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

המחברים בתודה להכיר תומך פיננסיים מסין נבחרת טבע המדע קרן של (מענק מס 51578208), הביי מחוזי הטבע למדע (מענק מס ' E2017202030, E2014202178), את המפתח פרוייקט של אוניברסיטת המדע והמחקר טכנולוגיה של מחוז הביי (מענק מס ' ZD2015028).

1. ברז חשמלי הגדרת שדה מגנטי
הערה: השדה המגנטי נוצר על ידי סולנואיד עם תא חלול. ההגדרה תהיה polybutylene terephthalate (PBT) לוח סולנואיד שלד מפותל עם 4-6 שכבות אמייל חוטי נחושת מבודדים ולא עטוף בשכבת בידוד פלסטיק להגנה (איור 1). לאחר חיבור את הגליל ל DC, הזרם בתוך הסליל יוצר שדה א?...

<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>

ברז חשמלי אלקטרומגנטי שפותחו במחקר זה יש תא מדידה 250 × 250 × 750 מ"מ, לא יכול להכיל אלמנטים מבניים בגודל מלא. למרות הגודל של החדר מגביל את היישום של ההתקנה, המושג פרוטוקול הצעת נייר זה תעורר את המשך ההתפתחות של מלכודת בגודל מלא לייצור אלמנטים ASFRC, במיוחד precast אלמנטים.
להשגת של צמיג?...

שילוב סיבי פלדה בטון היא דרך יעילה כדי להתגבר על חולשה מובנית של פריכות וכדי לשפר את חוזק בטון1. במהלך העשורים האחרונים, בטון מזוין פלדה סיבים כבר נחקרו בהרחבה, ויש שימוש נרחב בתחום. סיבי פלדה בטון עדיפה בטון במונחים של פיצוח עמידות, חוזק, קשיחות שבר, שבר אנרגיה, וכו '2 בסיבי פלדה בטון מזוין, פלדה סיבים באופן אקראי מפוזרים, ובכך פיזור בצורה אחידה את היעילות חיזוק של הסיבים בכל כיוון. עם זאת, בתנאים מסוימים הטעינה, רק חלק סיבי פלדה בבטון לתרום הביצועים של אלמנטים מבניים כי יעילות חיזוק של סיבי דורש כי הם יהיה מיושר עם העיקרון מתיחה מדגיש מבנה. למשל, בעת שימוש בטון פלדה סיבים המכילים סיבי פלדה מפוזרות באקראי כדי להכין קרן, חלק סיבי פלדה, במיוחד אלה מקבילים לכיוון הלחץ מתיחה העיקרי, יגרום תרומה גדולה חיזוק יעילות, ואילו אלה בניצב לכיוון הלחץ מתיחה המנהל יעשה אין תרומה חיזוק יעילות. כתוצאה מכך, למצוא גישה כדי ליישר את סיבי פלדה עם הכיוון של הלחץ מתיחה העיקרי של בטון יש צורך להשיג את היעילות הגבוהה ביותר חיזוק של סיבי פלדה.
הגורם יעילות כיוון, מוגדרת כיחס של אורך המתוכנן לאורך הכיוון של הלחץ מתיחה האורך בפועל של סיבים, משמש בדרך כלל כדי לציין את היעילות של חיזוק של סיבי פלדה3,4 . על פי הגדרה זו, הגורם יעילות כיוון של סיבי מיושר עם הכיוון של הלחץ מתיחה הוא 1.0; זה של סיבי הנמצאים בניצב הלחץ מתיחה הוא 0. סיבי נוטה להיות גורם היעילות התמצאות בין 0 ל- 1.0. התוצאות האנליטיות מראים כי הגורם יעילות כיוון של סיבי פלדה מפוזרות באקראי בבטון הוא 0.4054, בעוד מבדיקות מבטון רגיל פלדה סיבים זה בטווח של 0.167 עד 0.5005,6 . אין ספק, אם כל סיבי פלדה קצר בבטון מיושרים ויש באופן הלחץ מתיחה, סיבי פלדה יהיה חיזוק היעילות הגבוהה ביותר של דגימות יכללו ההתנהגות מתיחה האופטימלי.
כמה ניסיונות מוצלחים להכין בטון מזוין מיושר פלדה סיבים נערכו מאז שנות השמונים. בשנת 1984, שן7 להחיל שדה אלקטרומגנטי על השכבה התחתונה של קורות פלדה סיבים מחוזק מורכב cementitious (SFRC) במהלך הליהוק, ניתוח זיהוי רנטגן גילה כי סיבי פלדה היו מיושרים כראוי. בשנת 1995, באייר8 ו ארמן9 פטנט הגישה להכנת בטון מזוין מיושר פלדה סיבים באמצעות שדה מגנטי. יממוטו. et al. 10 נחשב את הכיוון של סיבי פלדה בבטון בעיקר מושפע הגישה הליהוק, ניסה להשיג מיושר סיבי פלדה בטון על ידי שמירה על בטון טרי הזורמים אל טפסות מכיוון מתמדת. Xu11 ניסה ליישר סיבי פלדה ב shotcrete ע י ריסוס סיבי פלדה מכיוון מתמדת. ברוטונדו ווינר12 ביקשו להפוך עמודי בטון בסיבי פלדה רב מיושר על ידי יציקה צנטריפוגלית. מחקרים ניסויים אלה חושפים כי מיושר סיבי פלדה בטון יש יתרונות רבים על פני בטון מזוין מפוזרות באקראי פלדה סיבים.
לאחרונה, מישל. et al. 13 ו מו. et al. 14 בהצלחה פיתחו קבוצת מיושר פלדה סיבים מחוזק cementitious ללא הפרדות צבע (ASFRCs) באמצעות שדות אלקטרו-מגנטיים. במחקרים אלה, solenoids שונים היו עשויים לספק שדה מגנטי אחיד ליישור סיבי פלדה בדגימות מרגמה בגדלים שונים. ברז חשמלי יש חדר cuboid חלול, אשר יכול להכיל דגימות של גדלים מוגדרים מראש. כאשר ברז חשמלי מחובר זרם ישיר (DC), נוצר שדה מגנטי אחיד בבית הבליעה עם כיוון הדפסה קבועה, אשר יתיישר עם הציר של ברז חשמלי. על פי העיקרון של סבירות15, שדות מגנטיים יכולים לנסוע פרומגנטי סיבים כדי לסובב וליישר במרגמה טריים. עבידות המתאים של חומר המליטה הוא קריטי עבור המאפשר סיבי פלדה לסובב במרגמה טריים. צמיגות גבוהה עלולה לגרום קושי ביישור של סיבי פלדה המליטה, בעוד צמיגות נמוכה עלולה להוביל ההפרדה של סיבים.
מאמר זה מתאר את הפרטים של הכנת ASFRC דגימות, בדיקות של מאפייני flexural ASFRC ו- SFRC. הוא צפוי כי ASFRC יש כוח flexural גבוהה וכושר קשיחות יותר SFRC. לפיכך, ASFRC יש פוטנציאל יתרונות על פני SFRC, למרות הלחץ מתיחה ומשמש פיצוח התנגדות אם מכסה בטון, ריצוף וכו '
באמצעות דגימות שבורה לאחר בדיקות flexural, הכיוון של הסיבים פלדה דגימות נחקר על ידי התבוננות על חתכי רוחב שבורה ו ניצול רנטגן סריקת טומוגרפיה ניתוח16,17 , 18. התכונות המכאניות של ASFRCs, כולל שלהם flexural חוזק, קשיחות, דיווחו, לעומת אלה של מטופלים שאינם אלקטרומגנטי SFRCs.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr >
			<td >Cement</td>
			<td >Tangshan Jidong Cement Co., Ltd.</td>
			<td >P&#215;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

מטרת עבודה זו היא להציג גישה, בהשראת לפי הדרך שבה מחט מצפן שומר כיוון עקבי תחת הפעולה של השדה המגנטי של כדור הארץ, ייצור מורכב cementitious מחוזק בסיבי פלדה מיושר. מיושר פלדה סיבים מחוזק cementitious ללא הפרדות צבע (ASFRC) הוכנו על-ידי החלת שדה אלקטרו-מגנטי אחיד מרגמה טריים המכילים סיבי פלדה קצר, לפיה סיבי פלדה קצר גורשו כדי לסובב מזדהים עם שדה מגנטי. מידת היישור של סיבי פלדה מוקשה ASFRC הוערכה על ידי ספירת סיבי פלדה ב חתכים שבר והן על ידי טומוגרפיה הממחושבת טומוגרפיה ניתוח. התוצאות של שתי השיטות מראים כי פלדה סיבים ב ASFRC היו מאוד מיושר בזמן סיבי פלדה ב מטופלים שאינם דיסקות מרוכבים חולקו באופן אקראי. סיבי פלדה מיושר הייתה עם הרבה יעילות גבוהה יותר חיזוק, הפרדות צבע, לכן, הציג קשיחות ועוצמתה flexural המשופר. ASFRC לא פעם ובכך נעלה SFRC זה יכול לעמוד ללחץ מתיחה גדול יותר ביעילות להתנגד פיצוח.

נקודות החוזק flexural של ASFRCs, SFRCs נחוש מבדיקות כיפוף השלשה מוצגים באיור5. החוזק flexural של ASFRCs הם גבוהים מאלה של SFRCs עבור כל המינונים סיבים. החוזק flexural של ASFRCs היו 88%, 71% ו- 57% גבוה יותר מאשר אלו של SFRCs-סיבים שברים נפח של 0.8%, 1.2% ו- 2.0%, בהתאמה. תוצאות אלו לרמז כי סיבים פלדה מ...

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

הכנת מיושר פלדה סיבים מחוזק מורכב Cementitious והתנהגות Flexural שלה

פרוטוקול זה מתאר גישה זו לייצור מיושר פלדה סיבים מרוכבים cementitious מחוזקת על-ידי החלת שדה אלקטרו-מגנטי אחיד. מיושר פלדה סיבים מרוכבים cementitious מחוזק תערוכות מעולה תכונות מכאניות כדי בטון מזוין סיב רגיל.

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 ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Mechanical Expansion of Steel Tubing as a Solution to Leaky Wellbores

הרחבה מכאנית של הפלדה Tubing כפתרון שלשיטה רותחת

Wellbore cement, a procedural component of wellbore completion operations, primarily provides zonal isolation and mechanical support of the metal pipe ...

A Testing Platform for Durability Studies of Polymers and Fiber-reinforced Polymer Composites under Concurrent Hygrothermo-mechanical Stimuli

בדיקת פלטפורמה לעמידות ללימודים של פולימרים ומחוזקים בסיבים פולימריים מרוכבים תחת גירויים במקביל Hygrothermo-מכאניים

The durability of polymers and fiber-reinforced polymer composites under service condition is a critical aspect to be addressed for their robust designs ...

Strain Sensing Based on Multiscale Composite Materials Reinforced with Graphene Nanoplatelets

חישה מבוססת עומס על מחוזק חומרים מרוכבים Multiscale עם גראפן Nanoplatelets

The electrical response of NH2-functionalized graphene nanoplatelets composite materials under strain was studied. Two different manufacturing methods are ...

Preparation and High-temperature Anti-adhesion Behavior of a Slippery Surface on Stainless Steel

הכנה והתנהגות אנטי אדהזיה בטמפרטורות גבוהות של משטח חלקלק-נירוסטה

Anti-adhesion surfaces with high-temperature resistance have a wide application potential in electrosurgical instruments, engines, and pipelines. A ...

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

שיטת התקנה כדי לשפר את בקרת איכות עבור סיבים מחוזק פולימר ספייק עוגנים

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

Applicability Analysis of Assessment Methods for Morphological Parameters of Corroded Steel Bars

ניתוח ישימות שיטות הערכה מורפולוגית פרמטרים של פסי פלדה מאוכלת

The irregular and uneven residual sections along the length of a corroded steel bar substantially change its mechanical properties and significantly ...

Expression of Cementitious Pore Solution and the Analysis of Its Chemical Composition and Resistivity Using X-ray Fluorescence

ביטוי של פתרון נקבובית Cementitious וניתוח של ההרכב הכימי, Resistivity באמצעות פלואורסצנציה רנטגן

The goal of this method is to determine the chemical composition and electrical resistivity of cementitious pore solution expressed from a fresh paste ...

Generating Lap Joints Via Friction Stir Spot Welding on DP780 Steel

יצירת מפרקים הברכיים באמצעות חיכוך מערבבים ריתוך ספוט על DP780 פלדה

Friction stir spot welding (FSSW), a derivative of friction stir welding (FSW), is a solid-state welding technique that was developed in 1991. An industry ...

Artificial Thermal Ageing of Polyester Reinforced and Polyvinyl Chloride Coated Technical Fabric

הזדקנות תרמית מלאכותית של פוליאסטר מחוזק ומצופה פוליוויניל כלוריד בד טכני

Architectural fabric AF9032 has been subjected to artificial thermal ageing to determine changes of the material parameters of the fabric. The proposed ...