Бетон, армированный стекловолокном - Glass fiber reinforced concrete
Бетон, армированный стекловолокном ( GFRC ), представляет собой разновидность бетона, армированного фиброй . Продукт также известен как бетон, армированный стекловолокном, или GRC на британском английском языке . Стекловолоконный бетон в основном используется для изготовления наружных фасадных панелей зданий и в качестве сборного железобетона для архитектурных сооружений. В чем-то похожими материалами являются фиброцементный сайдинг и цементные плиты .
Сочинение
Бетон, армированный стекловолокном, состоит из высокопрочного, стойкого к щелочам стекловолокна, встроенного в бетонную матрицу . В этой форме волокна и матрица сохраняют свою физическую и химическую идентичность, предлагая при этом синергетическую комбинацию свойств, которая не может быть достигнута ни одним из компонентов, действующих в одиночку. В общем, волокна являются основными элементами, несущими нагрузку, в то время как окружающая матрица удерживает их в желаемых местах и ориентации, действуя как среда передачи нагрузки между волокнами и защищая их от повреждения окружающей средой . Волокна обеспечивают усиление матрицы и другие полезные функции в армированных волокнами композитных материалах. Стекловолокно может быть включено в матрицу непрерывной или прерывистой (рубленой) длиной.
Износостойкость исходного типа стекловолокна была низкой, поскольку щелочность цемента вступала в реакцию с его кремнеземом. В 1970-х годах начали поступать в продажу устойчивые к щелочам стекловолокна. Устойчивость к щелочам достигается за счет добавления в стекло диоксида циркония . Чем выше содержание диоксида циркония, тем выше устойчивость к щелочному воздействию. Стекловолокно AR должно иметь содержание диоксида циркония более 16%, чтобы соответствовать международно признанным спецификациям (EN, ASTM, PCI, GRCA и т. Д.).
Ламинаты
Широко используемое применение для бетона, армированного волокнами, - это конструкционный ламинат , получаемый путем склеивания и консолидации тонких слоев волокон и матрицы с получением желаемой толщины. Ориентацией волокон в каждом слое, а также последовательностью укладки различных слоев можно управлять для создания широкого диапазона физических и механических свойств композитного ламината. Литой GFRC без стального каркаса обычно используется для чисто декоративных применений, таких как оконные рамы, декоративные колонны, внешние фризы или стеновые панели, похожие на известняк .
Характеристики
При проектировании панелей из бетона, армированного стекловолокном, используются знания об их основных свойствах при растягивающих , сжимающих, изгибающих и сдвиговых усилиях, а также оценки поведения при вторичных воздействиях нагрузки, таких как ползучесть, тепловая реакция и движение влаги.
Между конструкционным металлом и композитами, армированными волокном, существует ряд различий. Например, металлы в целом проявляют податливость и пластическую деформацию , тогда как большинство армированных волокном композитов являются эластичными по своим характеристикам напряжения-деформации при растяжении. Однако непохожая природа этих материалов обеспечивает механизмы поглощения высокой энергии в микроскопическом масштабе, сравнимые с процессом текучести. В зависимости от типа и силы внешних нагрузок многослойный композитный материал может постепенно ухудшаться в свойствах, но обычно не разрушается катастрофическим образом. Механизмы развития и роста повреждений в металлоконструкциях и композитных конструкциях также весьма различны. Другими важными характеристиками многих армированных волокном композитов являются их некоррозионные свойства, высокая демпфирующая способность и низкие коэффициенты теплового расширения.
Архитектурные панели из стекловолокна имеют общий вид сборных бетонных панелей, но имеют несколько существенных отличий. Например, панели GFRC в среднем весят значительно меньше сборных бетонных панелей из-за их меньшей толщины. Их небольшой вес снижает нагрузку на конструктивные элементы здания, делая строительство каркаса здания более экономичным.
Сэндвич-панели
Сэндвич-панель представляет собой композит из трех или более материалов, соединенных вместе, чтобы сформировать структурную панель. Он использует преимущества прочности на сдвиг материала сердцевины с низкой плотностью и высоких пределов прочности на сжатие и растяжение облицовки из стеклопластика для получения высокого отношения прочности к массе.
._01..JPG)
Теорию сэндвич-панелей и функции отдельных компонентов можно описать, проведя аналогию с двутавровой балкой . Сердцевина сэндвич-панели сравнима со стенкой двутавровой балки, которая поддерживает фланцы и позволяет им действовать как единое целое. Стенка двутавровой балки и сердцевина сэндвич-панелей испытывают сдвиговые напряжения балки. Сердцевина сэндвич-панели отличается от стенки двутавровой балки тем, что она поддерживает непрерывную опору для облицовки , позволяя обрабатывать облицовки до или выше их предела текучести без гофрирования или коробления. Очевидно, что связи между сердечником и облицовкой должны быть способны передавать поперечные нагрузки между этими двумя компонентами, что делает всю конструкцию единым целым.
Нагрузка -проведение емкости многослойной панели может быть значительно увеличена путем введения света стального каркаса . Каркас из легких стальных стоек аналогичен обычному каркасу из стальных стоек для стен, за исключением того, что каркас заключен в бетонное изделие. Здесь стороны стального каркаса покрыты двумя или более слоями GFRC, в зависимости от типа и величины внешних нагрузок. Прочный и жесткий GFRC обеспечивает полную боковую поддержку шпилек с обеих сторон, предотвращая их скручивание и продольное изгибание. Полученная панель легка по сравнению с традиционным железобетоном, но при этом прочна и долговечна, с ней легко обращаться.
Использует
GFRC невероятно универсален и имеет большое количество вариантов использования благодаря своей прочности, весу и дизайну. Чаще всего этот материал встречается в строительной отрасли. Он используется в очень сложных случаях, таких как архитектурная облицовка, которая вешается на несколько этажей над тротуарами, или даже больше для эстетики, такой как предметы интерьера, такие как журнальные столики GFRC .