קרקעי טוב בעלות נמוכה יותר אבל הם רגישים יותר לסביבות אלקליין אלא אם כן הם מצופים במיוחד.
  • (FLT:0) סיבירידים (Aramid סיבים) 1: ידוע בשל קשיחות גבוהה והתנגדות השפעה, סיבים חמורים משמשים היכן ספיגת אנרגיה היא קריטית, כגון רטרוfitting סיסמי.

במוצרים מסחריים רבים, הסיבים מוטבעים ב-FRP (למשל, epoxy) כדי ליצור מוטה פולימרית רבת עוצמה (FRP) אשר משמשת אז כטינון מתחנן עצמו, ולא רק חיזוקים של פלדה, עם זאת, סיבים אמיתיים מונעים פריצה משולבת סיבים ישירות לתוך המיקרו מתכתי.

יתרונות בביצועים על פני פלדה מסורתית

שיפור כוח Tensile ו- Load Capacity

היתרון העיקרי של פלדה prestressing prestressing prestressing הוא ביצועים גבוהים יותר של עשרות שנים. בעוד פלדה prestressing קונבנציונלי בדרך כלל נכנע בסביבות 1590-1860 MPa (עבור כיתה 270 סטרנדs), גרסאות סיבים-reinforced יכול להשיג חוזקות Tenile מעל 2300 MPa, בהתאם סיבים וכיוון זה מאפשר מעצבים כדי לציין יותר, להפחית את המספר של ons או מתרגמים יותר, 000 כבד יותר, 000, 000.

בקרת קראק גבוהה ויציבות

(התחילה במבנים קונקרטיים היא לעתים קרובות על ידי מתחים ברייליים העולה על יכולת החומר.התגבורת הסיבים בתוך פלדה המחופרת מסייעת להפיץ את הלחצים האלה באופן שווה יותר, הגבלת רוחבי סדק לגודל המיקרומטר.זה קריטי עבור אחריות ועמידות, כפי שסדקים רחבים יותר של בקרה ימית של כ-41, לחות וסוכנים אגרסיביים אחרים הראו כי סיבים-Frelimateerdowdials יכול להפחית את רמת החשיפה ל-upicial (למשל: 1), למשל, כלומר: 1.

התנגדות קורוזיה וארוכות

קורוזיה של פלדה מתחננת היא גורם מוביל לכישלון מוקדם במבנים קונקרטיים מנוסים.סיבים-מחזיקים בגרסאות, במיוחד אלה המשתמשים בסיבים פחמן או זכוכית, מפגינים התנגדות קורוזיה גבוהה משמעותית מאשר פלדה קונבנציונלית. סיבי פחמן אינם חדירים ברוב הכימיקלים, וכאשר משולבים עם מחצני פלדה צפופים, הם יוצרים מחסום המפחית את יכולת ההסת של פלדה לחמצן ולחוץ את אותם אלמנטים מחוסנים כראוי, אך הם יכולים לשמש כמו גם את אותם חומרים מחוסנים של ברזל.

Fatigue and Impact Performance

התנגדות שומנית היא שיקול מרכזי עבור מבנים חשופים לטעינה מחזורית, כגון גשרים ומוסך חניה. סיבי חיזוק משפר את חיי העייפות של פלדה מתחופרת על ידי עיכוב פיזור סדק.ה סיביים גשר microcracks אשר צורה במהלך לחץ מחזורי, עיכוב הצמיחה שלהם לתוך פגמים קריטיים. בדומה, ההשפעה היא מוגברת כי סיבים יכולים לספוג אנרגיה באמצעות משיכה ועיוות.

תהליכי ייצור ובקרה איכותית

טכניקות ייצור

ייצור סיבים עמידים מונע פלדה דורש תהליכים מיוחדים כדי להבטיח פיזור סיבים אחידים וחיבור בין-גזע חזק.

  • (FLT:0)Stir ליהוקFLT:1: סיבים קצרים מעורבים פלדה מלוטנת מתחת ל Shear גבוה כדי להשיג הפצה, ואז להטיל ולגלגל.זה לא יעיל אבל מוגבל לנפח סיבים נמוכים יחסית (עד 5% על ידי משקל) בשל בעיות מולטי.
  • (ב) ,0) פלודר מתכתלורגיה 1: אבקת פלדה וסיבים משולבים, קומפקטיים וחטאים.זה מאפשר שליטה מדויקת של נפח וסיבת סיבים, אך הוא יקר יותר ותאים לנטיבות קטנות.
  • (FLT:0) חיבורי פני השטח של 1FLT: סידני סיבים או מכרסמים קשורים לטרנדים פלדה באמצעות דבקים (למשל, epoxy או פוליאורטן). גישה זו משמשת בדרך כלל ל רטרוfitting מבנים קיימים אך ניתן ליישם גם על ייצור חדש.

איכות תקני בטיחות

בקרת איכות סטרינגנטית חיונית משום שגמישות בחלוקת סיבים או ממשקים חלשים יכולה להוביל לכישלון מוקדם. יצרנים משתמשים לעתים קרובות בבדיקת קולי, בדיקות פילים של קופונים, ובדיקה מיקרוסקופית כדי לאמת אחידות. Standards כגון ASTM E8/E8M ו- ISO 6892 משמשים לבדיקות מכניות, בעוד בדיקות מיוחדות למדידת נפח סיבים וחוזקות אג"ח.

יישומים בבנייה מודרנית

גשרים ותשתיות תחבורה

(הגשרים הם מועמדים טבעיים עבור פלדה מכוונת סיבים, בשל חשיפה למלחים מרתיעים, תנועה כבדה, וטווחים ארוכים.כמה פרויקטים בולטים אימצו חומר זה.לדוגמה, ה-FLT:0Kampen BridgeFLTs מעודד גשר 1 בהולנד שילבו את עלויות ההגנה של פחמן-פרי-מחץ על גבי הגדודים העיקריים שלה, ובכך השיגו ירידה של 25% בביקוש לכיסוי עצמי של מערכות הגנה עצמית או ירידה של פחמן-Fercrelimate.

בניינים גבוהים ומבנה ארוך-מרחב

בבנייה גבוהה, צמצום העומק והמשקל של לוחות הרצפה הוא מטרה מתמשכת.סיבים-reinforced prestressing פלדה מאפשר beams רדודים ו- pabs כי ביכולת גבוהה יותר שלה רבילית גבוהה יותר.זה יכול להפחית את גובה הבנייה הכולל, עלויות חומר נמוכות יותר, ולהגדיל את החלל הנתרן.

המונחים: concrete Elements

יצרנים קונקרטיים Precast משתמשים יותר ויותר פלדה מחוספסת של סיבים למוצרים כגון ערמות, דבורים, ושמירה על קירות.הטיפול הקל משקל של החומר - בשל יחס גבוה יותר כוח למשקל - מנקה תחבורה ועלויות הרמת יתר.יתר על כן, שליטה משופרת מצמצם את הפגמים במהלך טיפול והתקנה. כמה יצרנים אירופיים מציעים כעת ערימות עם סיבים חזקים יותר כוח כוח-כוח - כמו טרום קירור עבור יסודות סטנדרטיים, שבו עמידות ימית, כאשר היא עמידות רית.

נסיגת אשליות ותיקון

מבנים קיימים לעתים קרובות דורשים חיזוק לעמוד בקודים הסיסמיים המודרניים.Fire-reinforced פלדה prestressing בצורת נוטה המחוברת חיצונית או ברים הסמוכים-מקודים ניתן ליישם עם הפרעה מינימלית.הכוח הגבוה של החומר ודוכסיות מאפשרים לו לספוג אנרגיה סיסמית ללא שבר. לדוגמה, לאחר רעידת האדמה של סטוצ'רץ' בשנת 2011 בניו זילנד, כמה גשרים היו בשימוש בעוצמתה של פחמן-מחץ-פחמן-מחדשה.

אתגרים ומגבלות

עלויות ויציבות כלכלית

המחסום המשמעותי ביותר לאימוץ נרחב עולה.סיבים פחמן, במיוחד יקרים, עם מחירים החל מ-30 דולר ל-50 דולר לקילוגרם, בהשוואה ל-1–2 דולר לקילוגרם עבור פלדה המתנשאת קונבנציונלית.למרות שסיבים זכוכית זולים יותר, הם מתפוגגים בסביבות אלקליין, אלא אם כן מטופלים בסכום הכולל של ביטוח סיבים-מחץ מונעים פלדה יכול להיות 3 עד 5 פעמים של מחזור חיים קונבנציונליים, לעומת עלייה נמוכה יותר, לעומת 50 שנים של ביטוחי פלדה, לעומת עלויות תחזוקה נמוכות יותר, לעומת עלייה נמוכה יותר מאשר תוספת של 50 שנים לפני הספירה לאחור, לעומת עלויות סטנדרטיות יותר, לעומת עלייה נמוכה יותר מאשר 100 שנים.

ניהול מורכבות ובקרת איכות

הפחתת פלדה עמידת סיבים עם תכונות עקביות דורש ציוד מתוחכם ואנשי צוות מיומנים.ריאציות בסגסוגת סיבים יכול ליצור כתמים חלשים, והשגת פיזור אחיד במריצה פלדה היא מאתגר, במיוחד עבור סיבים ארוכים יותר. שיטות הערכה לאנדינבית עדיין להיות מעודנים, מה שהופך את איכות אבטחת איכות יותר כוח עבודה מאשר עבור פלדה קונבנציונלית.

בעיות מגע ואנקטינג

באנקן סיבים-reinforced פלדה ב בטון מציג אתגרים ייחודיים.הממשק בין פלדה וסיבים עשוי ליצור ריכוזים מתח כי להפחית את כוח האג"ח עם מכשירים מיוחדים סביב בטון (למשל, wedges עם הלסתות רכות יותר או שרוולים מחוברים) נדרשים לעתים קרובות כדי למנוע ריסוק הסיבים.

חוסר קודי סטנדרטיזציה ועיצוב

בניית קודים וסטנדרטי עיצוב עבור מערכות טרום-מכובלה של סיבים עדיין לא מקיפים. בעוד ACI 440.4R (Guide for the Design and Construction of Outsidely Bonded FRP Systems for Powering Concrete Structures) מספק כמה הדרכה, הוא מתמקד ב- FRP ולא בתרכובות פלדה-fiber ספציפיות.הפדרציה הבינלאומית ל- Structural Concrracretural Concrracre (fib) התפרסמה עם המלצות על ידי כדורים, אך עדיין מ-Firetectsances.

כיוונים עתידיים של Outlook ומחקר

צמצום עלויות באמצעות חדשנות

מחקרים מתקדמים נועדו להוריד את עלויות הייצור.התקדמות בייצור סיבים, כגון שימוש בסיבים פחמן ממוחזרים או פיתוח מבשרי עלות נמוכה יותר, יכול להפחית את מחירי החומר הגולמי בנוסף, שיפורים בטכניקות עיבוד סמי פתור עשויים לאפשר נפח סיבים גבוהים יותר עם פחות אנרגיה קלט.הפיתוח של סיבים היברידיים (למשל, מיזוגי פחמן-משקפיים) מציעה איזון בין עלות וביצועים.

פיתוח של Durability and Performance Modeling

מודלים Computational של פלדה prestressing in the micro- and mesoscale הופך מתוחכם יותר.מודלים אלמנט פיניטי כי חשבון עבור הפצה סיבים, פיזור בין-גזעי, והתקדמות קורוזיה יכול לחזות התנהגות ארוכת טווח עם דיוק גדול יותר.טכניקות למידה מכונה גם מוחלים על אופטימיזציה סיבים ותכנים עבור יישומים ספציפיים.

הרחבת אזורי יישומים

מעבר לבנייה המסורתית, פלדה טרום-מכובלה של סיבים היא מציאת שימושים במגדלי טורבינות רוח, פלטפורמות offshore ואפילו תשתית קרקע אווירו-מרחב. יחס כוח-משקל גבוה של החומר הוא אטרקטיבי למגדלים שבהם מגבלות תחבורה וזקפה הן חמורות. בסביבות offshore, עמידות קורוזיה היא קריטית, וסיבים-reinforced פלדה יכול לחסל את הצורך עבור מערכות הגנה קטודיות בפיילוט מוקדם.

סטנדרט ופיתוח קוד

מאמצי התעשייה מתקדמים לפיתוח תקני עיצוב מאוחדים.המכון האמריקאי ל-ACI (ACI) פועל על מדריך עיצוב ייעודי עבור פלדה מכוונת סיבים המופעלים בבנייה חדשה, לא רק רטרוfitting. בדומה, ISO/TC 71 (Concrete, מחזקת בטון וקדם-מכוון) יצרה קבוצת השקעות כדי לטפל בחומרים האלה ברגע שהוראות קוד הן במקום, הוא צפוי במיוחד עבור פרויקטים קריטיים.

מסקנה

פלדה עמידת כוח בסיבים מייצגת קפיצת משמעותית קדימה בהנדסה מבנית, המספקת כוח משופר, עמידות וחוסן כי פלדה מתח מסורתי לא יכול להתאים. על ידי שילוב סיבים מתקדמים לתוך מטריצה פלדה או לחבר אותם לתוך פני השטח, מהנדסים יכולים להשיג יותר רחבות, שיפור תעריפים כוח חיים, והתנגדות קורוזיה כי מרחיבה את החיים באופן משמעותי - במיוחד בייצור, מורכבות גבוהה, כמו גם תכונות פיתוח גבוהה, צמיחה גבוהה יותר, צמיחה, צמיחה גבוהה יותר, צמיחה גבוהה יותר, צמיחה, צמיחה של מבנים, צמיחה, כמו גם תכונות פיתוח פלדה, צמיחה גבוהה יותר, ואפקטים, צמיחה גבוהה יותר, צמיחה גבוהה יותר, צמיחה גבוהה יותר, צמיחה גבוהה יותר, כמו גם פיתוח פלדה, צמיחה גבוהה יותר, צמיחה של מבנים.