Udnytter slagfastheden i verdens hårdeste beton til katastrofeforebyggelse

Beton er det mest anvendte byggemateriale i verden og udvikles derfor løbende for at opfylde nutidens krav. Bestræbelser på at forbedre betonstyrken har ført til rapporter om porøsitetsfri beton (PFC), den hårdeste beton, der er testet til dato. Nogle af de grundlæggende egenskaber ved PFC er allerede blevet undersøgt, og nu har et team, herunder Kanazawa University, undersøgt effekten af ​​dette innovative materiale. Deres resultater offentliggøres i International Journal of Civil Engineering .

Ultrahøjstyrkebeton giver betydelige fordele, herunder at reducere vægten af ​​store strukturer og beskytte dem mod naturkatastrofer og utilsigtede påvirkninger. PFC er en beton med meget høj styrke, hvis egenskaber kan forbedres yderligere ved at inkorporere stålfibre.

Den måde, hvorpå PFC fremstilles, fører til meget få hulrum i det endelige materiale, hvilket giver den sin høje styrke - 400 MPa kan påføres PFC, før den fejler, sammenlignet med 20-30 MPa for standardbeton. Nogle af de grundlæggende materialegenskaber for stålfiberforstærket PFC er allerede blevet rapporteret; nu har forskerne evalueret effektresponsen af ​​en række PFC -præparater med forskellige stålfiberindhold og sektionshøjder.

"Den fortsatte udvikling af byggematerialer er særlig vigtig i områder, hvor hyppige naturkatastrofer truer strukturenes integritet, "forklarer undersøgelseslederforfatter Yusuke Kurihashi." Vi udførte slagprøver på en række forskellige stålfiberforstærkede PFC-prøver for at bestemme deres reaktioner, og dermed fremskynde den udbredte anvendelse af PFC i byggeprojekter. Vores test er designet til at simulere reaktioner på begivenheder såsom stenfald, sprængninger og flyvende genstande. "

Forskerne lavede to centrale fund. For det første, de observerede, at forøgelse af stålfiberindholdet fra 1% til 2% reducerede skaden på grund af påvirkningen med 30% -50%. Denne betydelige forbedring af ydeevnen forventes at informere fremtidige beslutninger om materialedesign.

Ud over, de viste, at det var muligt at forudsige adfærden af ​​prøverne med cirka 80% nøjagtighed ved at sammenligne beregnede værdier med dem, der blev målt, hvilket vil bidrage til at strømline udviklingsprocesser.

"Vi håber, at PFC vil bidrage til øget bygningssikkerhed i fremtiden, "siger Dr. Kurihashi." Selvom yderligere eksperimentelt arbejde og statistisk behandling er påkrævet for fuldt ud at oversætte PFC til udbredte praktiske anvendelser, vores resultater bidrager væsentligt til at forstå PFC's rolle i forbedringen af ​​sikkerheden for mange store strukturer, herunder højhuse, broer og veje. "