コンクリート中の繊維の利点

コンクリートは地元の材料から作られ、比較的安価で、さまざまな形状の建築コンポーネントに鋳造できるため、建設業界で人気があります。建物構造の美しさを反映するだけでなく、比較的高い圧縮耐性も備えています。

コンクリート建物の問題点

コンクリートはセメントなどの脆い材料でできています。注ぐために使用される材料の特性により、その低引張強度が決まります。したがって、一部の圧縮コンポーネントが実際のプロジェクトで使用される場合、圧縮強度が低いため、圧縮時に亀裂が発生し、コンポーネントが破損して建物全体の安定性が損なわれる可能性があります。建設プロセス中、コンクリートの機械的特性は、主にコンクリートの原材料、注入、メンテナンス、輸送プロセスにおけるさまざまな要因により低下します。

コンクリートは自重が大きく、強度が高くなるほど脆さが顕著になります。{0}したがって、コンクリートは大スパン構造の安定性要件を満たすことができません。-。次に、コンクリートは耐久性が低いです。自然環境にあるコンクリートは、常に一定の温湿度状態に保たれるわけではありません。温度が高すぎるとコンクリートが損傷し、膨張して内部構造が破壊されます。一方、温度が低すぎるとコンクリートが収縮して多くの亀裂が発生します。

コンクリートの未来

建設技術の継続的な発展に伴い、高性能、耐圧縮性、耐亀裂性、耐久性に優れた-コンクリート-の研究が始まりました。建材業界の継続的な研究と探求により、コンクリートに繊維を添加すると、コンクリートの性能を上記の基準まで向上させることができることが判明しました。

繊維強化コンクリートのメリット

コンクリートの本質的な欠点は、その材料がコンクリートを改善できないことです。繊維は、高弾性率や高引張強度などの独自の特性によりコンクリートの性能を向上させますが、コンクリート材料の化学的特性は変化させず、したがってコンクリートの内部構造を破壊しません。

亀裂の抑制

繊維は、弾性率や引張強度などの高い物理的および機械的特性を備えています。コンクリートに添加することでひび割れの発生を効果的に抑制・防止します。炭素繊維の弾性率は他の繊維に比べて1～5倍、引張強度は他の繊維に比べて1～10倍高い。カーボンファイバーは高温や腐食にも耐性があります。

コンクリートの注入および硬化中、特に曲げ部材の場合、標準外の温度と湿度条件によりコンクリートに初期亀裂が発生します。{0}}圧力がかかると、コンクリートの初期亀裂の先端に応力集中が生じます。コンクリートに亀裂が入っています。試験体全体の応力分布が不均一な場合、亀裂は拡大し続け、最終的にはコンクリートに損傷を与え、現実の安全上の問題となります。コンクリートに炭素繊維を添加し、コンクリートを圧縮すると、炭素繊維がひび割れ先端の応力集中の一部を吸収し、繊維を介してコンクリート全体に応力を伝達し、ひび割れの発生や拡大を抑制します。

強化された機械的特性

コンクリートの混合・打設時には、混合時に発生した微量の気泡がコンクリート内部に残るなど、さまざまな不具合が発生します。気泡が消失するとコンクリートに元々の欠陥が形成され、コンクリートの圧縮強度が低下します。炭素繊維をコンクリートに添加すると、軽くて細い炭素繊維がコンクリート中にランダムに分布し、コンクリートマトリックスとの結合力と摩擦により骨材が強固に結合します。また、炭素繊維はサイズが小さいため、コンクリートの混合によって生じる細孔を埋めることができ、骨材が緻密になり、コンクリートの圧縮強度が向上します。

強化効果

コンクリートの強度が高くなるほど、その脆さが顕著になります。炭素繊維を添加すると、コンクリートの脆性構造が改善され、靭性が向上します。コンクリートが外部から荷重を受けると、内部の初期欠陥がゆっくりと広がり亀裂が生じます。亀裂が大きい場合、炭素繊維が亀裂間に橋を架け、応力の一部を吸収することができます。炭素繊維は優れた物理的および機械的特性を備えているため、試験片は圧力の作用下で亀裂を拡大し続け、まず炭素繊維とコンクリート母材の間の結合力と摩擦に打ち勝ちます。この過程で炭素繊維は多くのエネルギーを吸収し、亀裂の拡大時間を延長し、亀裂の拡大を抑制し、コンクリートの靭性を向上させます。

ファイバーコンクリートの性能