Simintin ƙarfe mai ƙarfafa zare (SFRC) wani sabon nau'in kayan haɗin gwiwa ne wanda za a iya zubawa a fesa ta hanyar ƙara ɗan gajeren zaren ƙarfe a cikin siminti na yau da kullun. Ya bunƙasa cikin sauri a gida da waje a cikin 'yan shekarun nan. Yana shawo kan ƙarancin ƙarfin juriya, ƙaramin tsayin daka da kuma ƙarfin siminti. Yana da kyawawan halaye kamar ƙarfin juriya, juriyar lanƙwasa, juriyar yankewa, juriyar tsagewa, juriyar gajiya da kuma ƙarfin ƙarfi. An yi amfani da shi a fannin injiniyan ruwa, hanya da gada, gini da sauran fannoni na injiniya.

 

一Ci gaban simintin ƙarfe da aka ƙarfafa

 

Simintin da aka ƙarfafa da zare (FRC) shine taƙaitaccen simintin da aka ƙarfafa da zare. Yawanci haɗakar siminti ce da aka yi da siminti wadda ta ƙunshi manna siminti, turmi ko siminti da zaren ƙarfe, zaren da ba na organic ba ko kayan da aka ƙarfafa da zaren organic. Sabon kayan gini ne da aka samar ta hanyar wargaza zaren gajere da ƙanana tare da ƙarfin juriya mai yawa, tsayin daka mai yawa da juriyar alkali mai yawa a cikin matrix ɗin siminti. Zaren da ke cikin siminti zai iya iyakance samar da tsagewar farko a cikin siminti da kuma ƙara faɗaɗa tsagewar a ƙarƙashin aikin ƙarfin waje, yadda ya kamata ya shawo kan lahani kamar ƙarancin ƙarfin juriya, sauƙin fashewa da rashin juriyar gajiya na siminti, da kuma inganta aikin rashin ruwa, hana ruwa, juriyar sanyi da kariyar ƙarfafa siminti. Simintin da aka ƙarfafa da zare, musamman simintin da aka ƙarfafa da zaren ƙarfe, ya jawo hankali sosai a cikin da'irori na ilimi da injiniya a fannin injiniyanci saboda kyakkyawan aikinsa. 1907 ƙwararre a Soviet B П. Hekpocab ya fara amfani da simintin da aka ƙarfafa da zaren ƙarfe; A cikin 1910, HF Porter ya buga rahoton bincike kan simintin da aka ƙarfafa da zaren gajere, yana ba da shawarar cewa ya kamata a wargaza zaren gajere a cikin siminti daidai gwargwado don ƙarfafa kayan matrix; A shekarar 1911, Graham na Amurka ya ƙara zare na ƙarfe a cikin siminti na yau da kullun don inganta ƙarfi da kwanciyar hankali na siminti; A shekarun 1940, Amurka, Burtaniya, Faransa, Jamus, Japan da sauran ƙasashe sun yi bincike mai yawa kan amfani da zare na ƙarfe don inganta juriyar lalacewa da juriyar tsagewa na siminti, fasahar kera zare na ƙarfe, da inganta siffar zare na ƙarfe don inganta ƙarfin haɗin kai tsakanin zare da matrix na siminti; A shekarar 1963, JP romualdi da GB Batson sun buga takarda kan tsarin haɓaka tsagewa na siminti mai iyaka na zare na ƙarfe, kuma sun gabatar da ƙarshe cewa ƙarfin tsagewa na siminti mai ƙarfi na zare na ƙarfe ana ƙaddara shi ta hanyar matsakaicin tazara na zare na ƙarfe wanda ke taka rawa mai tasiri a cikin damuwa mai ƙarfi (ka'idar tazara ta fiber), don haka ya fara matakin ci gaba na wannan sabon kayan haɗin. Har zuwa yanzu, tare da yaɗuwa da amfani da zare na ƙarfe mai ƙarfi, saboda bambancin rarraba zare a cikin siminti, akwai nau'ikan guda huɗu galibi: siminti mai ƙarfi na ƙarfe, siminti mai ƙarfi na zare na hybrid, siminti mai ƙarfi na ƙarfe mai laushi da siminti mai ƙarfi na hybrid.

 

二.Tsarin ƙarfafawa na simintin ƙarfe mai ƙarfi

 

1. Ka'idar makanikai masu haɗaka. Ka'idar makanikai masu haɗaka ta dogara ne akan ka'idar makanikai masu ci gaba da haɗaka da halayen rarraba zarurukan ƙarfe a cikin siminti. A cikin wannan ka'idar, ana ɗaukar mahaɗin a matsayin mahaɗin matakai biyu tare da zare a matsayin mataki ɗaya da matrix a matsayin ɗayan mataki.

 

Ka'idar tazarar zare. Ka'idar tazarar zare, wacce aka fi sani da ka'idar juriyar tsagewa, an gabatar da ita ne bisa ga tsarin karaya mai layi. Wannan ka'idar ta yi iƙirarin cewa tasirin ƙarfafa zare yana da alaƙa ne kawai da tazarar zare da aka rarraba iri ɗaya (mafi ƙarancin tazarar zare).

 

三Bincike kan yanayin ci gaban simintin ƙarfe da aka ƙarfafa

 

1.Simintin ƙarfe mai ƙarfi.Simintin da aka ƙarfafa da zare na ƙarfe wani nau'in siminti ne mai kama da juna kuma mai sassauƙa da aka ƙirƙira ta hanyar ƙara ƙaramin ƙarfe mai ƙarancin carbon, bakin ƙarfe da zare na FRP a cikin siminti na yau da kullun. Yawan haɗa zaren ƙarfe gabaɗaya shine 1% ~ 2% ta girma, yayin da ake haɗa zaren ƙarfe 70 ~ 100kg a cikin kowace mita mai siffar cubic na siminti ta nauyi. Tsawon zaren ƙarfe yakamata ya zama 25 ~ 60mm, diamita yakamata ya zama 0.25 ~ 1.25mm, kuma mafi kyawun rabo na tsawon zuwa diamita yakamata ya zama 50 ~ 700. Idan aka kwatanta da siminti na yau da kullun, ba wai kawai zai iya inganta juriyar tensile, yankewa, lanƙwasawa, lalacewa da tsagewa ba, har ma yana ƙara ƙarfin karyewa da juriyar tasiri na siminti, da kuma inganta juriyar gajiya da juriyar tsari sosai, musamman ƙarfin za a iya ƙarawa da sau 10 ~ 20. An kwatanta kaddarorin injiniya na simintin da aka ƙarfafa da zaren ƙarfe da siminti na yau da kullun a China. Idan abun da ke cikin zare na ƙarfe ya kai kashi 15% ~ 20% kuma rabon simintin ruwa ya kai 0.45, ƙarfin juriya yana ƙaruwa da kashi 50% ~ 70%, ƙarfin lanƙwasa yana ƙaruwa da kashi 120% ~ 180%, ƙarfin tasiri yana ƙaruwa da sau 10 ~ 20, ƙarfin gajiyar tasiri yana ƙaruwa da sau 15 ~ 20, ƙarfin lanƙwasa yana ƙaruwa da sau 14 ~ 20, kuma juriyar lalacewa ma tana ƙaruwa sosai. Saboda haka, simintin da aka ƙarfafa da zare na ƙarfe yana da kyawawan halaye na zahiri da na injiniya fiye da simintin da ba a saba gani ba.

2.Simintin zare mai hade. Bayanan bincike masu dacewa sun nuna cewa zaren ƙarfe ba ya inganta ƙarfin matsi na siminti, ko ma rage shi; Idan aka kwatanta da siminti mai sauƙi, akwai ra'ayoyi masu kyau da marasa kyau (ƙaruwa da raguwa) ko ma tsaka-tsaki kan rashin shiga ruwa, juriyar lalacewa, juriyar tasiri da lalacewa na simintin ƙarfe da aka ƙarfafa da zaren ƙarfe da kuma hana raguwar filastik da wuri na siminti. Bugu da ƙari, simintin ƙarfe da aka ƙarfafa da zaren ƙarfe yana da wasu matsaloli, kamar babban adadin da aka ɗauka, farashi mai yawa, tsatsa da kusan babu juriya ga fashewa da gobara ta haifar, wanda ya shafi amfani da shi zuwa matakai daban-daban. A cikin 'yan shekarun nan, wasu masana na cikin gida da na ƙasashen waje sun fara mai da hankali kan simintin fiber mai haɗaka (HFRC), suna ƙoƙarin haɗa zare tare da halaye da fa'idodi daban-daban, koya daga juna, da kuma ba da wasa ga "tasirin haɗin gwiwa mai kyau" a matakai daban-daban da matakan lodi don haɓaka kaddarorin siminti daban-daban, don biyan buƙatun ayyuka daban-daban. Duk da haka, dangane da nau'ikan halayensa na injiniya, musamman lalacewar gajiya da lalacewar gajiya, dokar haɓaka nakasa da halayen lalacewa a ƙarƙashin nauyin da ke tsaye da na tsauri da kuma nauyin da ke canzawa ko kuma girman da ke canzawa, mafi kyawun adadin haɗuwa da rabon haɗa zare, alaƙar da ke tsakanin abubuwan haɗin kayan haɗin, tasirin ƙarfafawa da tsarin ƙarfafawa, aikin hana gajiya, tsarin gazawa da fasahar gini, Matsalolin ƙirar rabon gauraye suna buƙatar ƙarin nazari.

3. Siminti mai kauri wanda aka ƙarfafa da zare na ƙarfe.Simintin da aka ƙarfafa zare mai siffar monolithic ba shi da sauƙin haɗuwa daidai gwargwado, zaren yana da sauƙin haɗuwa, adadin zaren yana da yawa, kuma farashin yana da yawa, wanda ke shafar amfaninsa da yawa. Ta hanyar yawan ayyukan injiniya da bincike na ka'idoji, an gabatar da sabon nau'in tsarin zaren ƙarfe, simintin da aka ƙarfafa zaren ƙarfe (LSFRC). Ana rarraba ƙaramin adadin zaren ƙarfe daidai gwargwado a saman saman saman hanya da ƙasa, kuma tsakiyar har yanzu shine layin siminti mai sauƙi. Zaren ƙarfe a cikin LSFRC gabaɗaya ana rarraba shi da hannu ko ta hanyar injiniya. Zaren ƙarfe yana da tsayi, kuma rabon diamita na tsawon yawanci yana tsakanin 70 ~ 120, yana nuna rarraba mai girma biyu. Ba tare da shafar halayen injiniya ba, wannan kayan ba wai kawai yana rage adadin zaren ƙarfe sosai ba, har ma yana guje wa abin da ke faruwa na haɗa zaren a cikin haɗa zaren da aka ƙarfafa zaren. Bugu da ƙari, matsayin zaren ƙarfe a cikin siminti yana da babban tasiri akan ƙarfin lanƙwasa na siminti. Tasirin ƙarfafa zaren ƙarfe a ƙasan siminti shine mafi kyau. Tare da matsayin zaren ƙarfe yana hawa sama, tasirin ƙarfafawa yana raguwa sosai. Ƙarfin lankwasa na LSFRC ya fi na siminti mai sauƙi da kashi 35% sama da na siminti mai kama da juna, wanda ya ɗan yi ƙasa da na simintin ƙarfe mai ƙarfi. Duk da haka, LSFRC na iya adana kuɗi mai yawa, kuma babu matsalar haɗa abubuwa masu wahala. Saboda haka, LSFRC sabon abu ne mai kyawawan fa'idodi na zamantakewa da tattalin arziki da kuma fa'idodin aikace-aikace masu faɗi, wanda ya cancanci a shahara da amfani da shi a cikin ginin shimfidar bene.

 

4.Siminti mai laushi mai laushi.Siminti mai ƙarfi na Layer hybrid fiber (LHFRC) wani abu ne mai haɗaka wanda aka samar ta hanyar ƙara zare polypropylene 0.1% bisa ga LSFRC kuma yana rarraba adadi mai yawa na zare polypropylene masu kyau da gajeru tare da ƙarfin tauri mai yawa da kuma tsawaitawa mai yawa a cikin simintin ƙarfe na sama da na ƙasa da simintin a tsakiyar layi. Zai iya shawo kan raunin layin siminti na tsakiya na LSFRC kuma ya hana haɗarin aminci bayan an goge zaren ƙarfe na saman. LHFRC na iya haɓaka ƙarfin lanƙwasa na siminti sosai. Idan aka kwatanta da simintin da ba shi da laushi, ƙarfin lanƙwasa na simintin da ba shi da laushi yana ƙaruwa da kusan kashi 20%, kuma idan aka kwatanta da LSFRC, ƙarfin lanƙwasa yana ƙaruwa da kashi 2.6%, amma ba shi da tasiri sosai akan tsarin lanƙwasa na simintin da ba shi da laushi. Tsarin lanƙwasa na LHFRC ya fi na simintin da ba shi da laushi girma da kashi 1.3% ƙasa da na LSFRC. LHFRC kuma na iya ƙara ƙarfin lanƙwasa na siminti sosai, kuma ma'aunin taurin lanƙwasa ya ninka na siminti sau 8 sau da kuma sau 1.3 sau na LSFRC. Bugu da ƙari, saboda bambancin aikin zare biyu ko fiye a cikin LHFRC a cikin siminti, bisa ga buƙatun injiniya, ana iya amfani da tasirin haɗin gwiwa na zaren roba da zaren ƙarfe a cikin siminti don inganta sassauci, juriya, ƙarfi, ƙarfin tsagewa, ƙarfin lanƙwasa da ƙarfin lanƙwasa na kayan, inganta ingancin kayan da tsawaita rayuwar kayan.

——Abstract (Tsarin gine-ginen Shanxi, Vol. 38, No. 11, Chen Huiqing)