Бетон, армированный стекловолокном - Glass fiber reinforced concrete

Бетон, армированный стекловолокном (GFRC) является разновидностью фибробетон. Продукт также известен как бетон, армированный стекловолокном или же GRC в Британский английский.^[1] Стекловолоконный бетон в основном используется для изготовления наружных фасадных панелей зданий и в качестве сборного железобетона для зданий. В чем-то похожие материалы сайдинг из фиброцемента и цементные плиты.

Сочинение

Бетон, армированный стекловолокном, состоит из высокопрочных, устойчивых к щелочам стекловолокно заложенный в бетон матрица.^[2] В этой форме волокна и матрица сохраняют свою физическую и химическую идентичность, предлагая синергетический сочетание свойств, которые не могут быть достигнуты с помощью одного из компонентов. Как правило, волокна являются основными несущими элементами, в то время как окружающая матрица удерживает их в желаемых местах и ориентации, действуя как среда передачи нагрузки между волокнами и защищая их от относящийся к окружающей среде повреждать. Волокна обеспечивают армирование матрицы и другие полезные функции в армированных волокнами композитных материалах. Стекловолокно можно включать в матрицу непрерывной или прерывистой (рубленой) длины.

Износостойкость стекловолокна исходного типа была низкой, так как щелочность цемент реагирует со своим кремнеземом. В 1970-х годах начали поступать в продажу устойчивые к щелочам стекловолокна.^[1] Устойчивость к щелочам достигается добавлением цирконий к стеклу. 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

Фибробетон широко используется в строительстве. ламинат, полученный путем склеивания и консолидации тонких слоев волокон и матрицы до 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 известняк -подобные стеновые панели.

Характеристики

При проектировании панелей из стекловолокна используются знания об основных свойствах панелей. растяжение, сжимающие, изгибающие и поперечные силы в сочетании с оценками поведения при вторичных воздействиях нагрузки, таких как ползучесть, тепловая реакция и перемещение влаги.

Между конструкционным металлом и композитами, армированными волокном, существует ряд различий. Например, металлы в целом проявляют пластичность и Пластическая деформация, тогда как большинство армированных волокном композитов эластичный по их механическим характеристикам 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 своих свойствах, но обычно не разрушается катастрофическим образом. Механизмы развития и роста повреждений в металлоконструкциях и композитных конструкциях также весьма различны. Другими важными характеристиками многих композитов, армированных волокном, являютсяразъедающий поведение, высокая демпфирующая способность и низкие коэффициенты теплового расширения.

Архитектурные панели из стекловолокна имеют общий вид сборный бетон панели, но отличаются несколькими существенными отличиями. Например, панели из стеклопласта в среднем весят значительно меньше сборных бетонных панелей из-за их меньшей толщины. Их небольшой вес снижает нагрузки, накладываемые на конструктивные элементы здания, составляющие конструкцию здания. Рамка более экономичный.

Сэндвич-панели

Сэндвич-панель - это составной из трех или более материалов, соединенных вместе, чтобы сформировать структурную панель. Он использует преимущества прочность на сдвиг материала сердцевины с низкой плотностью и высокой прочностью на сжатие и растяжение облицовки GFRC для получения высокого отношения прочности к массе.

Сэндвич-панели GFRC на Публичная библиотека Лопе де Вега в Трес Кантос, Мадрид

Теорию сэндвич-панелей и функции отдельных компонентов можно описать, проведя аналогию с Двутавровая балка. Сердцевина в сэндвич-панели сопоставима 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 облицовка, позволяя обрабатывать облицовки до или выше их предела текучести без деформации или коробления. Очевидно, что связи между сердечником и облицовкой должны обеспечивать передачу поперечные нагрузки между этими двумя компонентами, что делает всю конструкцию единым целым.

В нагрузка -пропускная способность сэндвич-панели может быть резко увеличена за счет введения легкий стальной каркас. 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 это висит на нескольких этажах над тротуарами или даже больше для эстетики, например, предметы интерьера, такие как Журнальные столики GFRC.