Когда люди спрашивают “Что такое Стальное волокно с латунным покрытием?”, Самый простой ответ таков: это стальное волокно с тонким слоем латуни на поверхности. Сама латунь представляет собой медно-цинковый сплав. В бетонных работах это изделие часто представляет собой небольшую, прямую, высокопрочную стальную фибру, используемую в UHPC, UHPFRC и RPC а не крупное волокно с крючком на конце. FHWA описывает обычное волокно UHPC как высокопрочное стальное волокно с тонким латунным покрытием, и объясняет, что латунный слой помогает при волочении, а также придает коррозионную стойкость сырым волокнам.
Именно поэтому внешне продукт часто отличается от обычной стальной фибры. Многие стандартные стальные волокна для плит или торкрет-бетона имеют темно-серый цвет, и их легко определить как обычную сталь. Стальные волокна с латунным покрытием часто имеют золотистый оттенок из-за латунного слоя. FHWA даже отмечает в одном из описаний внедрения UHPC, что волокна выглядят золотыми, потому что они покрыты латунью. В реальных проектах этот тип фибры широко используется в UHPC, а не в обычном низкопрочном бетоне.
Короткий ответ
Стальная фибра с латунным покрытием - это стальное армирующее волокно, обычно прямое и небольшого диаметра, с тонким латунным покрытием поверхности. Оно в основном используется для улучшения перекрытия трещин, вязкости, растяжения и характеристик после образования трещин в очень плотных цементных материалах, таких как UHPC. Покрытие используется не только для цвета. Доступные источники указывают на три общие причины: оно помогает в процессе волочения проволоки, обеспечивает защиту сырых волокон при хранении и транспортировке и может влиять на взаимодействие волокна с цементной матрицей.
При этом покрытие не меняет того факта, что фибра остается стальным волокном. Его основная армирующая роль по-прежнему обусловлена стальным сердечником, геометрией волокна, а также сцеплением или вытягиванием внутри бетона. Другими словами, латунное покрытие полезно, но это не вся история. Конечный результат по-прежнему зависит от длины, диаметра, прочности на разрыв, дозировки, дисперсности и окружающей бетонной матрицы.
Что на самом деле означает часть “латунное покрытие”
Слово латунь означает медно-цинковый сплав. Таким образом, стальное волокно с латунным покрытием - это не бронзовое волокно, и это не чисто медное волокно в строгом металлургическом смысле. Это сталь с тонким медно-цинковым поверхностным слоем. Исследования поверхности этих волокон подтверждают, что латунный слой содержит медь и цинк, а микроскопические исследования изучают, как ведет себя эта поверхность после встраивания волокна в материал на основе цемента.
С точки зрения практического производства, слой латуни является тонким. FHWA утверждает, что стальные волокна в обычной смеси UHPC имели тонкое латунное покрытие которое обеспечивает смазку в процессе волочения и коррозионную стойкость необработанных волокон. Это важная деталь, потому что она показывает, что покрытие - это не только эксплуатационные характеристики. Оно также помогает в процессе производства и обработки до того, как волокно попадет в смеситель.
Это также объясняет, почему покупатели не должны думать о стальной фибре с латунным покрытием как о совершенно другом классе арматуры. Его лучше понимать как специализированная обработка поверхности стальных волокон, Чаще всего это тонкие прямые волокна для высокоэффективных бетонных систем. Сталь по-прежнему обеспечивает основную прочность. Покрытие изменяет поведение поверхности и ее обработку.
Как обычно выглядит стальная фибра с латунным покрытием
На рынке стальная фибра с латунным покрытием обычно представляет собой микростальное волокно или тонкое прямое стальное волокно, а не волокно с крупными крючками для промышленных полов. В нескольких исследовательских работах по UHPC и RPC использовались прямые стальные волокна с латунным покрытием размером около Длина 13 мм и Диаметр от 0,2 до 0,3 мм. Заявленные пределы прочности на разрыв часто превышают 2000 МПа, В одном из исследований для прямой стальной фибры с латунным покрытием, используемой в реактивном порошковом бетоне, было указано 2850 МПа при модуле упругости 200 ГПа. В другом исследовании UHPC сообщалось о прямых волокнах с латунным покрытием длиной 13 мм и диаметром 0,3 мм.
Эти цифры следует рассматривать как общие примеры, а не как универсальное правило. В других исследованиях использовались более короткие или более длинные волокна с латунным покрытием, и, по крайней мере, в одной из недавних работ по УПХК сравнивались короткие прямые, длинные прямые и волокна с латунным покрытием в виде крючков в одной и той же матрице. Это означает, что латунное покрытие не ограничивается одной точной формой или одним точным размером, хотя наиболее известным коммерческим вариантом является короткое прямое микростальное волокно, используемое в UHPC.
Для покупателей это очень важный момент. Если поставщик говорит “стальное волокно с латунным покрытием”, этого еще недостаточно. Вы также должны спросить, прямая она или с крючками, микро или макро, какова ее длина и диаметр, и какой предел прочности на разрыв заявляет поставщик. Одно только название - слишком широкое понятие для принятия правильного решения о покупке.
Где используется стальная фибра с латунным покрытием
Самый распространенный ответ - UHPC и UHPFRC. В документах FHWA по соединениям UHPC описываются стальные волокна длиной около 12,7 мм и диаметром 0,2 мм с тонким латунным покрытием, используемые в UHPC. Академические исследования UHPC, RPC и UHPFRC также неоднократно использовали прямые стальные волокна с латунным покрытием в качестве стандартного армирующего волокна в плотных, высокопрочных цементных матрицах.
Такое применение вполне логично. UHPC обладает очень высокой прочностью на сжатие, но ему все еще нужны дискретные волокна для преодоления трещин и передачи растягивающего напряжения после растрескивания матрицы. FHWA объясняет, что окончательное разрушение UHPC при растяжении обычно происходит, когда стальные волокна начинают отслаиваться и вырываться из матрицы. Другими словами, интерфейс между волокном и матрицей является одной из ключевых составляющих характеристик UHPC, и волокна с латунным покрытием - один из типов волокон, часто используемых в этой системе.
Стальные волокна с латунным покрытием также встречаются в мостовые соединения, сборные соединения настилов, тонкие накладки из UHPC, ударопрочные цементные композиты и другие современные сборные или ремонтные системы. FHWA задокументировало соединения UHPC для мостов, выполненные в полевых условиях, и отметило роль армирования стальными волокнами в сохранении прочности на растяжение после растрескивания. В других исследованиях использовались микростальные волокна с латунным покрытием при ударах, взрывах и высоких температурах.
Поэтому, если кто-то спросит, используется ли стальная фибра с латунным покрытием в обычных готовых полах, ответ обычно будет “не в первую очередь”. Она гораздо сильнее ассоциируется с высокоэффективные материалы на основе цемента чем при обычном армировании перекрытий. Именно поэтому данный продукт часто продается как специализированная фибра премиум-класса, а не как универсальная стальная фибра для всех бетонных работ.
Почему используется стальная фибра с латунным покрытием
Первая причина - та же, что и при использовании любой стальной фибры в UHPC: она помогает бетону нести нагрузку после растрескивания. Обзоры и отчеты FHWA показывают, что стальные волокна в UHPC улучшают реакцию на растяжение, вязкость, пластичность, контроль трещин и поглощение энергии. Эти преимущества очень важны для такой хрупкой матрицы, как UHPC.
Вторая причина - это само покрытие поверхности. FHWA утверждает, что тонкое латунное покрытие обеспечивает смазку в процессе волочения и коррозионную стойкость необработанных волокон. В недавней статье Springer также говорится, что латунное покрытие защищает стальные волокна от коррозии, улучшает характеристики при растяжении и уменьшает трение между волокнами, что может помочь предотвратить комкование волокон при смешивании.
Третья причина - это поведение интерфейса. Исследование ScienceDirect посвящено непосредственно влиянию латунного покрытия на границу раздела стальных волокон и матрицы в композитах на основе цемента. В этой статье отмечается, что латунь является наиболее часто используемым покрытием для стальных волокон и что покрытие является важным фактором для межфазных свойств, потому что это часть, которая непосредственно соприкасается с цементной матрицей. Это важно, потому что хорошее армирование в фибробетоне в значительной степени зависит от сцепления и вытягивания, а не только от прочности сырых волокон.
Всегда ли латунное покрытие улучшает сцепление?
Здесь честный ответ становится более осторожным. Не всегда простым способом. Литература не подтверждает утверждение о том, что латунное покрытие всегда обеспечивает более прочное соединение в любой матрице. В статье ScienceDirect, посвященной латунному покрытию, говорится, что его влияние на межфазные свойства до сих пор неясно и что предыдущие исследования пришли к разным выводам. В той же статье сообщается, что волокна с латунным покрытием могут менять цвет от ярко-золотистого до темно-серебристого после воздействия и вытягивания, а также изучается поведение латунного слоя в среде гидратации цемента.
В статье 2022 года, опубликованной в открытом доступе, также рассматривается вопрос о том, что происходит, когда латунь удаляется со стальных волокон, используемых в UHPC. В этом исследовании говорится, что поведение латуни на поверхности стальных волокон в матрице UHPC еще не до конца изучено, и обсуждаются предыдущие выводы о том, что матрица может потенциально дезинфицировать латунь. Проще говоря, слой латуни может изменяться в щелочной среде цемента, поэтому его воздействие более сложное, чем предполагают многие описания.
Это не означает, что стальное волокно с латунным покрытием - плохой продукт. Это означает, что покупатели не должны воспринимать латунный слой как магию. Реальные характеристики по-прежнему зависят от всей системы: геометрии волокна, плотности матрицы, отверждения, содержания волокна, ориентации волокна и поведения при вытягивании. Именно поэтому данные испытаний имеют большее значение, чем цвет продукта или одно короткое предложение в брошюре.
Как стальное волокно с латунным покрытием сравнивается с другими стальными волокнами
По сравнению с Стальное волокно с крючками для полов или торкретирования, стальная фибра с латунным покрытием часто более тонкая, прямая и используется в более плотной матрице. Волокна с крючкообразными концами создают прочное механическое крепление в основном за счет своей формы. Прямые волокна с латунным покрытием в большей степени зависят от физико-химической связи, трения и сопротивления вытягиванию в матрице. В реферате ACI, посвященном поведению UHPC при выдергивании, прямое волокно с латунным покрытием сравнивается с волокнами с зацепами и кручеными стальными волокнами, а разница между межфазной связью и механической связью рассматривается в терминах.
По сравнению с прямые стальные волокна без покрытия, Волокна с латунным покрытием обеспечивают обработку поверхности, которая помогает при производстве и хранении и может изменить поведение интерфейса. FHWA напрямую приписывает латунному слою смазывание при волочении и устойчивость к коррозии необработанных волокон. В некоторых исследованиях также сообщается о снижении трения волокон и улучшении смешивания.
По сравнению с волокна из нержавеющей стали, Волокна из углеродистой стали с латунным покрытием обычно выбираются для обеспечения баланса производительности и стоимости в UHPC, а не для достижения наивысшей коррозионной стойкости в высокоагрессивных средах. Волокно из нержавеющей стали - это другое семейство продуктов с другим профилем коррозии. Покупатели не должны считать, что эти два материала взаимозаменяемы только потому, что оба являются тонкими металлическими волокнами.
Что покупатели должны проверить перед выбором
Если вы покупаете стальную фибру с латунным покрытием, начните с основ: длина, диаметр, прочность на разрыв, форма и рекомендуемая дозировка. В исследовательских примерах часто используются 13-миллиметровые прямые волокна диаметром около 0,2-0,3 мм, но для вашего проекта может понадобиться что-то другое. Попросите предоставить реальные данные о продукте, а не только общее название.
Затем проверьте целевое приложение. Если речь идет о UHPC, UHPFRC, RPC, мостовых соединениях, тонких сборных конструкциях или высокоэффективных ремонтных материалах, то стальная микрофибра с латунным покрытием - привычный и технически обоснованный выбор. Если же речь идет о складских плитах или дорожном покрытии, то более подходящим может оказаться другой тип стальной фибры.
Затем попросите эксплуатационные характеристики бетона, но не только данные о волокнах. В UHPC вся суть волокна заключается в прочности после трещин, растяжении и выдергивании. Поставщик должен быть в состоянии обсудить, как ведет себя волокно в целевой матрице, а не просто сказать, что оно покрыто латунью. Это особенно важно, так как исследования показывают, что межфазный эффект латуни может меняться в зависимости от матрицы и условий воздействия.
Мы, компания Ecocretefiber™, считаем, что покупатели должны рассматривать стальную фибру с латунным покрытием как высокоэффективное стальное микроволокно, а не просто блестящий продукт. Правильный поставщик должен объяснить геометрию волокна, роль покрытия, целевую матрицу и результаты испытаний. Именно так Shandong Jianbang Chemical Fiber Co., Ltd. думает о серьезных бетонных арматурных изделиях: не только по внешнему виду, но и по реальному поведению в смеси и в готовой конструкции.
Заключение
Итак, что такое стальная фибра с латунным покрытием? Это стальное армирующее волокно, обычно тонкое прямое высокопрочное волокно с тонким латунным слоем на поверхности. В бетонной промышленности она наиболее известна как фибра для UHPC, UHPFRC и RPC чем для обычных плит перекрытия. Латунный слой помогает при производстве, защищает необработанные волокна и может влиять на взаимодействие волокон с матрицей, в то время как стальная сердцевина по-прежнему выполняет основную армирующую функцию.
Наиболее практичный вариант покупки прост. Стальная фибра с латунным покрытием - это специализированная высокоэффективная бетонная фибра, Это не просто декоративная разновидность стальной фибры. Она ценна, когда проект требует очень высоких показателей растяжения, контроля трещин и прочности в плотных цементных материалах. Но при этом выбор должен основываться на данных испытаний, геометрии и целевом применении, а не на одном только цвете. Это стандарт, который мы поддерживаем в Ecocretefiber™ и Shandong Jianbang Chemical Fiber Co., Ltd.
