النظرية الأساسية للخرسانة المسلحة بألياف الصلب

تعمل الألياف الفولاذية في الخرسانة بشكل أساسي على الحد من تمدد الشقوق الخرسانية ، بحيث يتم تحسين مقاومة الشد والانثناء والقص بشكل ملحوظ مقارنة بالخرسانة العادية. كما تم تحسين مقاومة الصدمات ، ومقاومة التعب ، وصلابة ما بعد التكسير والمتانة بشكل كبير. يمكنه تحويل الخرسانة التي كانت في الأصل مادة هشة إلى مادة مركبة لها خصائص بلاستيكية معينة.

Ⅰ. نظرية تباعد الألياف للخرسانة المسلحة بالألياف الفولاذية

تم اقتراح نظرية تباعد الألياف ، والمعروفة أيضًا باسم نظرية مقاومة تشققات الألياف ، من قبل جي بي روموالدي وجي بي باتسون في 1963. وفقًا لنظرية ميكانيكا الكسر المرن الخطي ، تشرح النظرية تأثير تقييد الألياف على حدوث وتطور التشققات. من المعتقد أنه من أجل زيادة قوة الشد للخرسانة ، وهي مادة هشة ذات عيوب داخلية ، فمن الضروري تقليل حجم العيوب الداخلية قدر الإمكان وتحسين الصلابة. قلل من شدة الإجهاد والتركيز عند طرف الكراك. لذلك ، يتم استخدام ألياف الصلب لتوصيل الشقوق. عند الشد ، تنقل الألياف التي تعبر الشقوق الحمل إلى الأسطح العلوية والسفلية للشقوق ، بحيث تستمر المواد الموجودة في الشقوق في تحمل الحمل. بهذه الطريقة ، يتم تخفيف تركيز الضغط على حافة الحفرة بسبب حدوث التشققات. مع زيادة عدد ألياف التصدع الجسور ، كلما قلّت المسافة بين ألياف الصلب ، زاد تركيز الضغط عند طرف الشق وزاد مجال الضغط العكسي على طرف الشق. عندما يزداد عدد الألياف الموزعة بكثافة في الشقوق ، سيختفي تركيز الإجهاد ، مما يشير إلى تأثير الألياف المضادة للتكسير ، أي في عملية تكوين بنية المواد المركبة وفشل الإجهاد ، فإنه يتحسن بشكل فعال مقاومة الكراك للمواد المركبة قبل وبعد الإجهاد. القدرة على البدء والتوسيع يمكن أن تحقق الغرض من تقوية وتقوية الخرسانة بواسطة ألياف الصلب.

Ⅱ. نظرية تأخر القص لنقل الإجهاد البيني في الخرسانة المسلحة بألياف الصلب

في الخرسانة المصنوعة من الألياف الفولاذية ، يختلف هيكل مصفوفة الأسمنت حول الألياف الفولاذية عن هيكلها الخاص ، أي أن هناك طبقة واجهة بين الألياف الفولاذية والمصفوفة. يعتمد أداء الخرسانة المصنوعة من الألياف الفولاذية بشكل أساسي على أداء المصفوفة الخرسانية ومحتوى الألياف الفولاذية وخصائص الواجهة بينها. من المفترض أن الواجهة عبارة عن طبقة رقيقة ذات سمك ضئيل ، ولكن لها خصائص ميكانيكية معينة. عندما يتم تطبيق الحمل على الخرسانة المصنوعة من الألياف الفولاذية ، يتم تطبيق الحمل بشكل عام على المصفوفة منخفضة المرونة أولاً ، ثم يتم نقل جزء من الحمل إلى ألياف معامل المرونة العالية من خلال واجهة مصفوفة الألياف ، بحيث مصفوفة تشترك في الحمل من أجل تعزيز الوزن المحمل.