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国际创新研究期刊》的研究在科学、工程和技术

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混合的影响,金属丝网的抗弯性能和厚度混合PVA纤维钢丝网水泥面板

Nadim Abushawashi1,Vanissorn Vimonsatit2
  1. 土木工程学系博士生,科廷科技大学、澳大利亚珀斯
  2. 土木工程系讲师,科廷科技大学、澳大利亚珀斯
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文摘

介绍一个实验调查的结果的抗弯性能混合聚乙烯醇(PVA)纤维钢丝网水泥(高频电炉)复合材料板。的主要重点是影响混合矩阵和钢丝网内容面板中有不同的厚度。影响使用粉煤灰和硅灰的混合物从21板的测试研究。最好进行混合然后选择准备额外的27个钢丝网水泥panelswith不同厚度和钢丝网层。观察偏转硬化、能量吸收和弯曲应力在这个实验中具有重要意义。开裂后的能量吸收和韧性指标计算挠曲测试结果,和用于强度的评估能力的这种类型的胶结复合材料。

关键字
混合的钢丝网水泥,钢筋含量、厚度、弯曲强度。

介绍
非凡的现浇薄胶结建筑材料性能较高的激发了这种材料的应用在建设国家。钢丝网水泥是一种薄壳加固砂浆,通常液压水泥钢筋层的连续网。网格可能由金属材料或其他合适的材料[1]。钢丝网的内容在一个钢丝网水泥面板结构强度性能产生显著的影响[2]。特定的指南网礼节和钢丝网水泥的设计在549年ACI委员会报告。钢丝网水泥是耐用的建筑材料,可以持续多年。这个薄胶结复合的耐久性取决于许多因素,如砂浆组成、钢筋腐蚀、渗透率、和建筑应用[3]。改善钢丝网水泥结构规范的另一种方法是监控认为增强砂浆混合物等添加剂,并利用粉煤灰替代部分水泥[4]。钢丝网水泥的性能改进也一直受到钢筋类型和比率的影响

二世。背景
混合纤维的纤维或杂交过程胶结复合材料是通过结合不同类型的纤维,在结构和力学性能[5]。混合物的混合纤维体积分数1.5%到2% (Vf)与高容量粉煤灰高性能纤维增强胶结复合显示(HPFRCC)行为。通常纤维增加延性的影响,开裂后的力量和能量吸收能力。以来,网内容显著影响性能的钢丝网水泥用作结构元素进行绑定时刻[6]。很明显,一个特定的钢丝网的内容,和类型的钢丝网水泥面板有实质性影响的增强自己的能量吸收能力,及其一般强度性能[7,8]。
研究PVA(聚乙烯醇)mono今年纤维钢丝网水泥只有一层钢丝网,显示了更好的整体性能的开裂行为[9],比传统的钢丝网水泥产量和最终的优势(10、11)。的影响,使用两种类型的PVA纤维在钢丝网水泥研究集中在这个阶段。以下的研究将集中在抗弯性能通过调整混合,钢丝网内容,试样厚度的混合组合。

三世。实验程序和材料的混合物
在这项研究中一个实验性项目将研究使用不同的混合水的效果比和添加剂的混合纤维钢丝网水泥砂浆抗弯性能的钢丝网水泥面板。添加剂使用强塑剂和硅灰。增加粉煤灰的影响内容从25%到50%的弯曲行为混合PVA纤维复合材料也进行了评估。其他重要的努力在优化线钢筋网内容和PVA纤维钢丝网水泥混合显示的面板厚度应变硬化和多个在弯曲开裂行为通过使用两种类型的PVA纤维(聚乙烯醇)。在准备的钢丝网水泥面板、普通硅酸盐水泥、粉煤灰和硅灰。可用的本地天然硅砂骨料是清洁和所有粘土块和其他外部材料分开。灵活的鸡镀锌六角网和钢丝直径1.4毫米的线间距的40毫米被用来加强生产钢丝网水泥石板。PVA纤维被添加为今年钢筋钢丝网水泥。这些PVA纤维的不同属性表1中列出。总纤维含量为1.5%体积分数(0.75% Vffrom每种类型)。
图像
在这项研究中有两个实验系列。第一次是由测试21混合纤维钢丝网水泥面板包含4丝网层不同的混合物。在第二个测试系列中,额外的27个钢丝网水泥面板的大小长度620毫米,200毫米宽,和变厚度25日30和40毫米,使钢丝网钢筋的体积分数(Vr)计算根据ACI 549 [12]。表2总结了标本鉴定和加固板测试的第二个系列的信息。砂浆混合比例和相应的抗压强度的混合见表3。根据抗压强度结果,所有与0.25粉煤灰混合比率提供了类似的抗压强度比控制混合。混合CL提供最高的抗压强度大于C1强度值。所有与0.5粉煤灰混合比率显示低强度表明它只适合当高强度并不是必需的。
图像

四、结果与讨论
4.1混合矩阵的影响。通过fibre-matrix挠曲强度的增强导致增加的应变硬化和最终裂纹应力。stress-deflection曲线的测试板与不同的混合比例和钢丝网内容见图1。观察到,降低水灰比,添加硅灰、粉煤灰的内容可以增加测试标本的抗弯和抗压强度值。基于获得的弯曲行为,面板CL40-4提供最高的极限弯曲强度,这是与材料立方体强度一致。然而,必须指出的是,CL混合非常僵硬而所有其他在这个测试混合使用。另一方面,第一峰值应力和CN40-4试样的强度极限强度大于其他混合的结果。然而,《华盛顿邮报》屈服应变能力显示了一个轻微的下降大约13%的C1/40-4控制混合物。应该注意,这对延性下降没有显著的影响。根据整个表演的混合物,CN40-4比较CX和CY控制混合C1,使用0.25比例的粉煤灰水泥替代似乎并没有任何影响弹性行为。另一方面,添加硅灰的组合显示了一个显著的改善通过减少挠度弯曲性能和增加强度起初裂纹。 After the first crack, CX and CY panels appear to develop multiple cracking in a lower deflection range and achieve lower ultimate strength value than that of C1 panel. Due to the high amount of fly ash in CG and CZ panels, a significant decreases in the flexure strength and strain capacity is observed. The stress at the first crack and the ultimate strength are the lowest, which were about 50% reduction in values when compared to other tested panels.
图像
4.2钢丝网的影响内容的最终力量测试面板见图2。板的厚度40毫米发现下降与降低数量的金属丝网层,除了电池板6网层。观察到,CN40 4层钢丝网(0.67% Vr)提供了最佳的强度极限强度最高的行为。类似stress-deflection行为在标本CN30 CN25,分别与3层钢丝网,钢筋。CN30标本的检测结果表明,CN30 3网层执行比2和4层板。这些结果,虽然有小的差异,表明最优网内容没有必要的最大体积分数强化。CN25-3标本中观察到显著的应力值,展品41%强度大于CN25-2的极限强度。CN25-3的出色业绩表明,可以确定最佳厚度和钢丝网的内容混合纤维钢丝网水泥面板。所有测试标本也显示补充增加的屈服应变能力和极限强度与两层钢筋。这种行为是由于混合PVA纤维的有效强化内容除了钢丝网。 It is substantial in strain hardening materials that the load, or from the stress- deflection curve, after reaching the first stress peak, the stresses increase until reaching the ultimate strength [13]. This behaviour of the material is due to the procedure of discontinuous reinforcement and the effect of fibre hybridization [14]. It is important to note that all tested specimens demonstrate strain hardening behaviours, and the variety of continuous reinforcement content and the specimen thickness have very little effect on the behaviour. Insensitivity to these parameters, while maintaining strain hardening behaviours, indicates a better prospect in the use of such hybrid ferrocement composites. Another important indicator of strain hardening behaviour is the multiple crack formation of flexure tested specimens [15], which is formed as seen in Fig. 3. It is observed that the small cracks close considerably after removal of load. Previous studies have shown that the usage of different length of fibre in a cementitues composites increases the bridging stress-versus-crack relation, and that the activation of different fibres occurs at different scales of the material structure [16]. This explains the multiple cracks formation in all tested specimens, even by small amount of continuous reinforcement content like CN40-2 and especially in CN30-2.
图像
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4.3影响试样厚度的混合物用于调查是CN厚度的影响。极限强度的钢筋含量0.67% Vr(4网状层)是exhibitingallother优势。3层钢丝网的使用在所有的测试面板厚度也收益率相对较高的强度值。等效应力结果在测试板的极限载荷,如图4所示,显示25毫米厚板3网层展示了非凡的强度测试结果相比,所有30和40毫米厚板。可以理解的,这种行为可以显著的考虑这些胶结复合材料的最佳减肥。平均的能量吸收值的极限开裂后应力混合纤维钢丝网水泥标本,每2、3和4层,不同粗细的图5所示。低能量吸收值在40毫米厚板用2层钢丝网可以解释不足导致钢筋含量只有0.33% Vr和一个大型覆盖限制自由流动的能量耗散过程。标本25毫米厚度,后裂缝已经开始在一个很高的能量水平。这可能与它更好地强化内容(Vr 0.80%)支持混合PVA纤维从第一高峰,直到极限强度。
图像
根据巴尔et al。(17、18)韧性指数可以用来测量纤维增强水泥复合材料的能量吸收。根据ASTM C1609[19]韧性指数载荷挠度曲线下的面积达到给定的偏差除以相同的曲线下的面积第一裂纹偏转。表4总结了所有的测试板的结果。韧性结果confirmall呈现结果相关的能量吸收后开裂点。基于这些结果,它可以观察到,增加钢筋含量从0.67%到0.80% Vrallows面积较大的荷载传递和相应增加了能量吸收水平。
图像

诉的结论
根据结果可以得出以下结论:添加粉煤灰(25%)、硅灰,Superplasticizersis发现是一个重要因素,增加和易性(混合流),抗压强度,不会影响抗弯强度在负wayin高频电炉复合材料。钢丝网加固优化的内容会导致挠曲强度的普遍增加,拉伸延性和能量耗散的高频电炉复合材料。钢丝网的厚度减少,同时调整内容增加了应变硬化,韧性和能量吸收水平尤其是薄面板。这导致面板在不影响强度的一般减肥混合PVA纤维钢丝网水泥复合材料的能力。非凡的力量和能量吸收的结果已经被使用钢丝网的体积分数0.80%至0.69为不同厚度进行测试。

VI。确认
本研究是在科廷大学土木工程学系的实验室。协助实验室人员对实验工作我将非常感谢。

引用
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  3. 马苏德,一个。,et al., Performance of ferrocement panels in different environments. Cement and Concrete Research, 2003. 33(4): p. 555-562.
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