اسٹیل فائبر ریئنفورسڈ کنکریٹ کی موجودہ صورتحال اور ترقی

اسٹیل فائبر ریئنفورسڈ کنکریٹ (SFRC) ایک نئی قسم کا مرکب مواد ہے جسے عام کنکریٹ میں مختصر اسٹیل فائبر کی مناسب مقدار شامل کرکے ڈالا اور اسپرے کیا جاسکتا ہے۔ حالیہ برسوں میں اس نے اندرون اور بیرون ملک تیزی سے ترقی کی ہے۔ یہ کم تناؤ کی طاقت، چھوٹی حتمی لمبائی اور کنکریٹ کی ٹوٹنے والی خاصیت کی خامیوں پر قابو پاتا ہے۔ اس میں بہترین خصوصیات ہیں جیسے تناؤ کی طاقت، موڑنے والی مزاحمت، قینچ مزاحمت، شگاف مزاحمت، تھکاوٹ مزاحمت اور اعلی جفاکشی۔ یہ ہائیڈرولک انجینئرنگ، سڑک اور پل، تعمیر اور دیگر انجینئرنگ کے شعبوں میں لاگو کیا گیا ہے.

1. سٹیل فائبر پربلت کنکریٹ کی ترقی
فائبر ریئنفورسڈ کنکریٹ (FRC) فائبر رینفورسڈ کنکریٹ کا مخفف ہے۔ یہ عام طور پر سیمنٹ پر مبنی مرکب ہوتا ہے جو سیمنٹ پیسٹ، مارٹر یا کنکریٹ اور دھاتی فائبر، غیر نامیاتی فائبر یا نامیاتی فائبر سے تقویت یافتہ مواد پر مشتمل ہوتا ہے۔ یہ ایک نیا تعمیراتی مواد ہے جو کنکریٹ میٹرکس میں اعلی تناؤ کی طاقت، اعلیٰ حتمی طول و عرض اور اعلی الکلی مزاحمت کے ساتھ یکساں طور پر چھوٹے اور باریک ریشوں کو پھیلا کر تشکیل دیا گیا ہے۔ کنکریٹ میں موجود فائبر کنکریٹ میں ابتدائی شگافوں کی نسل کو محدود کر سکتا ہے اور بیرونی قوت کے عمل کے تحت دراڑوں کی مزید توسیع کو مؤثر طریقے سے موروثی نقائص پر قابو پا سکتا ہے جیسے کم تناؤ کی طاقت، آسان کریکنگ اور کنکریٹ کی کمزور تھکاوٹ مزاحمت، اور کارکردگی کو بہت بہتر بنا سکتا ہے۔ ناقابل تسخیر، واٹر پروف، ٹھنڈ کے خلاف مزاحمت اور کنکریٹ کی کمک تحفظ۔ فائبر ریئنفورسڈ کنکریٹ، خاص طور پر اسٹیل فائبر ریئنفورسڈ کنکریٹ نے اپنی اعلیٰ کارکردگی کی وجہ سے عملی انجینئرنگ میں علمی اور انجینئرنگ حلقوں میں زیادہ سے زیادہ توجہ حاصل کی ہے۔ 1907 سوویت ماہر بی پی۔ ہیکپوکاب نے دھاتی فائبر سے مضبوط کنکریٹ استعمال کرنا شروع کیا۔ 1910 میں، ایچ ایف پورٹر نے مختصر فائبر رینفورسڈ کنکریٹ پر ایک تحقیقی رپورٹ شائع کی، جس میں تجویز کیا گیا کہ میٹرکس مواد کو مضبوط بنانے کے لیے چھوٹے اسٹیل کے ریشوں کو کنکریٹ میں یکساں طور پر منتشر کیا جانا چاہیے۔ 1911 میں، ریاستہائے متحدہ کے گراہم نے کنکریٹ کی مضبوطی اور استحکام کو بہتر بنانے کے لیے عام کنکریٹ میں اسٹیل فائبر شامل کیا۔ 1940 کی دہائی تک، ریاستہائے متحدہ، برطانیہ، فرانس، جرمنی، جاپان اور دیگر ممالک نے کنکریٹ کے پہننے کی مزاحمت اور شگاف کی مزاحمت کو بہتر بنانے، اسٹیل فائبر کنکریٹ کی مینوفیکچرنگ ٹیکنالوجی، اور اسٹیل فائبر کے استعمال پر کافی تحقیق کی تھی۔ فائبر اور کنکریٹ میٹرکس کے درمیان تعلقات کی طاقت کو بہتر بنانے کے لیے اسٹیل فائبر کی شکل؛ 1963 میں، JP romualdi اور GB Batson نے سٹیل فائبر کنکریٹ کے کریک ڈویلپمنٹ میکانزم پر ایک مقالہ شائع کیا، اور یہ نتیجہ اخذ کیا کہ سٹیل فائبر ریئنفورسڈ کنکریٹ کی شگاف کی طاقت کا تعین سٹیل کے ریشوں کی اوسط وقفہ کاری سے ہوتا ہے جو ایک موثر کردار ادا کرتا ہے۔ تناؤ کے تناؤ میں (فائبر سپیسنگ تھیوری)، اس طرح اس نئے جامع مواد کی عملی ترقی کا مرحلہ شروع ہوتا ہے۔ اب تک، کنکریٹ میں ریشوں کی مختلف تقسیم کی وجہ سے، اسٹیل فائبر رینفورسڈ کنکریٹ کی مقبولیت اور اطلاق کے ساتھ، بنیادی طور پر چار اقسام ہیں: اسٹیل فائبر رینفورسڈ کنکریٹ، ہائبرڈ فائبر رینفورسڈ کنکریٹ، پرتوں والے اسٹیل فائبر رینفورسڈ کنکریٹ اور پرتوں والے ہائبرڈ فائبر۔ مضبوط کنکریٹ.

2. سٹیل فائبر پربلت کنکریٹ کی مضبوطی کا طریقہ کار
(1) جامع میکانکس تھیوری۔ جامع میکانکس کا نظریہ مسلسل فائبر مرکبات کے نظریہ پر مبنی ہے اور کنکریٹ میں اسٹیل ریشوں کی تقسیم کی خصوصیات کے ساتھ مل کر ہے۔ اس نظریہ میں، کمپوزٹ کو دو فیز کمپوزٹ کے طور پر شمار کیا جاتا ہے جس میں فائبر ایک فیز کے طور پر اور میٹرکس کو دوسرے فیز کے طور پر سمجھا جاتا ہے۔
(2) فائبر سپیسنگ تھیوری۔ فائبر سپیسنگ تھیوری، جسے کریک ریزسٹنس تھیوری بھی کہا جاتا ہے، لکیری لچکدار فریکچر میکانکس کی بنیاد پر تجویز کیا گیا ہے۔ یہ نظریہ یہ رکھتا ہے کہ ریشوں کی تقویت کا اثر صرف یکساں طور پر تقسیم شدہ فائبر کی جگہ (کم سے کم وقفہ کاری) سے متعلق ہے۔

3. سٹیل فائبر پربلت کنکریٹ کی ترقی کی حالت پر تجزیہ
1. اسٹیل فائبر مضبوط کنکریٹ۔ اسٹیل فائبر رینفورسڈ کنکریٹ نسبتاً یکساں اور کثیر جہتی مضبوط کنکریٹ کی ایک قسم ہے جو کم کاربن اسٹیل، سٹینلیس سٹیل اور ایف آر پی ریشوں کی ایک چھوٹی سی مقدار کو عام کنکریٹ میں شامل کرکے تشکیل دیا جاتا ہے۔ اسٹیل فائبر کی مکسنگ کی مقدار عام طور پر حجم کے لحاظ سے 1% ~ 2% ہوتی ہے، جبکہ 70 ~ 100kg سٹیل فائبر کنکریٹ کے ہر کیوبک میٹر میں وزن کے لحاظ سے ملایا جاتا ہے۔ اسٹیل فائبر کی لمبائی 25 ~ 60 ملی میٹر، قطر 0.25 ~ 1.25 ملی میٹر، اور لمبائی اور قطر کا بہترین تناسب 50 ~ 700 ہونا چاہئے۔ عام کنکریٹ کے مقابلے میں، یہ نہ صرف تناؤ، قینچ، موڑنے کو بہتر بنا سکتا ہے۔ ، پہننے اور شگاف کے خلاف مزاحمت، بلکہ کنکریٹ کے فریکچر کی سختی اور اثر مزاحمت کو بھی بہت بڑھاتا ہے، اور ساخت کی تھکاوٹ مزاحمت اور استحکام کو نمایاں طور پر بہتر بناتا ہے، خاص طور پر جفاکشی کو 10 ~ 20 گنا بڑھایا جا سکتا ہے۔ چین میں سٹیل فائبر ریئنفورسڈ کنکریٹ اور عام کنکریٹ کی مکینیکل خصوصیات کا موازنہ کیا جاتا ہے۔ جب اسٹیل فائبر کا مواد 15% ~ 20% ہے اور پانی کے سیمنٹ کا تناسب 0.45 ہے تو تناؤ کی طاقت میں 50% ~ 70% اضافہ ہوتا ہے، لچکدار طاقت میں 120% ~ 180% اضافہ ہوتا ہے، اثر کی طاقت میں 10 ~ 20 فیصد اضافہ ہوتا ہے۔ بار، اثر تھکاوٹ کی طاقت 15 ~ 20 گنا بڑھ جاتی ہے، لچکدار جفاکشی 14 ~ 20 گنا بڑھ جاتی ہے، اور پہننے کی مزاحمت بھی نمایاں طور پر بہتر ہوتی ہے۔ لہذا، سٹیل فائبر پربلت کنکریٹ سادہ کنکریٹ سے بہتر جسمانی اور مکینیکل خصوصیات رکھتا ہے۔

4. ہائبرڈ فائبر کنکریٹ
متعلقہ تحقیقی اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ سٹیل فائبر کنکریٹ کی کمپریشن طاقت کو نمایاں طور پر فروغ نہیں دیتا، یا اسے کم بھی نہیں کرتا ہے۔ سادہ کنکریٹ کے مقابلے میں، اسٹیل فائبر ریئنفورسڈ کنکریٹ کی ناقابل تسخیریت، پہننے کی مزاحمت، اثرات اور پہننے کی مزاحمت اور کنکریٹ کے ابتدائی پلاسٹک سکڑنے کی روک تھام کے بارے میں مثبت اور منفی (اضافہ اور کمی) یا یہاں تک کہ درمیانی خیالات ہیں۔ اس کے علاوہ، اسٹیل فائبر ریئنفورسڈ کنکریٹ میں کچھ مسائل ہیں، جیسے کہ بڑی خوراک، زیادہ قیمت، زنگ اور لگ بھگ کوئی مزاحمت نہیں ہوتی جو آگ کی وجہ سے پھٹ جاتی ہے، جس کی وجہ سے اس کے اطلاق کو مختلف ڈگریوں تک متاثر کیا جاتا ہے۔ حالیہ برسوں میں، کچھ ملکی اور غیر ملکی اسکالرز نے ہائبرڈ فائبر کنکریٹ (HFRC) پر توجہ دینا شروع کی، مختلف خصوصیات اور فوائد کے ساتھ ریشوں کو ملانے، ایک دوسرے سے سیکھنے، اور مختلف سطحوں پر "مثبت ہائبرڈ اثر" کو کھیل دینے کی کوشش کی۔ کنکریٹ کی مختلف خصوصیات کو بڑھانے کے لیے لوڈنگ کے مراحل، تاکہ مختلف منصوبوں کی ضروریات کو پورا کیا جا سکے۔ تاہم، اس کی مختلف مکینیکل خصوصیات کے حوالے سے، خاص طور پر اس کی تھکاوٹ کی خرابی اور تھکاوٹ کو پہنچنے والے نقصان، اخترتی کی نشوونما کا قانون اور جامد اور متحرک بوجھ کے تحت نقصان کی خصوصیات اور مستقل طول و عرض یا متغیر طول و عرض سائیکلک بوجھ، بہترین اختلاط کی مقدار اور فائبر کے اختلاط تناسب، تعلقات۔ مرکب مواد کے اجزاء کے درمیان، اثر کو مضبوط بنانے اور میکانزم کو مضبوط بنانے، تھکاوٹ مخالف کارکردگی، ناکامی کے طریقہ کار اور تعمیراتی ٹیکنالوجی، مرکب تناسب ڈیزائن کے مسائل کا مزید مطالعہ کرنے کی ضرورت ہے۔

5. پرتوں والا سٹیل فائبر مضبوط کنکریٹ
یک سنگی فائبر پربلت کنکریٹ کو یکساں طور پر مکس کرنا آسان نہیں ہے، فائبر کو جمع کرنا آسان ہے، فائبر کی مقدار بڑی ہے، اور قیمت نسبتاً زیادہ ہے، جو اس کے وسیع استعمال کو متاثر کرتی ہے۔ انجینئرنگ پریکٹس اور نظریاتی تحقیق کی ایک بڑی تعداد کے ذریعے، ایک نئی قسم کی سٹیل فائبر ڈھانچہ، پرت سٹیل فائبر ریئنفورسڈ کنکریٹ (LSFRC) تجویز کی گئی ہے۔ سڑک کے سلیب کی اوپری اور نچلی سطحوں پر تھوڑی مقدار میں سٹیل کا ریشہ یکساں طور پر تقسیم کیا جاتا ہے، اور درمیان میں اب بھی ایک سادہ کنکریٹ کی تہہ ہے۔ LSFRC میں اسٹیل فائبر کو عام طور پر دستی یا میکانکی طور پر تقسیم کیا جاتا ہے۔ اسٹیل فائبر لمبا ہے، اور لمبائی قطر کا تناسب عام طور پر 70 ~ 120 کے درمیان ہوتا ہے، جو دو جہتی تقسیم کو ظاہر کرتا ہے۔ مکینیکل خصوصیات کو متاثر کیے بغیر، یہ مواد نہ صرف اسٹیل فائبر کی مقدار کو بہت کم کرتا ہے، بلکہ انٹیگرل فائبر ریئنفورسڈ کنکریٹ کے اختلاط میں فائبر جمع ہونے کے رجحان سے بھی بچتا ہے۔ اس کے علاوہ، کنکریٹ میں اسٹیل فائبر کی تہہ کی پوزیشن کنکریٹ کی لچکدار طاقت پر بہت زیادہ اثر ڈالتی ہے۔ کنکریٹ کے نچلے حصے میں اسٹیل فائبر کی تہہ کا کمک اثر بہترین ہے۔ سٹیل فائبر پرت کی پوزیشن اوپر جانے کے ساتھ، کمک کا اثر نمایاں طور پر کم ہو جاتا ہے۔ LSFRC کی لچکدار طاقت اسی مرکب تناسب کے ساتھ سادہ کنکریٹ کی نسبت 35% زیادہ ہے، جو کہ انٹیگرل اسٹیل فائبر ریئنفورسڈ کنکریٹ سے قدرے کم ہے۔ تاہم، LSFRC بہت زیادہ مواد کی لاگت کو بچا سکتا ہے، اور مشکل اختلاط کا کوئی مسئلہ نہیں ہے. لہذا، LSFRC اچھے سماجی اور اقتصادی فوائد اور وسیع اطلاق کے امکانات کے ساتھ ایک نیا مواد ہے، جو کہ فٹ پاتھ کی تعمیر میں مقبولیت اور استعمال کے لائق ہے۔

6. تہوں والا ہائبرڈ فائبر کنکریٹ
پرت ہائبرڈ فائبر ریئنفورسڈ کنکریٹ (LHFRC) ایک جامع مواد ہے جو LSFRC کی بنیاد پر 0.1% پولی پروپیلین فائبر کو شامل کرکے اور یکساں طور پر بڑی تعداد میں باریک اور مختصر پولی پروپیلین ریشوں کو اعلی تناؤ کی طاقت اور اوپری اور نچلے اسٹیل میں اعلی حتمی لمبائی کے ساتھ تقسیم کرتا ہے۔ درمیانی تہہ میں فائبر کنکریٹ اور سادہ کنکریٹ۔ یہ LSFRC انٹرمیڈیٹ سادہ کنکریٹ کی تہہ کی کمزوری پر قابو پا سکتا ہے اور سطحی اسٹیل فائبر کے ختم ہونے کے بعد ممکنہ حفاظتی خطرات کو روک سکتا ہے۔ LHFRC کنکریٹ کی لچکدار طاقت کو نمایاں طور پر بڑھا سکتا ہے۔ سادہ کنکریٹ کے مقابلے میں، سادہ کنکریٹ کی اس کی لچکدار طاقت میں تقریباً 20 فیصد اضافہ ہوا ہے، اور ایل ایس ایف آر سی کے مقابلے میں، اس کی لچکدار طاقت میں 2.6 فیصد اضافہ ہوا ہے، لیکن اس کا کنکریٹ کے لچکدار ماڈیولس پر بہت کم اثر پڑتا ہے۔ LHFRC کا لچکدار لچکدار ماڈیولس سادہ کنکریٹ سے 1.3% زیادہ اور LSFRC کے مقابلے میں 0.3% کم ہے۔ LHFRC کنکریٹ کی لچکدار سختی کو بھی نمایاں طور پر بڑھا سکتا ہے، اور اس کا لچکدار سختی انڈیکس سادہ کنکریٹ سے تقریباً 8 گنا اور LSFRC سے 1.3 گنا ہے۔ مزید برآں، کنکریٹ میں LHFRC میں دو یا دو سے زیادہ ریشوں کی مختلف کارکردگی کی وجہ سے، انجینئرنگ کی ضروریات کے مطابق، کنکریٹ میں مصنوعی فائبر اور سٹیل فائبر کے مثبت ہائبرڈ اثر کو لچک، استحکام، جفاکشی، کریک کی طاقت کو بہت بہتر بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ، مواد کی لچکدار طاقت اور تناؤ کی طاقت، مواد کے معیار کو بہتر بناتی ہے اور مواد کی سروس کی زندگی کو طول دیتی ہے۔

—— خلاصہ (Shanxi فن تعمیر، جلد 38، نمبر 11، چن ہوائکنگ)