Name: Preparação de fibras de aço alinhada reforçado cimento compósito e seu comportamento à flexão (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-06-27T12:30:00.000+00:00
Duration: 11 min 7 s
Description: Aprenda a fabricar compósitos cimentícios reforçados com fibras de aço alinhadas usando campos eletromagnéticos uniformes. Este método melhora significativamente as propriedades mecânicas em comparação com o concreto reforçado tradicional.

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Os autores reconhecem com gratidão apoios financeiros do nacional natureza Science Foundation da China (Grant no. 51578208), Hebei Provincial Nature Science Foundation (Grant no. E2017202030 e E2014202178), projeto da Universidade de ciência e tecnologia de pesquisa da província de Hebei (Grant n. º de chaves ZD2015028).

1. configuração de campo magnético do solenoide
Nota: O campo magnético é gerado por um solenoide com uma câmara oca. A instalação é um esqueleto de polibutileno tereftalato (PBT) placa solenoide enrolado com 4 a 6 camadas de esmalte, fio de cobre isolado e envolto com uma camada plástica isolante para proteção (Figura 1). Depois de conectar a bobina para DC, a corrente na bobina cria um campo eletromagnético uniforme dentro da câmara de solenoide com um fixo de direção e intensidade constante da indução magnética. Use o campo magnético para alinhar as fibras de aço na argamassa fresca e preparar as amostras ASFRC. Neste estudo, preparamos 150 × 150 × 550 mm prisma amostras usando um solenoide com um tamanho de câmara de 250 × 250 × 750 mm.
<ol><li>Correlacione a intensidade da indução magnética para a corrente elétrica do solenoide.<ol>
<li>Ligar o solenoide para DC e aplicar corrente de 0 a 10 A, com um comprimento de passo de 1 a. medida e registo da intensidade da indução magnética na câmara de solenoide usando um medidor de tesla.</li>
		<li>Traça a curva de intensidade de corrente de indução magnética (Figura 2), que será usada para determinar a corrente necessária do solenoide em etapas posteriores. Nota: Siga atentamente os procedimentos de segurança eléctrica quando ligar o solenoide à fonte de energia e todos os outros processos de operação pertinentes à energia elétrica.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. a trabalhabilidade da argamassa fresca
<ol><li>Preparar três misturas de argamassa com aço fibra volume frações 0.8%, 1,2% e 2,0%, respectivamente (tabela 1). As três misturas têm a mesma composição de matriz com uma água para cimentar a relação de 0.42:1:2 de areia. De acordo com a proporção de mistura, pesa 0,5 kg de cimento, 1,0 kg de areia e 0,21 kg de água para testes de trabalhabilidade.</li>
	<li>Adicione água para o misturador de argamassa primeiro. Em seguida, adicione o cimento. Misture a água e o cimento por 30 s. Em seguida, misture por mais 30 s e durante este 30 s da mistura, adicione gradualmente a areia ao misturador. Em seguida, misture por mais 60 s.</li>
	<li>Teste a profundidade naufrágio da mistura usando um medidor de profundidade afundando seguindo o padrão chinês para método de teste de desempenho na construção de argamassa (JGJ/T70-2009)19.</li>
	<li>Repita as etapas de 2.2 e 2.3, ajustar a dosagem de superplastificante a até a profundidade de naufrágio cai na faixa de 50-100 mm. Gravar a dosagem de superplastificante que produz a trabalhabilidade desejada e completá-lo como parte da proporção da mistura na tabela 1. Também teste a densidade específica da argamassa fresca após o workability é alcançado. A dosagem otimizada de um superplastificante de policarboxilato dos testes acima mencionados é de 0,10% (relação massa de cimento) e a densidade específica da argamassa fresca é 2186 kg/m3.</li>
	<li>Teste a viscosidade da argamassa fresca usando um rheometer argamassa rotacional co-axial (Figura 3). O rheometer tem um banho de água que pode manter a temperatura do recipiente da amostra a 20 ° C.<ol>
<li>Coloca 300 mL de argamassa fresca misturada dentro o anterior 5 min dentro do recipiente da amostra.</li>
		<li>Começa o teste de viscosidade. A sonda cai gradualmente a argamassa fresca no recipiente, e o recipiente começa a girar. Enquanto a argamassa fresca se move dentro do contêiner rotativo, aplica-se uma força de cisalhamento da sonda. No processo, os registros de rheometer a tensão de cisalhamento e cisalhamento taxa e plota a curva de tensão de cisalhamento, a taxa de cisalhamento. A inclinação da curva é a viscosidade da argamassa20,21. Nesta investigação, a viscosidade da argamassa fresca de testes é Pas 0,82.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. preparação das amostras
<ol><li>Determine a intensidade da indução magnética do campo magnético e a corrente do solenoide.<ol>
<li>Usando a viscosidade da argamassa de cimento determinada na etapa 2.5.2, calcular a intensidade da indução magnética do campo magnético necessária para o alinhamento de fibras de aço em argamassa de cimento, através da equação (1):13 <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56307/56307eq1v2.jpg">(1) onde B é a intensidade da indução magnética, η é a viscosidade da argamassa fresca, lf é o comprimento da fibra de aço, m é a massa de uma fibra de aço individual, def r é o raio de fibras de aço, μ é a permeabilidade das fibras de aço, μ0 é a permeabilidade do vácuo, Δt é o intervalo de tempo e α(t + Δt) é a aceleração angular no próximo intervalo de tempo. De acordo com a viscosidade e os parâmetros da fibra de aço utilizados nos ensaios, a intensidade necessária da indução magnética é 9.83 Mt.</li>
		<li>Determinar a corrente elétrica do solenoide necessário para criar uma intensidade da indução magnética suficiente de acordo com a Figura 2 ou equação (2):14 <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/56307/56307eq2v2.jpg">(2) onde I é a corrente necessária, N é o número de espiras do solenoide e L é o comprimento do solenoide. Usando a equação (2), a corrente exigida é 8,3 A, enquanto o da Figura 2 é cerca de 8,5 A.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Preparar as amostras ASFRC<ol>
<li>Use um misturador de argamassa de 15 L para misturar argamassa fresca. Para cada lote, misture 7,5 L de argamassa de acordo com as proporções de mistura listados na tabela 1. Tabela 1 denota as misturas ASFRC como A-Vf, onde A indica que as fibras de aço são alinhadas e Vf indica a fração de volume de fibras de aço. Por conseguinte, as misturas de ALÇAPÃO são denotadas, para comparação, como R-Vf, onde R indica que as fibras de aço são distribuídas aleatoriamente. As misturas de ALÇAPÃO não estão listadas na tabela 1 , mas tem as mesmas proporções como ASFRC.</li>
		<li>Pesar as matérias-primas e misture a argamassa de cimento reforçada com fibras de aço seguindo procedimentos de rotina.</li>
		<li>Despeje a argamassa fresca em um molde plástico com claro tamanho de 150 × 150 × 550 mm. elenco dos espécimes imediatamente após a mistura para evitar a perda de trabalhabilidade. Demora cerca de 25 min para lançar um prisma ASFRC do contato entre água e cimento.</li>
		<li>Mover o molde em uma mesa de compactação e ligue a compactação da tabela para adicionar s. 30 mais argamassa conforme necessário para garantir que o molde é completamente preenchida.</li>
		<li>Colocar o molde para a câmara do solenoide.</li>
		<li>Ligar o solenoide e compactação tabela para 50 s. Nota: Para o concreto comum o tempo de compactação razoável é em torno de 60-120 s. Neste teste, é tentativa para controlar o tempo total de compactação dentro desse intervalo. Vez mais compactação pode melhorar o alinhamento das fibras de aço; no entanto, pode causar sobre compactação e, consequentemente, a segregação (afundamento de fibras de aço e agregados grosseiros se houver). Menos tempo de compactação pode causar pobre alinhamento das fibras de aço e concreto não consolidado.</li>
		<li>Desligue a compactação da tabela.</li>
		<li>Desligue o solenoide após a compactação da tabela parou completamente.</li>
		<li>Suavemente retire o molde de solenoide e alise a superfície superior da argamassa com uma colher de pedreiro. Não comprometer as fibras de aço perto de superfície superior.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Para cada mistura, prepare três espécimes eletromagneticamente tratadas (seguindo passos 3.2.2-3.2.9) e três amostras não-eletromagneticamente tratadas (seguindo os passos 3.2.2-3.2.4 e 3.2.9). Na preparação de amostras não-eletromagneticamente tratadas, o tempo total de compactação foi 80 s — o mesmo que na preparação de amostras tratadas eletromagneticamente.</li>
	<li>Deixe as amostras dentro de casa e em seus moldes por 24 h. Então demold e curar os espécimes em uma sala de névoa, até que eles são utilizados para ensaios mecânicos.</li>
</ol>4. três pontos ensaio de flexão
<ol><li>Depois de 28 dias, retire os espécimes da sala de cura e marcar as posições para carregar (A), suporta (B), mid-span deflexão (C) e LVDT fixação pontos (D) (Figura 4).</li>
	<li>Coloque a amostra no equipamento de teste flexão a três pontos (Figura 4) da máquina de teste MTS e consertar um LVDT para o mid-span usando um suporte LVDT em cada superfície lateral da amostra (Figura 4).</li>
	<li>Conecte o LVDT um datalog. Em seguida, defina a frequência de aquisição de dados no controle PC da máquina de testes.</li>
	<li>Gradualmente aumentar a amostra por elevar de que o fundo oferece suporte para que a parte superior célula da máquina de teste de carga é muito perto, mas não tocar a superfície superior da amostra.</li>
	<li>Zero a carga inicial, mid-span deflexão (LVDT) e valores de deslocamento (célula de carga).</li>
	<li>Iniciar o teste e aplicar uma carga de flexão de três pontos para a amostra com um controle de deslocamento a uma velocidade de 0,2 mm/min. recorde a história completa da deflexão de carregamento e mid-span do espécime.</li>
	<li>Cuidado com a carga e a deformação da amostra. Após o valor de pico, quando o deslocamento for superior a 30 mm, pare o teste. Normalmente, a amostra está rachada e a carga é menor que 1,0 kN.</li>
	<li>Repita as etapas 4.1-4,7 para testar todas as amostras.</li>
</ol>5. aço fibra análise de orientação
<ol><li>Conte o número de fibras de aço na seção fraturada.<ol>
<li>Separe as amostras em duas porções na seção rachada.</li>
		<li>Medir e registrar a orientação das fibras de aço na seção transversal fraturada da amostra de argamassa de cimento. A orientação é o ângulo entre uma fibra de aço e o eixo do espécime. Porque medir manualmente as orientações das fibras de aço é difícil e pode produzir medidas imprecisas, orientações podem ser categorizadas como um dos seis intervalos de ângulo: 0 - 15 °, 15-30 °, 45 ° - 30, 45-60 °, 75 ° - 60 e 75-90 °. Registrar o número de fibras de aço em cada grupo e em seguida, calcular o fator de eficiência de orientação de fibra média da amostra através da equação (3): <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/56307/56307eq3v2.jpg">(3) onde ηθ é o fator de eficiência média de orientação das fibras de aço, lf é o comprimento de uma fibra de aço individual, n é o número total de fibras de aço na seção rachada e θ é a ângulo entre uma fibra de aço e a direção do campo magnético aplicado ao modelo (no cálculo, o valor médio do intervalo de ângulo é adotado para todas as fibras de aço em cada grupo).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Realizar análise de tomografia computadorizada de radiografia computadorizada.<ol>
<li>Corte um cubo de 75 mm de cada amostra de argamassa.</li>
		<li>Execute a varredura de raio-x do cubo usando um sistema de tomografia computadorizada de radiografia computadorizada. Colocar um exemplar na plataforma de teste e começar a varredura. O espécime gira 360 ° gradualmente e a máquina registra a atenuação dos raios x causada por amostra a cada passo de rotação. O sistema de tomografia computadorizada gera uma estrutura tridimensional digital do cubo.</li>
		<li>Identifica as fibras de aço na estrutura do cubo digital por processamento binário preto e branco. Em seguida, obter a imagem digital, descrevendo a distribuição das fibras de aço.</li>
		<li>Determine as coordenadas de todas as fibras de aço por análise de imagem.</li>
		<li>Calcule a orientação de cada fibra de aço de acordo com as suas coordenadas.</li>
		<li>Calcule o fator de eficiência de orientação das fibras através da equação (3).</li>
	</ol>
</li>
</ol>

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</ol>

Os autores não têm nada para divulgar.

O solenoide eletromagnético desenvolvido neste estudo tem uma câmara de medição 250 × 250 × 750 mm e não pode acomodar os elementos estruturais de tamanho completo. Embora o tamanho da câmara limita a aplicação da configuração, o conceito e protocolo proposto neste artigo irá inspirar o desenvolvimento de uma configuração de tamanho máximo para a fabricação de elementos ASFRC, particularmente prefabricados de elementos.
Alcançar uma viscosidade adequada de argamassa fresca é fator essencial pa...

Incorporação de fibras de aço no concreto é uma maneira eficaz para superar a fraqueza inerente da fragilidade e melhorar a resistência à tração do concreto1. Durante as últimas décadas, concreto reforçado com fibras de aço tem sido extensivamente investigado e amplamente utilizado no campo. Concreto reforçado com fibras de aço é superior ao concreto em termos de resistência de rachamento, resistência à tração, tenacidade à fratura, fratura de energia, etc.2 nas fibras de concreto armado, aço fibra de aço são aleatoriamente dispersos, desse modo dispersar uniformemente a eficiência de reforço das fibras em todas as direções. No entanto, em determinadas condições de carregamento, apenas algumas das fibras de aço no concreto contribuem para o desempenho dos elementos estruturais porque a eficiência de reforço das fibras requer que eles ser alinhado com o princípio salienta elástica na estrutura. Por exemplo, quando usando concreto reforçado com fibras de aço contendo fibras de aço distribuídas aleatoriamente para preparar um feixe, algumas das fibras de aço, especialmente aqueles paralela à direção da principal tensão elástica, fará uma contribuição importante para Não reforçar a eficiência, enquanto aqueles perpendicular à direção da tensão tração principal fará nenhuma contribuição para o reforço da eficiência. Consequentemente, encontrar uma abordagem para alinhar as fibras de aço com a direção do principal stress elástico em concreto é necessário para atingir a máxima eficiência de reforço das fibras de aço.
O fator de eficiência de orientação, definido como a razão entre o comprimento projetado ao longo da direção do stress elástico para o comprimento real de fibras, geralmente é usado para indicar a eficiência do reforço de fibras de aço3,4 . De acordo com esta definição, o fator de eficiência de orientação das fibras alinhadas com a direção do stress tênsil é 1.0; das fibras que são perpendiculares ao stress tênsil é 0. Inclinado de fibras têm um fator de eficiência de orientação entre 0 e 1,0. Os resultados analíticos mostram que o fator de eficiência de orientação das fibras de aço distribuídos aleatoriamente em concreto é 0.4054, enquanto que a partir de ensaios de concreto reforçado com fibras de aço ordinário é na faixa de 0.167 de 0,5005,6 . Evidentemente, se todas as fibras curtas de aço no concreto são alinhadas e tem a mesma orientação como o estresse de tração, as fibras de aço terá a mais alta eficiência de reforço e os espécimes terá o comportamento elástico ideal.
Algumas tentativas bem sucedidas para preparar o concreto reforçado com fibras de aço alinhados têm sido realizadas desde a década de 1980. Em 1984, Shen7 aplicado a um campo eletromagnético para a camada inferior de vigas de cimento compósito (ALÇAPÃO) fibra de aço reforçada durante a fundição, e análise de detecção de raio-x revelou que as fibras de aço foram bem alinhadas. Em 1995, Bayer8 e Arman9 patenteou a abordagem para a preparação de concreto reforçado com fibras de aço alinhadas usando um campo magnético. Yamamoto et al . 10 considera-se a orientação das fibras de aço em concreto para ser principalmente influenciado pela abordagem fundição e tentou obter concreto reforçado com fibras de aço alinhado ao manter fluindo concreto fresco para a cofragem de uma direção constante. Xu11 tentativa de alinhar as fibras de aço em concreto projetado por pulverização de fibras de aço de uma direção constante. Rotondo e Wiener12 procuraram fazer postes de concretos com fibras de aço longo alinhadas por fundição centrífuga. Estes estudos experimentais revelam que o concreto reforçado com fibras de aço alinhado tem vantagens significativas sobre concreto reforçado com fibras de aço distribuídos aleatoriamente.
Recentemente, Michels et al 13 e Mu et al 14 tem desenvolvido com sucesso um grupo de compósitos cimentícios alinhados fibra de aço reforçado (ASFRCs) usando campos electromagnéticos. Nestes estudos, vários solenoides foram feitas para fornecer um campo magnético uniforme para o alinhamento de fibras de aço em amostras de argamassa de tamanhos diferentes. O solenoide tem uma câmara cuboide oca, que pode acomodar amostras de tamanhos predefinidos. Quando o solenoide é ligado a corrente contínua (DC), um campo magnético uniforme é criado na câmara com uma orientação fixa, que se alinha com o eixo do solenoide. De acordo com o princípio do eletromagnetismo15, campos magnéticos pode conduzir fibras ferromagnéticas para girar e alinhar na argamassa fresca. Trabalhabilidade adequada da argamassa é crítica para permitindo fibras de aço girar na argamassa fresca. Uma viscosidade elevada pode causar dificuldade no alinhamento das fibras de aço em argamassa, enquanto baixa viscosidade pode levar à segregação das fibras.
Este documento descreve os detalhes da preparação de espécimes ASFRC e testa as propriedades flexurais do ASFRC e do ALÇAPÃO. Espera-se que ASFRC tem uma maior resistência à flexão e dureza do ALÇAPÃO. Assim, ASFRC potencialmente tem vantagens sobre o ALÇAPÃO em suportar o estresse de tração e resistência à rachaduras, se usado como cobertura de concreto, asfalto, etc.
Usando os espécimes fraturados após testes de resistência à flexão, a orientação das fibras de aço nas amostras é investigada, observando as seções transversais fraturadas e utilizando raios-x de digitalização computadorizada tomografia computadorizada análise16,17 , 18. as propriedades mecânicas do ASFRCs, incluindo a sua resistência à flexão e tenacidade, são relatadas e comparadas com os de SFRCs não-eletromagneticamente tratados.

<table><tbody><tr><td>Cimento</td><td>Tangshan Jidong Cement Co., Ltd.</td><td>P & vezes; O 42,5</td><td>Oridnary Portland</td></tr><tr><td>Cement Sand</td><td></td><td>River</td><td>Sand O módulo de finura é 2,4</td></tr><tr><td>Superplastificante</td><td>Subote New Materials Co., Ltd.</td>O tipo policarboxilado <td>PCA-III</td><td>, a taxa de redução de água é de 35%</td></tr> <tr><td>de fibra de aço</td><td>Tianjin Hengfeng Xuxiang New Metal Materials Co., Ltd.</td><td>Diâmetro reto redondo</td><td>0,5 mm, comprimento 25 mm</td></tr></tbody></table>

preparação de fibras de aço alinhada reforçado cimento compósito e seu comportamento à flexão

Preparation of Aligned Steel Fiber Reinforced Cementitious Composite and Its Flexural Behavior

O objetivo deste trabalho é apresentar uma abordagem, inspirada pela maneira em que uma agulha de bússola mantém uma orientação consistente sob a ação do campo magnético da terra para a fabricação de um composto de cimento reforçado com fibras de aço alinhadas. Alinhados fibra de aço reforçado de compósitos cimentícios (ASFRC) foram preparados através da aplicação de um campo eletromagnético uniforme de argamassa fresca, contendo fibras curtas de aço, no qual as fibras curtas de aço foram levadas para rodar em alinhamento com o campo magnético. O grau de alinhamento das fibras de aço em ASFRC endurecido foi avaliado pela contagem de fibras de aço em secções transversais fraturadas e por análise de tomografia computadorizada de radiografia computadorizada. Os resultados dos dois métodos mostram que o aço, fibras em ASFRC foram altamente alinhadas, enquanto as fibras de aço no trataram não-magneticamente compósitos foram distribuídos aleatoriamente. As fibras de aço alinhadas tinham uma eficiência muito maior reforço, e os compostos, portanto, exibiram a dureza e resistência à flexão significativamente reforçada. O ASFRC é, portanto, superior ao ALÇAPÃO em que ele pode suportar maior tensão de tração e mais resistem eficazmente a fissuração.

Os pontos fortes à flexão de ASFRCs e SFRCs, determinados a partir de testes de flexão de três pontos são mostrados na Figura 5. Os pontos fortes à flexão de ASFRCs são superiores aos de SFRCs para todas as doses de fibra. A força flexural de ASFRCs foram de 88%, 71% e 57% superiores aos de SFRCs em fracções de volume da fibra de 0,8%, 1,2% e 2,0%, respectivamente. Estes resultados implicam que a fibra de aço alinhada reforça a matriz cimentícia mais eficazme...

Este protocolo descreve uma abordagem para a fabricação de composto de cimento reforçado de fibra de aço alinhados através da aplicação de um campo eletromagnético uniforme. Composto de cimento reforçado de fibra de aço alinhado exibe propriedades mecânicas superiores de concreto reforçado com fibra comum.

Preparação de fibras de aço alinhada reforçado cimento compósito e seu comportamento à flexão

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 ...

Este método produz um composto cimentício reforçado com fibra de aço que é superior aos feitos com técnicas anteriores. A principal vantagem dessa técnica é que as fibras curtas de aço precisam de compósitos cimentícios frescos alinhados por campo eletromagnético, o que aumenta significativamente a capacidade de reforçar as amostras. Várias pessoas ajudarão a demonstrar os procedimentos.Professor Associado Xiaowei Wang, Professor Jian Zhou, Estudante de Pós-Graduação Luansu Wei e Estudante de Doutorado Hui Li Conhecer a trabalhabilidade da argamassa é fundamental para a preparação de amostras. Tenha pronto um medidor de profundidade de afundamento para caracterizar a argamassa. Além disso, tenha um reômetro de argamassa rotacional coaxial pronto para testes de trabalhabilidade.Os elementos para mistura de argamassa devem estar próximos a um misturador de argamassa. A mesma quantidade de água, cimento e areia entrará em cada mistura. O teste também requer uma fonte de superplastificante.Para fazer a argamassa, primeiro adicione areia ao porta-areia misturador. Em seguida, coloque água na batedeira. Em seguida, adicione o cimento.Deixe a água e o cimento se misturarem por 30 segundos. Comece a adição lenta e automatizada de areia e continue misturando por mais 30 segundos. Misture por mais 60 segundos antes de parar.Neste ponto, pegue o medidor de profundidade de afundamento e coloque argamassa fresca no recipiente de amostra. Ajuste o cone sobre a amostra. Fixe o cone em uma posição que apenas entre em contato com a superfície.Zere o medidor no dispositivo e solte o cone para concluir o teste. Verifique o medidor para ver se a profundidade de afundamento está entre 50 e 100 milímetros. Se o resultado estiver fora do intervalo, prepare-se para misturar outro lote.Comece com água no misturador e adicione plastificante para ajustar a profundidade de afundamento. Continue a adicionar cimento e areia como antes. Quando a nova mistura estiver pronta, execute o teste de profundidade de afundamento novamente.A mistura é aceitável se o resultado estiver na faixa de 50 a 100 milímetros. Em seguida, teste a viscosidade da mistura. Transfira cerca de 300 mililitros de argamassa fresca para o recipiente de amostra do reômetro.Prossiga com o teste de viscosidade. Os resultados ajudarão a determinar a força do campo magnético necessária. A preparação da amostra do experimento requer um campo magnético.Este solanóide está em uma mesa de compactação. Pode aplicar um campo uniforme sobre um molde de amostra. O molde de plástico para a argamassa deve se encaixar facilmente no interior do solanóide.Leve o molde para uma betoneira de argamassa de 30 litros e reserve. Próximo ao misturador, tenha a matéria-prima para 15 litros da mistura de argamassa previamente determinada. O cimento e a areia são combinados, assim como a água e o superplastificante.A fibra de aço para a fração de volume de fibra de aço desejada é o novo componente para a mistura de aço alinhada. Crie a argamassa adicionando primeiro o cimento e a areia ao misturador. Misturar e confirmar por inspecção visual se estes estão bem misturados antes de continuar.Em seguida, adicione a água e o superplastificante e misture por cerca de um minuto. Por fim, adicione as fibras de aço e misture por mais dois minutos. Quando terminar, despeje a argamassa fresca no molde de plástico rapidamente.Mova o molde para uma mesa de compactação. Ligue a mesa de compactação por 30 segundos. Certifique-se de que o molde esteja completamente preenchido antes de continuar.Agora, coloque o molde na câmara solanóide. Ligue o solanóide e a mesa de compactação por 50 segundos. Quando a mesa parar completamente, desligue o solanóide e remova o molde com cuidado.Use uma espátula para alisar a superfície superior, mas evite mexer nas fibras de aço. Prepare três amostras tratadas eletromagneticamente e três amostras reforçadas com fibra padrão para cada fração de volume de fibra de aço. Mantenha os espécimes dentro de casa e em seus moldes por 24 horas.Em seguida, leve as amostras para a sala de neblina para desmoldá-las e deixá-las curar. Os testes mecânicos são realizados em um banco de teste de flexão de três pontos. Dois rolos apoiarão a amostra.Uma carga será aplicada de cima. Este esquema mostra como uma amostra será montada na plataforma. Observe que os suportes estão a 50 milímetros de cada extremidade do comprimento de 550 milímetros.Os pontos de apoio são rotulados como B.A carga é aplicada no ponto médio desse comprimento em um ponto rotulado como A.Existem pinos colados ao corpo de prova em ambos os lados nos pontos rotulados como D para suportar um suporte de transformador diferencial variável linear, ou LVDT. Os pontos rotulados como C estão em placas fixadas ao espécime. Marque a amostra nos pontos correspondentes aos pontos rotulados no esquema.Os pontos C são onde a deflexão do vão médio é medida. Existem suportes para o suporte LVDT colados nos pontos D.Monte a amostra no banco de ensaio. Use um suporte LVDT e fixe o LVDT no meio do vão nas laterais da amostra.Conecte o LVDT a um registrador de dados e defina a frequência de aquisição de dados. Na plataforma, levante gradualmente a amostra, usando os suportes inferiores. Pare quando a célula de carregamento superior estiver próxima, mas não tocando, a superfície superior.Zerar as quantidades a serem medidas e configurar o teste de carga de flexão de três pontos. Inicie o teste e registre o histórico completo da carga e da deflexão no meio do vão. Este é um exemplo de gráfico de deflexão de carga para a deflexão do vão médio.Observe quando a carga está além de seu valor de pico. É assim que o corpo de prova atual aparece no banco de ensaio quando a carga está um pouco além de seu valor de pico. Uma vez além do pico de carga, pare o teste quando o deslocamento for maior que 30 milímetros.O teste para a amostra foi interrompido depois que o deslocamento atingiu 30 milímetros. Nesse ponto, remova a amostra e prepare-se para testar as que permanecerem. Aqui em vermelho estão as resistências à flexão medidas para compósitos reforçados com fibra de aço alinhados com diferentes frações de volume de fibra de aço.Os valores numéricos representam a média de três amostras e as barras de erro fornecem o desvio padrão. Em azul estão as resistências à flexão para compósitos reforçados com fibra de aço padrão. Observe que, em todos os casos, a resistência à flexão para as amostras de aço alinhadas é maior.Estes são gráficos de baixo deslocamento dos deslocamentos de vão médio para misturas com frações de volume de fibra de aço de 0,8%1,2% e 2%Cada gráfico tem dados para três amostras para amostras alinhadas e amostras tradicionais da mesma fração de volume de fibra de aço, aqui 0,8%As amostras de fibra de aço alinhadas têm consistentemente uma carga de pico e área sob a curva. O mesmo vale para a fração de volume de fibra de aço de 1,2% e a fração de volume de fibra de aço de 2%. Os testes de tomografia computadorizada de raios-X fornecem a distribuição espacial das fibras de aço em duas amostras de volume de 0,8% de fibra de aço.À esquerda está a amostra de fibra de aço alinhada, fornecendo evidências do alinhamento. À direita está a amostra de fibra de aço tradicional, onde as direções da fibra são aleatórias. Através da aplicação de um tratamento de campo eletromagnético usando a configuração solanoide desenvolvida neste estudo, as fibras de aço em argamassa fresca foram altamente alinhadas e os corpos de prova de compósito cimentício reforçado com fibra de aço alinhados foram preparados com sucesso.Os fatores de eficiência ordinários das fibras de aço em componentes cimentícios reforçados com fibra de aço alinhados excederam 0,9, enquanto os componentes cimentícios reforçados com fibra de aço comum estavam em torno de 0,6. O número de fibras de aço lidas nas seções criadas dos compósitos cimentícios reforçados com fibra de aço alinhados foi maior do que vários dos compósitos cimentícios reforçados com fibra de aço comum. A resistência à flexão e a tenacidade à flexão dos compósitos cimentícios reforçados com fibra de aço alinhados são significativamente maiores do que as dos compósitos cimentícios reforçados com fibra de aço comum.Embora o protocolo descrito neste trabalho tenha sido demonstrado com argamassa de cimento reforçado com fibra de aço, ele também é aplicável ao concreto reforçado com fibra de aço.

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Engineering

Engenharia

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