Name: preparation of aligned steel fiber reinforced cementitious composite and its flexural behavior
Uploaded: 2018-06-27T12:30:00.000+00:00
Duration: 11 min 7 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Preparation of Aligned Steel Fiber Reinforced Cementitious Composite and Its Flexural Behavior at JoVE.com

Yazarlar, minnetle Ulusal Doğa Bilim Vakfı, Çin'den (Grant No. 51578208), Hebei il Doğa Bilim Vakfı (Grant No finansal destekler kabul E2017202030 ve E2014202178) ve anahtar proje Üniversitesi bilim ve teknoloji araştırma ve Hebei Eyaleti (Grant No ZD2015028).

1. solenoid manyetik alan kurulumu
Not: Manyetik alan içi boş bir oda bir solenoid tarafından oluşturulur. 4-6 kat emaye bakır tel yalıtılmış ve koruma (Şekil 1) için bir plastik yalıtkan tabaka ile sarılmış kıvrılmış bir polybutylene terephthalate (PBT) Yönetim Kurulu solenoid iskelet kurulumudur. Bobin DC'ye bağlantı kurduktan sonra bobin mevcut sabit yön ve sabit manyetik indüksiyon yoğunluğu ile solenoid odası içinde tek tip bir elektromanyetik alan oluşturur. Çelik fiberler taze harç hizalayın ve ASFRC numuneler hazırlamak için manyetik alan kullanır. Bu çalışmada, bobini 250 × 250 × 750 mm ile bir oda boyutu kullanarak 150 × 150 × 550 mm prizma örnekleri hazırladık.
<ol><li>Manyetik indüksiyon yoğunluğu solenoid elektrik akımı için aralarındaki ilişkileri belirlemektir.<ol>
<li>Solenoid DC'ye bağlanmak ve 0 ile 10 A 1 A. ölçü ve kayıt manyetik indüksiyon yoğunluğu tesla metre kullanılarak solenoid odasında adım uzunluğu ile geçerli uygulanır.</li>
		<li>Sonraki adımda solenoid gerekli geçerli belirlemek için kullanılan (resim 2), manyetik indüksiyon yoğunluğu akım eğrisi çizmek. Not: Solenoid güç kaynağı ve tüm diğer operasyon yöntemleri elektrik için bağlanırken elektrik güvenliği yordamları dikkatlice takip edin.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. taze harç işlenebilirlik
<ol><li>Üç hazırlamak harç karışımları ile çelik fiber birim kesirler %0,8, % 1,2 ve %2.0, sırasıyla (Tablo 1). Üç karışımları bir su 0.42:1:2 oranını kum çimento ile aynı matris kompozisyon var. Karışım oranı göre 0,5 kg çimento, kum, 1,0 kg ağırlığında ve 0,21 kg su işlenebilirlik için sınar.</li>
	<li>Su için harç mikseri önce ekleyin. Sonra çimento ekleyin. Mix su ve çimento 30 s. Sonra karıştırmak için başka bir 30 s ve bu 30 sırasında s karıştırma, yavaş yavaş karıştırıcı için kum ekleyin. Başka bir 60 için mix s.</li>
	<li>Harç (JGJ/T70-2009)19bina performans test yöntemi için Çin standart takip batan bir derinlik metre kullanılarak karışımı batan derinliği sınayın.</li>
	<li>2.2 ve 2.3, batan Derinlik 50-100 mm aralığı içine düşüyor kadar Süperakışkanlaştırıcı doz ayarlama adımları yineleyin. İstenen işlenebilirlik üretir Süperakışkanlaştırıcı doz kaydetmek ve Tablo 1' deki mix oranı parçası olarak ekleyin. İşlenebilirlik elde sonra da taze harç belirli yoğunluğu sınayın. Yukarıda belirtilen testlerden polycarboxylate Süperakışkanlaştırıcı en iyi duruma getirilmiş doz %0.10 (Çimento için kütle oranı) ve taze harç belirli yoğunluğu 2186 kg/m3.</li>
	<li>Bir koaksiyel dönme harç rheometer (Şekil 3) kullanarak taze harç viskozite sınayın. Rheometer sıcaklığı 20 ° C'de örnek kapsayıcısının koruyabilirsiniz bir su banyosu vardır<ol>
<li>300 mL taze harç önceki 5 dk içinde karışık örnek konteyner içine koymak.</li>
		<li>Viskozite test başlar. Sonda kapsayıcısında taze harç içine yavaş yavaş düşer ve konteyner döndürmek başlar. Taze harç dönen kapsayıcı içinde hareket ederken, sonda üzerinde kesme kuvveti uygular. Süreç içinde rheometer kayıtları kesme stres ve kayma oranı ve kesme hızı yamultmak için stres eğrisi çizer. Eğrinin eğimini harç20,21viskozite var. Bu araştırmada, testlerden taze harç viskozite 0,82 Pas var.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. numune hazırlama
<ol><li>Manyetik alan manyetik indüksiyon yoğunluğunu ve solenoid geçerli belirler.<ol>
<li>Adım 2.5.2, belirlenen çimento harç viskozite kullanarak hesaplama denklemi (1) kullanarak çimento harç çelik lifler hizalamak için gerekli manyetik alan manyetik indüksiyon yoğunluğu:13 <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56307/56307eq1v2.jpg">(1) B manyetik indüksiyon yoğunluğu, nerede η taze harç viskozite lf çelik lif uzunluğudur, m bireysel bir çelik elyaf kütlesinin, Çelik fiberler, μ yarıçapı rf Çelik fiberler geçirgenliği, μ0 ' dır vakum geçirgenliği, Δt olduğu zaman aralığı ise α(t + Δt) Açısal ivme sonraki zaman aralığında. Viskozite ve testlerde kullanılan çelik fiber parametreleri göre gerekli manyetik indüksiyon yoğunluğu 9.83 olduğunu mT.</li>
		<li>Şekil 2 veya Denklem (2) göre yeterli bir manyetik indüksiyon yoğunluğu oluşturmak için gereken solenoid elektrik akımı belirlemek:14 <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/56307/56307eq2v2.jpg">(2) Burada gerekli geçerli olduğunu , N bobinli döner sayısıdır ve L solenoid uzunluğudur. Denklem (2) kullanarak, gerekli geçerli Şekil 2 ' den yaklaşık 8.5 A. olmakla 8.3 A, olduğunu</li>
	</ol>
</li>
	<li>ASFRC numune hazırlama<ol>
<li>Taze harç karıştırmak için bir 15 L harç mikseri kullanın. Her toplu işlem için Tablo 1' de listelenen mix oranlara göre harç 7.5 L karıştırın. Tablo 1 ASFRC karışımları burada A Çelik fiberler hizalanır ve Vf çelik fiber birim kesir gösterir gösterir A-Vf, ifade eder. Buna göre SFRC karışımları, karşılaştırma için burada R Çelik fiberler rasgele dağıtıldığını gösterir R-Vf, belirtilir. SFRC karışımları Tablo 1 ' de listelenen değil ama ASFRC olarak aynı boyutlara sahip.</li>
		<li>Hammadde tartmak ve rutin prosedürleri takip çelik elyaf takviyeli çimento harç karışımı.</li>
		<li>Pour net ölçü, 150 × 150 × 550 mm. ile plastik kalıp içine taze harç numuneler derhal işlenebilirlik kaybetmemek için karıştırma sonra döküm. İlgili kişiden, çimento ve su arasında bir ASFRC prizma döküm için yaklaşık 25 dakika sürer.</li>
		<li>Kalıp sıkıştırma bir tablo üzerine taşıyın ve sıkıştırma masaya 30 s. eklemek için kalıp tamamen olduğunu dolu emin olmak için gerektiği gibi daha fazla harç geçin.</li>
		<li>Kalıp solenoid odanın içine koymak.</li>
		<li>Solenoid ve sıkıştırma tablo 50 için geçiş s. Not: sıradan beton için makul sıkıştırma süre civarındadır 60-120 s. Bu denemede, bu Aralık içindeki toplam sıkıştırma zamanı kontrol denemesi yapılır. Artık bu sıkıştırma zaman Çelik fiberler hizalamasını artırabilir; Ancak, sıkıştırma ve (varsa Çelik fiberler ve kaba agrega batan) ayrımı üzerinde sonuç olarak neden olabilir. Daha az sıkıştırma zaman zavallı hizalama dalgalarca beton ve çelik fiber neden olabilir.</li>
		<li>Sıkıştırma masadan geçin.</li>
		<li>Sıkıştırma tablo tamamen durduktan sonra solenoid geçin.</li>
		<li>Yavaşça solenoid kalıptan çıkarmak ve bir mala ile harç üst yüzeyi pürüzsüz. Çelik fiberler üst yüzeye yakın rahatsız edici kaçının.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Her karıştırmak için üç elektromanyetik olarak işlenmiş örnekler (aşağıdaki adımları 3.2.2-3.2.9) ve üç elektromanyetik olarak sigara işlenmiş örnekler (aşağıdaki adımları 3.2.2-3.2.4 ve 3.2.9) hazırlayın. Elektromanyetik olarak sigara tedavi numunelerin hazırlanmasında, toplam sıkıştırma kez 80 oldu s — ki elektromanyetik olarak tedavi numunelerin hazırlanmasında aynı.</li>
	<li>Numuneler kapalı ve 24 saat için onların kalıplar bırakıyorum. Daha sonra demold ve mekanik testler için kullanıldıkları kadar örnek bir sis odada tedavi.</li>
</ol>4. üç nokta bükme testi
<ol><li>28 gün sonra numune kür odadan çıkar ve pozisyonlar (A), (B) destekler, orta açıklıklı saptırma (C) ve LVDT puan (D) (Şekil 4) tespit yükleme için işaretlemek.</li>
	<li>Örnek üç nokta bükme testi teçhizat (Şekil 4) MTS test makinesi yerleştirin ve bir LVDT LVDT sahibi her numune (Şekil 4) yan yüzeyine kullanarak orta açıklıklı için düzeltmek.</li>
	<li>LVDT datalog için bağlayın. Sonra kontrol ve test makinesini PC veri toplama sıklığını belirleme.</li>
	<li>Yavaş yavaş örnek böylece yükleme test makinesini hücrenin üst çok kapatmak için alt destekler yükselterek ama değil dokunmadan, numune üst yüzeyi yükseltmek.</li>
	<li>İlk yük, orta açıklıklı saptırma (LVDT) ve deplasman (yük hücresi) değerleri sıfır.</li>
	<li>Sınamayı başlatmak ve 0.2 mm/dak kayıt örnek yükleme ve orta açıklıklı saptırma tam tarihinin hızında bir deplasman kontrolü ile örnek bir üç nokta bükme yük uygulamak.</li>
	<li>Seyretmek belgili tanımlık yük ve deformasyon örnek. Yerinden 30 mm daha büyük olduğunda, en yüksek değerden sonra sınamayı durdurmak. Genellikle, numune çatlamış ve yükü daha az 1.0 kN.</li>
	<li>Tüm örnekleri test etmek için 4.1-4.7 adımları yineleyin.</li>
</ol>5. Çelik Fiber yönelim Analizi
<ol><li>Çelik fiberler çatlak bölümünde saymak.<ol>
<li>İki porsiyon vasıl belgili tanımlık kırık parça içine numuneler ayırın.</li>
		<li>Ölçmek ve çimento harç numune çatlamış kesit üzerinde Çelik fiberler yönünü kaydetmek. Yönlendirmeyi çelik lif ve örnek eksen arasındaki açıdır. Çünkü el ile Çelik fiberler yönelimleri ölçmek zordur ve hatalı ölçümler üretebilir, yönelimleri altı açısı aralıkları biri olarak kategorize edilebilir: 0 - 15 °, 15-30 °, 30-45 °, 45-60 °, 60-75 ° ve 75-90 °. Çelik fiberler her grupta kaydedin ve sonra ortalama lif yönlendirme verimlilik çarpanını Denklem (3) kullanarak örnek hesaplamak: <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/56307/56307eq3v2.jpg">(3) nerede ηθ ortalama yönlendirme verimlilik çarpanını çelik lifler, lf , bireysel bir çelik fiber uzunluğu, n kırık bölümünde Çelik fiberler, toplam sayısıdır ise ben θ bir çelik lif ve numune için uygulanan manyetik alanın yönünü arasındaki açı (hesaplamada, açı aralığının orta değeri her gruptaki tüm Çelik fiberler için kabul edilen).</li>
	</ol>
</li>
	<li>X-ışını bilgisayarlı tomografi çözümlemesi gerçekleştirin.<ol>
<li>Bir 75 mm küp her harç örneği kesti.</li>
		<li>X-ışını bir x-ışını bilgisayarlı tomografi sistemi kullanarak küp tarama gerçekleştirin. Bir örnek test platformu üzerinde yerleştirin ve taramaya başlamak. Makine zayıflama dönen her adımda numune neden röntgen kaydeder ve numune 360 ° yavaş yavaş döner. Bilgisayarlı tomografi sistemi bir üç boyutlu dijital küp yapısını oluşturur.</li>
		<li>Çelik fiberler dijital küp yapısı içinde siyah ve beyaz ikili işlem tarafından tanımlayın. Sonra Çelik fiberler dağıtım açıklayan dijital görüntü elde edilir.</li>
		<li>Tüm Çelik fiberler koordinatlarını görüntü analizi tarafından belirler.</li>
		<li>Her çelik fiber koordinatlarına göre yönünü hesaplayabilirsiniz.</li>
		<li>Oryantasyon verimlilik çarpanını liflerinin Denklem (3) kullanarak hesaplar.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Zollo, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fiber-reinforced+concrete:+an+overview+after+30+years+of+development.">Fiber-reinforced concrete: an overview after 30 years of development.</a> Cem. Concr. Compos. 19 (2), 107-122 (1997).</li><li>Bentur, A., Mindess, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Fiber reinforced cementitious composites. , (2014).</li><li>Deeb, R., Karihaloo, B. L., Kulasegaram, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reorientation+of+short+steel+fibres+during+the+flow+of+self-compacting+concrete+mix+and+determination+of+the+fiber+orientation+factor.">Reorientation of short steel fibres during the flow of self-compacting concrete mix and determination of the fiber orientation factor.</a> Cem. Concr. Res. 56 (1), 112-120 (2013).</li><li>Soroushian, P., Lee, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distribution+and+orientation+of+fibers+in+steel+fiber+reinforced+concrete.">Distribution and orientation of fibers in steel fiber reinforced concrete.</a> ACI Mater. J. 87 (5), 433-439 (1990).</li><li>Sebaibi, N., Benzerzour, M., Abriak, N. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+the+distribution+and+orientation+of+fibres+in+a+reinforced+concrete+with+waste+fibers+and+powders.">Influence of the distribution and orientation of fibres in a reinforced concrete with waste fibers and powders.</a> Constr. Build. Mater. 65 (1), 254-263 (2014).</li><li>Lee, C., Kim, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Orientation+factor+and+number+of+fibers+at+failure+plane+in+ring-type+steel+fiber+reinforced+concrete.">Orientation factor and number of fibers at failure plane in ring-type steel fiber reinforced concrete.</a> Cem. Concr. Res. 40 (5), 810-819 (2010).</li><li>Shen, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+compaction+methods+on+fibre+orientation,+flexural+strength+and+toughness+of+steel+fiber+reinforced+concrete.">Effect of compaction methods on fibre orientation, flexural strength and toughness of steel fiber reinforced concrete.</a> J. of the Chinese Ceramic Society. 12 (1), 21-31 (1984).</li><li>Bayer, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Process+for+producing+a+prepreg+with+aligned+short+fibres.">Process for producing a prepreg with aligned short fibres.</a> US patent. , (1988).</li><li>Arman, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Building+material,+especially+concrete+or+mortar,+contains+magnetically+or+electrically+aligned+parallel+fibers.">Building material, especially concrete or mortar, contains magnetically or electrically aligned parallel fibers.</a> US patent. , (1975).</li><li>Yamamoto, T., Gasawara, N., Ohashi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+construction+method+and+directional+dispersion+of+steel+fiber+reinforced+concrete.">The construction method and directional dispersion of steel fiber reinforced concrete.</a> Advances in Science and Technology of Water Resource. (4), 188-197 (1983).</li><li>Xu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+type+of+steel+fiber+reinforced+concrete.">A new type of steel fiber reinforced concrete.</a> Architecture Technology. 20 (4), 240-241 (1993).</li><li>Rotondo, P. L., Weiner, K. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aligned+steel+fibers+in+concrete+poles.">Aligned steel fibers in concrete poles.</a> Con. Int. 8 (12), 22-27 (1986).</li><li>Michels, J., Gams, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preliminary+study+on+the+influence+of+fibre+orientation+in+fibre+reinforced+mortars.">Preliminary study on the influence of fibre orientation in fibre reinforced mortars.</a> Gradevinar. 68 (8), 645-655 (2016).</li><li>Mu, R., Li, H., Qing, L., Lin, J., Zhao, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aligning+steel+fibers+in+cement+mortar+using+electro-magnetic+field.">Aligning steel fibers in cement mortar using electro-magnetic field.</a> Constr. Build. Mater. 131 (1), 309-316 (2017).</li><li>Jones, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The theory of electromagnetism. , (1964).</li><li>Liu, J., Li, C., Liu, J., Cui, G., Yang, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+on+3D+spatial+distribution+of+steel+fibers+in+fiber+reinforced+cementitious+composites+through+micro-CT+technique.">Study on 3D spatial distribution of steel fibers in fiber reinforced cementitious composites through micro-CT technique.</a> Constr. Build. Mater. 48 (2), 656-661 (2013).</li><li>Schnell, J., Schladitz, K., Schuler, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direction+analysis+of+fibres+in+concrete+on+basis+of+computed+tomography.">Direction analysis of fibres in concrete on basis of computed tomography.</a> Betonund Stahlbetonbau. 105 (2), 72-77 (2010).</li><li>Wuest, J., Denari&#233;, E., Br&#252;hwiler, E., Tamarit, L., Kocher, M., Gallucci, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tomography+analysis+of+fiber+distribution+and+orientation+in+ultra+high-performance+fiber+reinforced+composites+with+high+fiber+dosages.">Tomography analysis of fiber distribution and orientation in ultra high-performance fiber reinforced composites with high fiber dosages.</a> Experimental Techniques. 33 (5), 50-55 (2009).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> JGJ/T70-2009 Chinese standard for test method of performance on building mortar. , (2009).</li><li>Roussel, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Understanding the Rheology of Concrete. , (2012).</li><li>Roussel, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Steady+and+transient+flow+behaviour+of+fresh+cement+pastes.">Steady and transient flow behaviour of fresh cement pastes.</a> Cem. Concr. Res. 35 (9), 1656-1664 (2005).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Bu çalışmada geliştirilen elektromanyetik bobinli 250 × 250 × 750 mm ölçme bir odası vardır ve tam boy yapısal öğeleri taşıyamaz. Kur, kavram uygulama odası boyutunu sınırlar ve bu raporda önerilen protokol ASFRC parçalarının üretimi için tam boy Kur daha da geliştirilmesi ilham kaynağı olacak olsa da, özellikle öğeleri Prefabrik konstrüksiyon.
Çelik fiberler hizalamasını taze harç viskoz direnci aşmak gerekir bir manyetik kuvvet tarafından tahrik edilmekte...

Çelik fiberler beton birleşmeyle kırılganlık doğal zayıflık üstesinden gelmek ve gerilme direnci beton1artırmak için etkili bir yoldur. Son yıllarda, çelik fiber takviyeli beton yoğun olarak incelenmiş ve alanında yaygın olarak kullanılan. Çelik fiber takviyeli beton üstün çatlama direnç, çekme dayanımı, kırık tokluk, kırık enerji vb.açısından Beton çelik fiber takviyeli beton, çelik lifler2 rastgele dağınık, böylece aynı şekilde her yöne liflerinin takviye verimlilik malzemeleri. Çünkü onlar çekme dayanımı gerilmeler ilkesi ile uyumlu hale getirilmesi liflerinin takviye verimlilik gerektirir ancak, belirli yükleme koşullar altında Beton Çelik fiberler yalnızca bazılarını yapı elemanlarının performans için katkıda yapısı. Örneğin, çelik fiber takviyeli beton rastgele dağıtılmış Çelik fiberler içeren bir ışın, bazı Çelik fiberler hazırlamak için kullanırken özellikle de asıl gerilmesi, yönünü paralel yapacak büyük katkı takviye verimlilik, süre asıl gerilmesi yönüne dik takviye verimlilik için hiçbir katkı sağlayacaktır. Sonuç olarak, asıl gerilmesi beton yönünü ile Çelik fiberler hizalamak için bir yaklaşım bulma Çelik fiberler en yüksek takviye verimlilik sağlamak gereklidir.
Öngörülen uzunluğu boyunca gerilmesi lifleri, gerçek uzunluğunu için yönünü oranı olarak tanımlanan yönlendirme verimlilik çarpanını genellikle Çelik fiberler3,4 takviye verimlilik belirtmek için kullanılır . Bu tanımına göre 1.0 Yönlendirme verimlilik çarpanını liflerinin gerilmesi yönü ile uyumlu olduğunu; Bu gerilmesi için dik liflerinin 0'dır. Eğimli lifleri 0 ile 1.0 arasında bir yönlendirme verimlilik çarpanını var. Oryantasyon verimlilik çarpanını rastgele dağıtılmış çelik lifler beton 0.4054, ise sıradan çelik fiber takviyeli beton testleri bu 0.167-0.5005,6 aralıkta analitik sonuçları göster . Belli ki, tüm kısa çelik lifler beton hizalanır ve gerilmesi olarak aynı yönlendirme varsa, Çelik fiberler-ecek-si olmak yüksek takviye verimlilik ve numuneler optimum gerilme davranış olacaktır.
1980'lerden beri hizalanmış çelik fiber takviyeli beton hazırlamak için bazı başarılı girişimler yapılmıştır. 1984, Shen7 bir elektromanyetik alan çelik fiber takviyeli cementitious kompozit (SFRC) kirişler alt katmana döküm sırasında uygulanan ve x-ışını algılama analiz Çelik fiberler de uyumlu ortaya koydu. 1995 yılında, Bayer8 ve Arman9 hizalanmış çelik fiber takviyeli beton bir manyetik alanını kullanarak hazırlamak için yaklaşım patentli. Yamamoto vd. 10 esas olarak döküm yaklaşım tarafından etkilenmiş ve taze beton kalıp sürekli bir yönden içine akan tutarak hizalanmış çelik fiber takviyeli beton elde etmek için çalıştı için beton Çelik fiberler yönünü kabul. Xu11 sürekli bir yönden Çelik fiberler püskürtülerek Püskürtme Beton çelik lifler hizalamak için çalıştı. Rotondo ve Wiener12 ile hizalanmış uzun çelik lifler beton Polonyalılar tarafından savurma döküm yapmak istedi. Bu deneysel çalışmalar ortaya hizalanmış çelik fiber takviyeli beton rastgele dağıtılmış çelik fiber takviyeli beton önemli avantajlar vardır.
Son zamanlarda, Michels vd. 13 ve Mu vd. 14 başarılı bir şekilde hizalanmış çelik fiber takviyeli cementitious ve kompozitler (ASFRCs) elektromanyetik alanlar kullanarak bir grup geliştirdik. Bu çalışmalarda çeşitli Solenoid Çelik fiberler harç örnekler farklı boyutlarda hizalamak için Tekdüzen bir manyetik alan sağlamak için yapılmıştır. Solenoid önceden tanımlanmış boyutları örnekleri kalabileceği bir oyuk küboid odası vardır. Solenoid doğrudan akım (DC) bağlandığınızda, tek tip bir manyetik alan solenoid ekseni ile hizalar sabit bir yönelim ile odasında oluşturulur. Elektromanyetik15ilkesine göre manyetik alanlar döndürmek ve taze harç hizalamak için ferromanyetik lifleri sürebilirim. Harç uygun işlenebilirlik taze harç döndürmek Çelik fiberler izin verdiği için önemlidir. Düşük viskozite lifleri ayrımı için neden olabilir iken yüksek viskozite havanda Çelik fiberler hizalamasını zorluk neden olabilir.
Bu kağıt ASFRC numunelerin hazırlanması ayrıntılarını açıklar ve ASFRC ve SFRC bükülme özelliklerini sınar. Bu ASFRC bir daha yüksek bükülme gücü ve tokluk SFRC daha vardır bekleniyor. Bu nedenle, ASFRC potansiyel olarak gerilmesi dayanıklı SFRC avantajları vardır ve eğer dirençli çatlama kullanılan kapak beton, kaldırım, vb
Kırık örnekler kullanarak bükülme testlerden sonra numune Çelik fiberler yönünü çatlamış kesit gözlemci tarafından incelenmiş ve tarama kullanarak x-ışını bilgisayarlı tomografi Analizi16,17 , 18. ASFRCs bükülme güçleri ve tokluk, dahil olmak üzere, mekanik özelliklerini bildirdi ve bu elektromanyetik olarak sigara tedavi SFRCs ile karşılaştırıldığında.

<table><tbody><tr><td>Cement</td><td>Tangshan Jidong Cement Co., Ltd.</td><td>P&amp;times;O 42.5</td><td>Oridnary Portland Cement</td></tr><tr><td>Sand</td><td></td><td>River sand</td><td>Fineness modulus is 2.4</td></tr><tr><td>Superplasticizer</td><td>Subote New Materials Co., Ltd.</td><td>PCA-III</td><td>Polycarboxylated type, water reducing ratio is 35%</td></tr><tr><td>Steel fiber</td><td>Tianjin Hengfeng Xuxiang New Metal Materials Co., Ltd.</td><td>Round straight</td><td>Diameter 0.5mm, length 25mm</td></tr></tbody></table>

preparation of aligned steel fiber reinforced cementitious composite and its flexural behavior

Bu çalışmanın amacı, bir pusula iğnesi tutarlı bir yönlendirme Dünya'nın manyetik alanı ile hizalanmış çelik elyaf takviyeli cementitious Kompozit üretimi için eylem altında tutar bu arada ilham bir yaklaşım, sunmaktır. Hizalanmış çelik fiber takviyeli cementitious kompozit (ASFRC) taze harç sayede kısa Çelik fiberler manyetik alan ile uyum içinde döndürmek için tahrik edildi kısa Çelik fiberler içeren tek tip bir elektromanyetik alan uygulayarak hazırlanmıştır. Sertleştirilmiş ASFRC çelik lifler hizalamasını derecesini çatlamış kesit çelik lifler sayma tarafından ve x-ışını bilgisayarlı tomografi Analizi tarafından değerlendirildi. İki yöntem sonuçlarından Çelik fiberler manyetik olarak sigara ve kompozitler tedavi ederken ASFRC lifler son derece uyumlu çelik dağıtıldı rastgele olduğunu göster. Bir daha yüksek fazla takviye verimlilik hizalanmış Çelik fiberler vardı ve kompozitler, bu nedenle, önemli ölçüde geliştirilmiş bükülme gücü ve tokluk sergiledi. ASFRC böylece büyük gerilmesi dayanabilir ve daha etkili bir şekilde çatlama karşı SFRC için üstün olmamasıdır.

ASFRCs ve SFRCs üç sayılık bükme testlerden belirlenen bükülme güçlü Şekil 5' te gösterilmektedir. ASFRCs bükülme gücü tüm lif dozlarda için bu SFRCs daha yüksektir. ASFRCs bükülme gücü % 88, %71 ve % 57 daha yüksek bu SFRCs daha % 0.8, % 1,2 ve %2.0, fiber birim kesirler sırasıyla idi. Bu sonuçlar hizalanmış çelik fiber cementitious matris rastgele dağıtılmış Çelik fiberler daha etkili bir şekilde pekiştiriyor ima.
<...

Watch this Scientific Journal Video about Preparation of Aligned Steel Fiber Reinforced Cementitious Composite and Its Flexural Behavior at JoVE.com

Preparation of Aligned Steel Fiber Reinforced Cementitious Composite and Its Flexural Behavior

Bu protokol Tekdüzen bir elektromanyetik alan uygulama tarafından hizalanmış çelik fiber takviyeli cementitious Kompozit üretimi için bir yaklaşım açıklar. Hizalanmış çelik fiber takviyeli cementitious kompozit sıradan lif takviyeli beton için üstün mekanik özellikler sergiler.

Cementitious kompozit ve bükülme davranışının hazırlık hizalanmış çelik fiber takviyeli

The aim of this work is to present an approach, inspired by the way in which a compass needle maintains a consistent orientation under the action of the ...

preparation-aligned-steel-fiber-reinforced-cementitious-composite-its

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Civil Engineering

Engineering

Unit 1

Masonry Materials

SCIENTISTS IN ACTION

11.0K Görüntüleme.  Hebei University of Technology. Bu protokol Tekdüzen bir elektromanyetik alan uygulama tarafından hizalanmış çelik fiber takviyeli cementitious Kompozit üretimi için bir yaklaşım açıklar. Hizalanmış çelik fiber takviyeli cementitious kompozit sıradan lif takviyeli beton için üstün mekanik özellikler sergiler.

Video: Preparation of Aligned Steel Fiber Reinforced Cementitious Composite and Its Flexural Behavior

Experimental Implementation of a New Composite Fabrication Method: Exposing Bare Fibers on the Composite Surface by the Soft Layer Method

The bipolar plate is a key component in proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) and vanadium redox flow batteries (VRFBs). It is a multi-functional component that should have high electrical conductivity, high mechanical properties, and high productivity.
In this regard, a carbon fiber/epoxy resin composite can be an ideal material to replace the conventional graphite bipolar plate, which often leads to the catastrophic failure of the entire system because of its inherent brittleness. Though the carbon/epoxy composite has high mechanical properties and is easy to manufacture, the electrical conductivity in the through-thickness direction is poor because of the resin-rich layer that forms on its surface. Therefore, an expanded graphite coating was adopted to solve the electrical conductivity issue. However, the expanded graphite coating not only increases the manufacturing costs but also has poor mechanical properties.
In this study, a method to expose fibers on the composite surface is demonstrated. There are currently many methods that can expose fibers by surface treatment after the fabrication of the composite. This new method, however, does not require surface treatment because the fibers are exposed during the manufacture of the composite. By exposing bare carbon fibers on the surface, the electrical conductivity and mechanical strength of the composite are increased drastically.

A protocol to expose bare fibers on the composite surface by eliminating resin rich area is presented. The fibers are exposed during fabrication of the composites, not by the post surface treatment. The exposed carbon composites exhibit high electrical conductivity in the through-thickness direction and high mechanical property.

Deneysel yeni bir bileşik imalat yöntemi uygulanması: bileşik yüzeyi yumuşak katman yöntemi tarafından çıplak lifleri ortaya

The bipolar plate is a key component in proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) and vanadium redox flow batteries (VRFBs). It is a multi-functional ...

Mühendislik

Installation Method to Enhance Quality Control for Fiber Reinforced Polymer Spike Anchors

Fiber reinforced polymer (FRP) anchors are a promising way to enhance the performance of externally-bonded FRPs applied to existing structures, as they can delay or even prevent debonding failure. However, a major concern faced by designers is the premature failure of the anchors due to stress concentration. Poor installation quality and preparation of the clearance holes can result in stress concentration that provokes this premature failure. This paper deals with an installation method that aims to reduce the impact of the stress concentration and to provide a proper quality control of the preparation of the drill hole. The method involves three parts: the drilling and cleaning of the holes, the smoothing of the hole edges with a customized drill bit, and the installation of the anchor itself, including the impregnation of the anchor dowel and its insertion. Anchor fans (the free length of the spikes) are then bonded to the external FRP reinforcement. For the end anchorage, and in the case of reinforcements with multiple plies, it is recommended that the anchor fan be inserted between two plies to assist the stress-transfer mechanism. 
The proposed procedure is complemented with a design approach for spike anchors, based on an extensive database. It is proposed that the design follow a number of steps, namely: selection of the anchor diameter and subsequent tensile strength of the connector (that is to say, the anchor before fanning out the free end), evaluation of the reduction in the tensile strength due to bending, provision of enough embedment to prevent slippage failure, and consideration of the number and spacing of anchors for a given reinforcement. In this sense, it should be noted that further research is needed in order to obtain a general expression for the contribution of spike anchors to overall bond strength of FRP reinforcements.

This manuscript presents a method for controlling the quality of installation for spike anchors designed to delay delamination of externally bonded fiber reinforced polymers. The protocol includes the preparation of the drill hole and the insertion process. The most influential parameters on the efficiency of the anchors are discussed.

Kalite kontrol için Fiber geliştirmek için yükleme yöntemi takviyeli polimer Spike çapa

Fiber reinforced polymer (FRP) anchors are a promising way to enhance the performance of externally-bonded FRPs applied to existing structures, as they ...

Cutting Procedures, Tensile Testing, and Ageing of Flexible Unidirectional Composite Laminates

Many body armor designs incorporate unidirectional (UD) laminates. UD laminates are constructed of thin (&#60;0.05 mm) layers of high-performance yarns, where the yarns in each layer are oriented parallel to each other and held in place using binder resins and thin polymer films. The armor is constructed by stacking the unidirectional layers in different orientations. To date, only very preliminary work has been performed to characterize the ageing of the binder resins used in unidirectional laminates and the effects on their performance. For example, during the development of the conditioning protocol used in the National Institute of Justice Standard-0101.06, UD laminates showed visual signs of delamination and reductions in V50, which is the velocity at which half of the projectiles are expected to perforate the armor, after ageing. A better understanding of the material property changes in UD laminates is necessary to comprehend the long-term performance of armors constructed from these materials. There are no current standards recommended for mechanically interrogating unidirectional (UD) laminate materials. This study explores methods and best practices for accurately testing the mechanical properties of these materials and proposes a new test methodology for these materials. Best practices for ageing these materials are also described.

The goal of the study was to develop protocols to prepare consistent specimens for accurate mechanical testing of high-strength aramid or ultra-high-molar-mass polyethylene-based flexible unidirectional composite laminate materials and to describe protocols for performing artificial ageing on these materials.

Esnek tek yönlü kompozit laminatlar kesme prosedürleri, çekme testi ve yaşlanma

Many body armor designs incorporate unidirectional (UD) laminates. UD laminates are constructed of thin (&#60;0.05 mm) layers of high-performance yarns, ...

Determination of the Mechanical Properties of Flexible Connectors for Use in Insulated Concrete Wall Panels

This document contains recommendations for performing a non-standard, double-shear test suitable for both continuous and discrete insulated concrete sandwich wall panels (ICSWPs). Such a standardized test does not exist, but several iterations of this and similar tests have been performed in the literature to varying degrees of success. Further, the tests in the literature are rarely-if ever-described in detail or discussed at length with respect to the testing, data analysis, or safety procedures. A test specimen configuration is recommended herein, and variations are discussed. Important mechanical properties are identified from the load versus displacement data, and their extraction is detailed. The use of test data for design, such as for determining the stiffness of the connectors, is briefly demonstrated to show how ICSWP deflection and cracking behavior may be calculated. The strength behavior of panels may be determined using the full load versus displacement curve or only the maximum connector strength. Shortcomings and unknowns are acknowledged, and significant future work is delineated.

We propose a testing protocol that can be combined with widely available analytical methods to assess the mechanical properties of shear connectors for use in the design of insulated concrete wall panels to predict full-scale insulated panel behavior.

Yalıtımlı beton duvar panellerinde kullanılmak üzere esnek konektörlerin mekanik özelliklerinin belirlenmesi

This document contains recommendations for performing a non-standard, double-shear test suitable for both continuous and discrete insulated concrete ...

Elyaf Kompozit Laminatların İmalatı ve Mekanik Özellik Değerlendirmesi

Measuring the Mechanical Properties of Glass Fiber Reinforcement Polymer Composite Laminates Obtained by Different Fabrication Processes

The traditional wet hand lay-up process (WL) has been widely applied in the manufacturing of fiber composite laminates. However, due insufficiency in the forming pressure, the mass fraction of fiber is reduced and lots of air bubbles are trapped inside, resulting in low-quality laminates (low stiffness and strength). The wet hand lay-up/vacuum bag (WLVB) process for the fabrication of composite laminates is based on the traditional wet hand lay-up process, using a vacuum bag to remove air bubbles and provide pressure, and then carrying out the heating and curing process. 
Compared with the traditional hand lay-up process, laminates manufactured by the WLVB process show superior mechanical properties, including better strength and stiffness, higher fiber volume fraction, and lower void volume fraction, which are all benefits for composite laminates. This process is completely manual, and it is greatly influenced by the skills of the preparation personnel. Therefore, the products are prone to defects such as voids and uneven thickness, leading to unstable qualities and mechanical properties of the laminate. Hence, it is necessary to finely describe the WLVB process, finely control steps, and quantify material ratios, in order to ensure the mechanical properties of laminates. 
This paper describes the meticulous process of the WLVB process for preparing woven plain patterned glass fiber reinforcement composite laminates (GFRPs). The fiber volume content of laminates was calculated using the formula method, and the calculated results showed that the fiber volume content of WL laminates was 42.04%, while that of WLVB laminates was 57.82%, increasing by 15.78%. The mechanical properties of the laminates were characterized using tensile and impact tests. The experimental results revealed that with the WLVB process, the strength and modulus of the laminates were enhanced by 17.4% and 16.35%, respectively, and the specific absorbed energy was increased by 19.48%.

Yazar Spot Işığı: Islak El Yatırma/Vakum Torbası İşlemi ile Fiber Kompozit Laminat Kalitesinin Artırılması 

This paper describes a fabrication process for fiber-reinforced polymer matrix composite laminates obtained using the wet hand lay-up/vacuum bag method.

Farklı İmalat İşlemleri ile Elde Edilen Cam Elyaf Takviyeli Polimer Kompozit Laminatların Mekanik Özelliklerinin Ölçülmesi

The traditional wet hand lay-up process (WL) has been widely applied in the manufacturing of fiber composite laminates. However, due insufficiency in the ...

Tension Test of Fiber-Reinforced Polymeric Materials

Source:&#160;Roberto Leon, Department of Civil and Environmental Engineering, Virginia Tech, Blacksburg, VA
Fiber-reinforced polymeric materials (FRP) are composite materials that are formed by longitudinal fibers embedded in a polymeric resin, thereby creating a polymer matrix with aligned fibers along one or more directions. In its simplest form, the fibers in FRP materials are aligned in an orderly, parallel fashion, thus imparting orthotropic material characteristics, meaning that the material will behave differently in the two directions. Parallel to the fibers, the material will be very strong and/or stiff, whereas perpendicular to the fibers will be very weak, as the strength can only be attributed to the resin instead of the whole matrix.
An example of this unidirectional configuration is the commercially available FRP reinforcing bars, which mimic the conventional steel bars used in reinforced concrete construction. FRP materials are used both as stand-alone structures such as pedestrian bridges and staircases, and also as materials to strengthen and repair existing structures. The thin, long plates are often epoxied to existing concrete structures to add strength. In this case, the FRP bars act as external reinforcement. The FRP bars and plates are lighter and more corrosion resistant, so they are finding applications in bridge decks and parking garages, where de-icing slats lead to rapid deterioration of conventional bars.
In this laboratory exercise, the tensile behavior of a unidirectional specimen will be studied, with emphasis on its ultimate strength and deformation capacity. The behavior of the specimen is expected to be elastic until failure, which is expected to occur in a sudden and explosive manner. This behavior should be contrasted with those of ductile steels, which exhibit extensive deformation capacity and strain hardening before failure.

Uniaxial Tension Test of Fiber-Reinforced Polymeric Materials

Source:&#160;Roberto Leon, Department of Civil and Environmental Engineering, Virginia Tech, Blacksburg, VA
Fiber-reinforced polymeric materials (FRP) are ...

JoVE Science Education

Yapı Mühendisliği

Ceramic-matrix Composite Materials and Their Bending Properties

Source: Sina Shahbazmohamadi and <a href="https://www.jove.com/author/Peiman_Shahbeigi-Roodposhti">Peiman Shahbeigi-Roodposhti-Roodposhti</a>, School of Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT
Bones are composites, made of a ceramic matrix and polymer fiber reinforcements. The ceramic contributes compressive strength, and the polymer provides tensile and flexural strength. By combining ceramic and polymer materials in different amounts, the body can create unique materials tailored for a specific application. As biomedical engineers, having the ability to replace and replicate bone due to disease or traumatic injury is a vital facet of medical science.
In this experiment we will create three different ceramic-matrix composites with plaster of Paris (which is a calcium sulfate compound), and allow them to undergo three-point bending test in order to determine which preparation is the strongest. The three composites are as follows: one comprised only of plaster of Paris, one with chopped glass shards mixed in a plaster matrix and lastly a plaster matrix with a fiberglass network embedded within it.

Bending Strength and 3-Point Bending Test of Ceramic Materials

Source: Sina Shahbazmohamadi and Peiman Shahbeigi-Roodposhti-Roodposhti, School of Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT
Bones are ...

Malzeme Mühendisliği

Tests of Hardened Concrete in Tension

Source:&#160;Roberto Leon, Department of Civil and Environmental Engineering, Virginia Tech, Blacksburg, VA
In a previous laboratory focused on concrete in compression, we observed that concrete can withstand very large stresses under uniaxial compressive forces. However, the failures observed were not compressive failures but failures along shear planes where maximum tensile forces occur. Thus, it is important to understand the behavior of concrete in tension and particularly its maximum strength as that will govern both its ultimate and service behavior. From the ultimate standpoint, combinations of tension and shear stresses will lead to cracking and immediate and catastrophic failure. For that reason, concrete is seldom if ever used in an unreinforced condition in structural applications; most concrete members will be reinforced with steel so that these cracks can be stopped and the crack widths limited. The latter is important from the serviceability standpoint because controlling crack widths and distribution is the key to durability, as this will impede deicing salts and similar chemicals from penetrating and corroding the reinforcing steel.
The objectives of this experiment are threefold: (1) to conduct tensile split cylinder tests to determine concrete tensile strength, (2) to conduct beam tests to determine concrete tensile strength, and (3) to demonstrate the influence of steel reinforcement on behavior by comparing the behavior of lightly reinforced beam with an unreinforced one.

Split Tension Test and Beam Tension Test for Hardened Concrete

Source:&#160;Roberto Leon, Department of Civil and Environmental Engineering, Virginia Tech, Blacksburg, VA
In a previous laboratory focused on concrete ...

Cementitious kompozit ve bükülme davranışının hazırlık hizalanmış çelik fiber takviyeli

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

Deneysel yeni bir bileşik imalat yöntemi uygulanması: bileşik yüzeyi yumuşak katman yöntemi tarafından çıplak lifleri ortaya

Kalite kontrol için Fiber geliştirmek için yükleme yöntemi takviyeli polimer Spike çapa

Esnek tek yönlü kompozit laminatlar kesme prosedürleri, çekme testi ve yaşlanma

Yalıtımlı beton duvar panellerinde kullanılmak üzere esnek konektörlerin mekanik özelliklerinin belirlenmesi

Farklı İmalat İşlemleri ile Elde Edilen Cam Elyaf Takviyeli Polimer Kompozit Laminatların Mekanik Özelliklerinin Ölçülmesi

Farklı İmalat İşlemleri ile Elde Edilen Cam Elyaf Takviyeli Polimer Kompozit Laminatların Mekanik Özelliklerinin Ölçülmesi

Farklı İmalat İşlemleri ile Elde Edilen Cam Elyaf Takviyeli Polimer Kompozit Laminatların Mekanik Özelliklerinin Ölçülmesi

Tension Test of Fiber-Reinforced Polymeric Materials

Ceramic-matrix Composite Materials and Their Bending Properties

Tests of Hardened Concrete in Tension