вступ
Розтріскування є однією з найпоширеніших проблем якості збірних залізобетонних плит. Навіть невеликі поверхневі тріщини можуть вплинути на зовнішній вигляд, довговічність і-працездатність. Чому одні збірні плити тріскаються за однакових умов, а інші залишаються стабільними?
Бетонні волокна пропонують практичне рішення. Діючи як мікро-армуюча мережа, волокна допомагають контролювати усадку, розсіюють внутрішню напругу та обмежують утворення ранніх тріщин. У порівнянні з традиційним сталевим армуванням, ефект волокон поширюється на всю бетонну матрицю, а не обмежується фіксованим місцем. Фіброармування стало невід'ємною частиною сучасного виробництва збірних плит.
Чому у збірних бетонних панелях виникають тріщини
Тріщини в збірних бетонних панелях рідко викликані одним фактором. Частіше це виникає внаслідок комбінованих ефектів усадки матеріалу, коливань температури, умов утримування та навантажень раннього-віку, що діють на різних етапах виробництва. Ці напруги мають тенденцію накопичуватися та зрештою вивільнятися в структурно слабких місцях.
Рання пластична усадка
Свіжий бетон може швидко втрачати поверхневу вологу, особливо в жаркому, сухому або вітряному середовищі.
Коли поверхневий шар починає скорочуватися, а внутрішній шар залишається в пластичному стані, розвивається напруга розтягування, що призводить до дрібних, нерівномірних тріщин типу "карти" або "пластичної усадки".
Загальні сприяючі фактори включають:
Швидка втрата вологи поверхнею через високу температуру, низьку вологість, сильний вітер або прямі сонячні промені
Надмірний спад або недостатня кровотеча, що призводить до відсутності захисної плівки поверхневої води
Ненанесення своєчасного покриття поверхні або затвердіння туманом
Усадка при висиханні під час затвердіння
Після твердіння бетон продовжує втрачати вологу і зазнає об'ємної усадки. Проблема часто полягає не в самій усадці, а в стримуванні цієї усадки.
Арматура, вбудовані деталі, з’єднувачі, тертя опалубки та нерівномірне внутрішнє та зовнішнє висихання можуть сприяти накопиченню напруги розтягування. Коли це напруження перевищує міцність бетону на розрив, можуть з’явитися наскрізні-тріщини або часткові-глибини.
Цей тип розтріскування зазвичай спостерігається в:
Довгі, тонкі стінові панелі або тонкі панелі, де усадкова деформація більш виражена
Ділянки з низьким коефіцієнтом армування або різкими змінами жорсткості
Панелі зазнають великих перепадів вологи або температури між серцевиною та поверхнею
Теплове розширення, звуження та температурна напруга
Під час гідратації цементу виділяється тепло, що призводить до підвищення внутрішньої температури панелі над температурою поверхні. У поєднанні з коливаннями температури вдень і вночі або змінами умов затвердіння парою це може створити градієнт температури.
Коли ядро та поверхня розширюються або стискаються з різною швидкістю, розвивається теплова напруга. Це особливо важливо для товстих панелей, елементів великого-формату або коли цикли затвердіння парою не контролюються належним чином.
Типові ознаки включають:
Раннє-розтріскування, особливо при великих перепадах температур
Поширення тріщин уздовж слабких ліній, навколо отворів або біля країв панелі
Ранній-віковий стрес, деформування та підйом
Щоб підвищити ефективність виробництва, збірні панелі часто виймають, нахиляють і піднімають у ранньому віці, поки міцність бетону ще розвивається.
Локалізовані напруги або ударні навантаження можуть виникати навколо точок підйому, країв, кутів і середніх-зон прогину прольоту, що призводить до волоскових тріщин, тріщин у кутах або відколювання країв.
Загальні фактори ризику включають:
Передчасне видалення з форми або недостатнє затвердіння
Неправильне розташування точки підйому або неправильні кути підйому
Вібрація і вторинний вплив під час транспортування, особливо на великі відстані
Концентрація напруги, спричинена деталями конструкції
Отвори, гострі кути, вбудовані пластини, гільзи та підйомні анкери змінюють шляхи навантаження та розподіл жорсткості, створюючи локалізовані зони концентрації напруги.
Порівняно з плоскими однорідними ділянками ці місця з більшою ймовірністю стануть точками виникнення тріщин. Без додаткових структурних деталей або заходів із-контролю тріщин ризик утворення тріщин значно зростає.
Області високого-ризику зазвичай включають:
Кути дверних і віконних прорізів (класичні точки концентрації напруг)
Області навколо вбудованих компонентів або щільні макети вставок
Зони біля підйомних анкерів і тонких країв
Як волокна працюють усередині збірного бетону
Волокна не призначені для заміни сталевої арматури. Натомість вони діють як тривимірна сітка безпеки, розкинута по всьому збірному елементу, спрацьовуючи до появи тріщин і продовжуючи працювати навіть після того, як тріщини починаються. Рівномірно розподілені в бетоні волокна утворюють мікро-мережу армування, яка розширює опору за межі фіксованих місць арматури на всю матрицю. Коли мікротріщини виникають через усадку, температурні зміни або обмеження, волокна перекривають ці тріщини, як шви, уповільнюючи їх зростання та обмежуючи ширину тріщини. У той же час вони допомагають перерозподіляти локалізовану напругу розтягування, зменшуючи концентрацію напруги, викликану обмеженням опалубки, вбудованими компонентами або нерівномірним висиханням, і знижуючи ризик розтріскування в кутах і краях. Для виробників збірних заготовок вибір правильного типу волокна та використання правильного дозування часто призводить до меншої кількості повторних робіт, чистішої обробки поверхні та стабільнішої загальної якості панелей.
Типи волокон, що використовуються в збірних бетонних панелях
Вибір правильногобетонна фібраце не стільки «найкращий загалом», скільки про підбір волокна до тріщини, яку ви намагаєтеся зупинити. У виробництві збірних виробів більшість волокон поділяють на кілька практичних категорій.
Поліпропіленове волокно для бетону
Виготовлені зі 100% поліефірних синтетичних матеріалів і оброблені за допомогою унікального процесу, пов’язані синтетичні волокна з мононитки мають такі переваги, як висока міцність, стійкість до корозії, стійкість до високих температур, висока хімічна стабільність і міцне зчеплення з асфальтом. При додаванні до асфальтобетону та перемішуванні вони можуть утворювати величезну кількість тривимірних випадкових розподілів волокнистих моноволокон, які можуть відігравати важливу роль у зміцненні та перемиканні, тим самим ефективно покращуючи механічні властивості асфальтобетонних сумішей і запобігаючи розтріскування асфальтобетону.
Сталеві волокна для бетону
Бетон, армований сталевим волокном, є новим багатофазним композитним матеріалом, утвореним шляхом включення довільно розподілених гофрованих сталевих волокон із коротким зсувом у звичайний бетон. Ці хаотично розподілені зсувні гофровані сталеві волокна можуть ефективно перешкоджати поширенню мікротріщин і утворенню макротріщин у бетоні, значно покращуючи властивості бетону на розтягування, згинання та ударостійкість, а також демонструючи хорошу пластичність.
Поліпропіленове кручене волокно
Виготовлений з поліпропілену за допомогою спеціального процесу паралельного витягування та скручування, а також обробки поверхні, він має високу міцність на розрив, хорошу дисперсійність у бетоні та міцну міцність зв’язку, що робить його придатним для зміцнення тріщин у цементному бетоні.
Поліакрилонітрильне волокно
Поліакрилонітрильне волокно - це новий тип армуючого волокна, який використовується в асфальтобетонному або цементному бетоні для посилення та запобігання розтріскування. Це синтетичне волокно, виготовлене з поліакрилонітрильної смоли за допомогою спеціального процесу.
Контроль тріщин при усадці волокна та пластику
Припущення, що волокна можуть замінити належне затвердіння
Волокна допомагають перекрити мікротріщини та уповільнити поширення тріщин, але вони не можуть зупинити розтягуючі напруги, викликані ранньою втратою вологи. Коли збірні панелі піддаються дії високих температур, сильного вітру або низької вологості, все одно можуть виникнути пластикові усадочні тріщини-, особливо на великих відкритих поверхнях.
Неправильне дозування клітковини
Волокна допомагають контролювати мікротріщини, але самі по собі не перешкоджають швидкому випаровуванню. Без належного затвердіння може розвинутися розтріскування пластичної усадки. Правильне затвердіння залишається першою лінією захисту, тоді як волокна діють як допоміжний засіб.
Погане змішування, що призводить до утворення волокон у кульки
Використання занадто малої кількості волокон забезпечує обмежений контроль розтріскування, тоді як надмірний вміст волокон може погіршити придатність до обробки, затримати повітря та створити проблеми з обробкою поверхні. Завжди дотримуйтеся рекомендованого діапазону дозування постачальника волокна та регулюйте його залежно від товщини панелі, впливу поверхні та умов використання.
Використання структурних волокон там, де потрібні мікроволокна
Багато виробників зосереджуються лише на «більш{0}}міцних» структурних волокнах. Проте ранню-усадку пластику та дрібні поверхневі тріщини часто краще контролювати за допомогою мікроволокон, які швидко створюють щільні-точки перекриття тріщин. Структурні волокна більше підходять для стійкості до ударів, міцності після-тріщин і контролю макро-тріщин. Невідповідність підбору волокон часто призводить до результату «волокна використані, але тріщини все одно з’являються».
Ігнорування геометрії панелі та обмежень
Збірні панелі не є рівномірно напруженими плоскими елементами. Кути, віконні та дверні отвори, зони навколо вбудованих частин, точки підйому та тонкі краї створюють концентрацію напруги. Обмеження опалубки, нерівномірний розподіл арматури та диференціальне висихання додатково посилюють напруги розтягування. Якщо волокна додавати лише на рівні суміші без оптимізації методів проектування та виробництва в цих критичних зонах, розтріскування, ймовірно, залишиться зосередженим у тих самих областях.
FAQ
Питання: Чи можуть волокна повністю запобігти розтріскування в збірних бетонних панелях?
В: Ні. Волокна допомагають контролювати та зменшувати розтріскування, але вони не можуть повністю його усунути. Вони обмежують утворення тріщин і ширину тріщини, тоді як правильне проектування суміші, затвердіння та будівельні практики залишаються важливими.
З: Чи можуть волокна замінити традиційну сталеву арматуру?
A: Ні. Волокна та сталева арматура служать різним цілям. Сталева арматура несе структурні навантаження, тоді як волокна покращують захист від розтріскування, міцність і ефективність-старіння.
З: Який тип волокна найкращий для збірних стінових панелей?
A: Це залежить від ризику злому. Мікроволокна PP ефективні для контролю усадки пластику, волокна PVA забезпечують кращий контроль мікротріщин, а сталеві волокна використовуються там, де потрібна більш висока міцність.
З: Чи впливають волокна на обробку поверхні або зовнішній вигляд?
A: При правильному виборі та змішуванні волокна зазвичай покращують якість поверхні, зменшуючи видимі тріщини. Однак неправильне дозування або погана дисперсія можуть вплинути на якість поверхні.
З: Чи підходять волокна для тонких збірних панелей?
A: Так. Тонкі панелі мають значну перевагу, оскільки волокна допомагають контролювати утворення тріщин у місцях, де покриття традиційної арматури обмежене.
З: Чи змінюють волокна процедури змішування бетону або укладання?
A: Лише трохи. Волокна необхідно додавати та розподіляти правильно, але стандартні процедури змішування та лиття збірного бетону, як правило, залишаються незмінними.
З: чи є волокна економічно ефективними-для виробництва збірного залізобетону?
В: У більшості випадків так. Скорочення доопрацювання, менший відсоток відмов і покращена узгодженість панелей часто компенсують додаткові витрати на матеріали.
Висновок
Контроль тріщин у збірних залізобетонних плитах неможливо досягти одним рішенням. Волокна діють синергетично з дизайном бетонної суміші, затвердінням і армуванням для покращення загальної продуктивності. Контролюючи усадку, розподіляючи внутрішню напругу та обмежуючи поширення тріщин, волокна допомагають збірним плитам зберігати свою цілісність від лиття до встановлення. Для виробників збірних компонентів, які віддають перевагу якості, зовнішньому вигляду та-тривалій довговічності, вибір відповідного типу волокна та дозування є практичним і ефективним способом зменшити кількість дефектів, зменшити кількість повторних робіт і підвищити надійність виробництва.
