Яагаад шилэн арматурын суналтын бат бэх нь ган арматураас хамаагүй өндөр байдаг боловч уян хатан модуль нь бага байдаг вэ? Түүний механик механизм гэж юу вэ?

Шилэн арматурын суналтын бат бэх нь ган арматураас хамаагүй өндөр боловч уян хатан модуль нь бага байдаг нь материалын найрлага, бичил бүтэц, механик механизмын үндсэн ялгаанаас шалтгаална. Шинжлэх ухааны зарчмуудын үүднээс нарийвчилсан шинжилгээг доор харуулав.

1、 Суналтын бат бэхийн зөрүүний үндсэн механизм

Шилэн арматур: Ковалентын холбоо ба шилэн арматурын механизм

Материалын үндэс: Шилэн шилэн арматурыг арматурын үе болгон шилэн эслэгээр хийсэн (эзэлхүүний 60%-70%-ийг эзэлдэг) бөгөөд үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг нь ковалент холбоогоор өндөр бат бэх тор үүсгэдэг цахиур (SiO ₂) сүлжээний бүтэц юм.

Хүч чадлын эх үүсвэр:

Шилэн шилэн хагарлын энерги: Шилэн шилэн хагарлын энерги нь 7.0-9.5 кЖ/м² өндөр бөгөөд ган баарны металл холбоосын хугарлын энергиээс (ойролцоогоор 2.5-4.0 кЖ/м²) давсан байна.

Шилэн утаснуудын зохион байгуулалтыг оновчтой болгох: Шилэн утаснуудыг тэнхлэгийн дагуу эмх цэгцтэй байрлуулж, ачааллыг давирхайн матрицаар дамжуулж утас руу үр ашигтайгаар дамжуулж, шилэн чиглэлийн дагуу төвлөрсөн стрессийг бий болгодог.

Мэдээллийн харьцуулалт: Шилэн арматурын суналтын бат бэх нь 500-900 МПа хүрч чаддаг бол энгийн ган арматур (HRB400) 400-600 МПа, өндөр бат бэх ган арматур (HRB600) ердөө 600-750 МПа байдаг.

Арматур: Металл бонд ба мултралыг бэхжүүлэх механизм

Материалын суурь: Ган баар нь төмрийн нүүрстөрөгчийн хайлшаар хийгдсэн бөгөөд энэ нь халуун цувих эсвэл хүйтэн зурах процессоор феррит перлит бүтэцтэй болдог. Металл бондын чиглэлгүй шинж чанар нь тэдгээрийг гурван хэмжээст жигд даацын багтаамжтай болгодог.

Хүч чадлын эх үүсвэр:

Мултрах хөдөлгөөний эсэргүүцэл: Нүүрстөрөгчийн атомын хатуу уусмал бэхжүүлж, перлит давхаргат бүтэц нь мултрах гулсалтыг саатуулдаг боловч металл холбоосын хугарлын энерги нь онолын бат бэхийн дээд хязгаарыг хязгаарладаг.

Хуванцар хэв гажилтын хувь нэмэр: Ган баарны хугарлын суналт 15% -25% хүрч болно. Хуванцар хэв гажилтын үе шатанд дислокацын тархалтаар энерги шингэдэг боловч зарим онолын хүчийг золиослодог.

2、 Уян хатан модулийн ялгааны үндсэн механизм

Шилэн шилэн арматур: давирхайн матриц ба интерфэйсийн нөлөө

Матрицын модулийн хязгаарлалт: Давирхайн матрицын уян хатан модуль (эпокси давирхай гэх мэт) нь ердөө 3-5 ГПа буюу ган арматурын 200 ГПа-аас хамаагүй бага.

Интерфейсийн холболтын сул тал: Шилэн шилэн ба давирхайн хоорондын холболтын бат бэх (ихэвчлэн<10 МПа) нь ган баарны феррит ба перлитийн хоорондох холболтын бат бэхээс хамаагүй бага бөгөөд стрессийн үед интерфэйс салгах эсвэл матриц хагарах хандлагатай байдаг.

Хэврэг шинж чанар: Шилэн арматурын хүчдэл-хэврүүлэлтийн муруй нь шугаман хугарлыг харуулдаг бөгөөд ган баарны уналтын платформ байхгүй тул уян харимхай модуль (40-60 ГПа) нь ган баарны 1/3-2/5-тай тэнцэнэ.

Арматур: Металл бонд ба болор гулсалтын механизм

Өндөр хөшүүн чанар: Металл холбоосын чиглэлгүй шинж чанар нь болор гулсалтын системийг гурван хэмжээст орон зайд жигд хуваарилах боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр мултрах хөдөлгөөнд өндөр эсэргүүцэл үзүүлж, өндөр уян хатан модуль (200 GPa) бүхий ган баар өгдөг.

Хуванцар хэв гажилтын зохицуулалт: Ган баарны хуванцар хэв гажилтын үе шат нь уян хатан модулийн тогтвортой байдлыг хадгалж, мултрах өөрчлөлтөөр орон нутгийн стрессийн концентрацийг гаргаж өгдөг.

3、 Гүйцэтгэлийн ялгааны инженерийн ач холбогдол

Шилэн шилэн хүчитгэсэн ган баарны онцлог шинж чанар

Суналтын бат бэх 500-900 МПа (чухал давуу тал) 400-750 МПа

Уян хатан модуль 40-60 GPa (1/3-2/5 ган баар) 200 GPa

Хагарлын горим хэврэг хугарал (анхаарал байхгүй) хүзүүний уян хатан эвдрэл (анхааруулга)

Холбогдох хувилбарууд: зэврэлтэнд тэсвэртэй, хөнгөн жинтэй, ядрах эсэргүүцэл, хуванцар хэв гажилт, газар хөдлөлтийн эсэргүүцэл зэрэгт тавигдах өндөр шаардлага

4, Дүгнэлт

Шилэн шилэн арматурын суналтын өндөр бат бэх нь ковалент холбоосын бүтэц, шилэн утаснуудын оновчтой зохион байгуулалттай холбоотой байдаг бол уян хатан бага модуль нь давирхайн матрицын модуль, шилэн матрицын интерфейсийн холболтын бат бэх хангалтгүй, материалын хэврэгшил зэргээр хязгаарлагддаг. Энэхүү шинж чанаруудын хослол нь зэврэлтэнд тэсвэртэй, хөнгөн жинтэй, ядаргаанд тэсвэртэй хувилбаруудад онцгой давуу талыг өгдөг боловч өндөр хатуулаг эсвэл хуванцар хэв гажилт шаарддаг бүтцийн ган арматур дээр тулгуурладаг. Цаашид нано өөрчилсөн давирхай буюу шилэн гадаргуу боловсруулах технологиор дамжуулан шилэн шилэн арматурын уян хатан модулийг улам сайжруулж, хэрэглээний хүрээг өргөжүүлэх төлөвтэй байна.