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

Författarna erkänna tacksamt finansiella stöd från nationella natur Science Foundation i Kina (Grant nr 51578208), Hebei provinsiella natur Science Foundation (Grant nr. E2017202030 och E2014202178), och viktiga projekt av universitetet vetenskap och teknik forskning av Hebei-provinsen (Grant nr. ZD2015028).

1. magnetventil magnetfält Setup
Obs: Det magnetiska fältet genereras av en solenoid med en ihålig kammare. Installationen är en polyvinylklorid polyetentereftalat (PBT) styrelsen magnetventil skelett lindad med 4-6 lager av emalj isolerad koppartråd och svepte med ett isolerande plastskikt för skydd (figur 1). Efter att ansluta spolen till DC, skapar strömmen i spolen ett enhetligt elektromagnetiska fält inom magnetventil kammaren med en fast riktning och k...

<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>

Den elektromagnetiska magnetventil som utvecklats i denna studie har en kammare som mäter 250 × 250 × 750 mm och inte kan ta emot full storlek strukturella elementen. Även om storleken på kammaren begränsar tillämpningen av installationen, konceptet och protokoll som föreslås i denna uppsats kommer att inspirera vidareutvecklingen av en full storlek setup för tillverkning av ASFRC element, särskilt förtillverkade element.
Att uppnå en lämplig viskositet av färska murbruk är avg...

Införliva stål fibrer i betong är ett effektivt sätt att övervinna den inneboende svagheten i sprödhet och förbättra den tänjbara styrkan av konkreta1. Under de senaste decennierna, har stål fiber armerad betong utförligt undersökt och används allmänt i fältet. Stål fiber armerad betong är överlägsen konkret när det gäller sprickbildning motstånd, draghållfasthet, brottseghet, fraktur energi, etc.2 i stål fiber armerad betong, stål fibrer är slumpmässigt spridda, därmed enhetligt dispergering förstärka effektiviteten av fibrerna i varje riktning. Dock för vissa belastningsfall endast några av stål fibrerna i betong bidrar till utförandet av de strukturella element eftersom fibrerna förstärkande effektivitet kräver att de anpassas principen draghållfasthet betonar i den struktur. Exempelvis när du använder stål fiber armerad betong som innehåller slumpmässigt distribuerade stål fibrer för att förbereda en balk, några av stål fibrerna, kommer att särskilt de som är parallellt med riktningen av den huvudsakliga DRAGSPÄNNING, göra stora bidrag till förstärka effektiviteten, medan de gör vinkelrätt mot riktningen av den huvudsakliga DRAGSPÄNNING inga bidrag till att förstärka effektiviteten. Följaktligen är att hitta en metod att anpassa stål fibrerna med riktningen av den huvudsakliga DRAGSPÄNNING i betong nödvändigt för att uppnå högsta förstärkande effektivitet av stål fibrerna.
Den orientering effektivitetsfaktor, definieras som förhållandet mellan den beräknade längden längs riktningen av DRAGSPÄNNING till den faktiska längden på fibrerna, används vanligen för att ange effektiviteten i förstärkningen av stål fibrer3,4 . Enligt denna definition är den orientering effektivitet faktorn av fibrerna i linje med riktning mot DRAGSPÄNNING 1,0; fibrerna som är vinkelrät mot DRAGSPÄNNING är 0. Lutande fibrerna har en orientering effektivitetsfaktor mellan 0 och 1.0. Analysresultaten visar att den orientering effektivitetsfaktor slumpmässigt distribuerade stål fibrer i betong är 0.4054, medan den från tester av vanliga stål fiber armerad betong är i spänna av 0,167 till 0.5005,6 . Uppenbarligen om alla kort stål fibrer i betong är i linje och har samma riktning som DRAGSPÄNNING, stål fibrerna kommer att ha högsta förstärkande effektivitet och exemplaren har optimal draghållfasthet beteendet.
Några lyckade försök att förbereda justerad stål fiber armerad betong har bedrivits sedan 1980-talet. 1984, Shen7 tillämpas ett elektromagnetiskt fält på det nedersta lagret av stål glasfiberarmerad cementbaserade komposit (SFRC) balkar under gjutning, och röntgen upptäckt analys visade att stål fibrer var väl i linje. 1995 patenterade Bayer8 och Arman9 metoden för att förbereda justerad stål fiber armerad betong med hjälp av ett magnetfält. Yamamoto et al. 10 ansåg orientering stål fibrer i betong ska främst påverkad av metoden för gjutning och försökt få arrangera i rak linje stål fiber armerad betong genom att hålla färsk betong rinner till formsättning från en konstant riktning. Xu11 försökte justera stål fibrer i sprutbetong genom sprutning stål fibrer från en konstant riktning. Rotondo och Wiener12 försökte göra konkreta stolpar med justerad långa stålprodukter fibrer av centrifugalgjutning. Dessa experimentella studier avslöja att arrangera i rak linje stål fiber armerad betong har betydande fördelar framför slumpmässigt distribuerade stål fiber armerad betong.
Nyligen, Michels o.a. 13 och Mu o.a. 14 har framgångsrikt utvecklat en grupp av justerad stål glasfiberarmerad cementbaserade kompositmaterial (ASFRCs) med hjälp av elektromagnetiska fält. I dessa studier gjordes olika solenoider att tillhandahålla en enhetlig magnetfält för att rikta stål fibrer i murbruk exemplar av olika storlekar. Solenoiden har en ihålig cuboid kammare, som rymmer exemplar av fördefinierade storlekar. När solenoiden är ansluten till likström (DC), skapas en enhetlig magnetfält i kammaren med en fast läggning, vilket ligger i linje med axeln av solenoiden. Enligt principen om elektromagnetism15, kan magnetiska fält köra ferromagnetiska fibrer att rotera och justera i färska mortel. Lämpliga användbarhet av murbruk är kritisk för att tillåta stål fibrer att rotera i färska mortel. En hög viskositet kan orsaka svårigheter i anpassningen av stål fibrerna i morteln, medan låg viskositet kan leda till segregeringen av fibrer.
Denna uppsats beskriver detaljerna för utarbetandet av ASFRC prover och tester böjhållfasthet egenskaper ASFRC och SFRC. Det förväntas att ASFRC har en högre böjhållfasthet och seghet än SFRC. Således ASFRC har potentiellt fördelar över SFRC i tåla dragpåkänning och motstånd mot sprickbildning om används som täcker betong, trottoaren, osv
De splittrade prover efter böj tester, orienteringen av stål fibrerna i exemplaren utreds genom att Observera de sprucket tvärsnitt och utnyttja X-ray scanning beräknas tomografi analys16,17 , 18. de mekaniska egenskaperna hos ASFRCs, inklusive sin böjhållfasthet och seghet, rapporteras och jämfört med de icke-elektromagnetiskt behandlade 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

Syftet med detta arbete är att presentera en strategi, inspirerade förresten som en kompassnål upprätthåller en konsekvent inriktning under inverkan av jordens magnetfält, för att tillverka en cementbaserade composite förstärkt med justerad stål fibrer. Justerad stål glasfiberarmerad cementbaserade kompositmaterial (ASFRC) var förberedda genom att tillämpa en enhetlig elektromagnetiska fältet färska murbruk som innehåller kort stål fibrer, whereby kort stål fibrerna drevs att rotera i linje med det magnetiska fältet. Graden av anpassning av stål fibrer i härdat ASFRC bedömdes både räknar stål fibrer i sprucket tvärsnitt och Röntga beräknas tomografi analys. Resultaten från de två metoderna visar att stålet fibrer i ASFRC anpassades högt medan stål fibrerna i icke-magnetiskt behandlat kompositer fördelades slumpmässigt. Justerad stål fibrerna hade mycket högre förstärkande effektivitet och kompositer, uppvisade därför avsevärt förbättrad böjhållfasthet och seghet. ASFRC är därmed överlägsen SFRC däri det tål högre brytmoment och mer effektivt motstå sprickbildning.

Böjhållfasthet styrkan i ASFRCs och SFRCs bestäms från trepunkts böjande tester visas i figur 5. Böjhållfasthet styrkan i ASFRCs är högre än de av SFRCs för alla fiber doseringar. ASFRCs böj styrkor var 88%, 71% och 57% högre än de av SFRCs vid de fiber volymfraktioner 0,8%, 1,2% och 2,0%, respektive. Dessa resultat innebär att arrangera i rak linje stål fibern förstärker cementbaserade matrisen mer effektivt än slumpmässigt distribuerade ...

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

Beredning av justerad stål Fiber förstärkt cementbaserade komposit och dess böjhållfasthet beteende

Det här protokollet beskriver en metod för att tillverka anpassade stål fiber cementbaserade komposit genom att tillämpa en enhetlig elektromagnetiska fält. Justerad stål fiber cementbaserade komposit uppvisar överlägsna mekaniska egenskaper till ordinarie fiber armerad betong.

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

Mekanisk Utbyggnad av stålrör som en lösning på Läckande Wellbores

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

En Test Platform för hållbarhet Studier av polymerer och fiberförstärkta Polymer Kompositer enligt Samtidig Hygrothermo-mekanisk stimuli

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

Stam Sensing Baserat på Multiscale Composite Materials förstärkt med Graphene 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

Förberedelse och hög temperatur anti vidhäftning beteende av en hal yta på rostfritt stål

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

Installationsmetod att förbättra kvalitetskontrollen för Fiber förstärkt Polymer Spike ankare

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

Tillämpligheten analys av bedömningsmetoder för morfologiska parametrar för korroderat stål barer

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

Uttryck av cementbaserade Pore Solution och analysen av dess kemiska sammansättning och resistivitet med X-ray fluorescens

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

Generera varv fogar via friktion rör spot svetsning på DP780 Steel

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

Artificiellt termiskt åldrande av polyester förstärkt och polyvinylkloridbelagd teknisk tand

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