Prestasie-optimalisering en Ingenieurstoepassingsnavorsing van Kortgesnyde Basaltveselversterkte Beton

In onlangse jare,China se snelwegingenieurswese Konstruksie het vinnig ontwikkel, en betonstruktuurtegnologie het beduidende vordering gemaak, die opbou van talle gevorderde en volwasse tegniese prestasies. Betonstruktuurontwerp is wyd toegepas in die veld van infrastruktuurkonstruksie, die belangrikheid daarvan demonstreer. Maar, saam met hierdie prestasies, die probleem van beton krake word al hoe prominenter. Die teenwoordigheid van krake benadeel die werkverrigting van beton, aansienlik verminder sy treksterkte, wat die primêre rede is vir die brosversaking wat beton vertoon. Kortgesnyde basaltvesel, as 'n nuwe veselmateriaal, het 'n uitstekende betonversterkingsmateriaal geword as gevolg van sy unieke meganiese eienskappe, goeie stabiliteit, en hoë koste-effektiwiteit.Hierdie artikel sal fokus op die eienskappe van kortpaaie Basaltvesel en die praktiese toepassing daarvan in betonversterking en -versterking verken.

2. Eienskappe van kortgesnyde basaltvesel

2.1 Definisie

basaltvesel is 'n anorganiese minerale vesel wat verwerk word deur deurlopende basaltvesel in lengtes te sny, tipies minder as $50\text{mm}$. Dit kan eweredig binne beton versprei word. Volgens die toepassing daarvan, dit kan hoofsaaklik geklassifiseer word in: anti-krakende vesel vir beton ($\text{Kêrel}$), verhardende en versterkende vesel vir beton ($\text{BZ}$), en anti-kraak vesel vir mortel ($\text{BSF}$), onder andere.

2.2 Prestasie van Kortgesnyde Basaltvesel

Kortpad basaltvesel beskik oor uitstekende eienskappe van hoë sterkte en hoë modulus. Sy treksterkte kan bereik $1050\text{-}1250\text{MPa}$, en sy elastiese modulus is nie minder nie as $34\text{GPa}$. Sy hoë temperatuur weerstand is uitstaande, sodat dit voortdurend binne 'n wye temperatuurreeks kan werk −269∘C om 650∘C. Dit vertoon hoë korrosiebestandheid en chemiese stabiliteit in korrosiewe media soos sure, alkalieë, en soute. Veral in alkaliese media soos versadigde alkali-oplossing en sement, sy enkelfilament-breuksterkte-retensietempo is groter as $75\%$, toon uitstekende weerstand teen alkalikorrosie. Kortgesnyde basaltvesel het goeie versoenbaarheid met anorganiese bindmiddels, 'n vogabsorpsietempo laer as $1\%$, en die higroskopisiteit daarvan verander nie met verloop van tyd nie. Dit bewys sy goeie materiaalstabiliteit, lang lewensduur, en omgewingsverenigbaarheid tydens gebruik. Verder, Hierdie vesel het ook uitstekende eienskappe soos isolasie, hoëtemperatuurfiltrasie, stralingsweerstand, en golf-oordragvermoë. Die prestasie-indekse word in Tabel 1 getoon.

3. Toepassingsanalise van kortgesnyde basaltvesel in beton

Kortgesnyde basaltveselversterkte beton behels die inkorporering van 'n sekere hoeveelheid deurlopende of onderbroke kortgesnyde basaltvesel op 'n gepaste wyse in die beton. Terwyl die oorspronklike voordeel van beton se druksterkte behoue ​​bly, hierdie metode kan dit aansienlik verbeter taaiheid en treksterkte, waardeur die beton effektief versterk en versterk word en die lewensduur van die ingenieursstruktuur verleng word.

Benewens basaltvesel, koolstofvesel, glasvesel, aramiedvesel, en ander is ook as versterkingsmateriaal in beton gebruik. Maar, Langtermyn-praktyk toon dat hierdie materiale sekere probleme ondervind wanneer dit op beton toegepas word, maak dit moeilik om aan die markvraag na hoëprestasiebeton te voldoen. Die opkoms van kortgesnyde basaltvesel vul hierdie gaping in materiale en metodes, die ontwikkeling van betonversterkings- en versterkingstegnologie aansienlik bevorder. Die rol daarvan in betonversterking en -versterking word hoofsaaklik in die volgende aspekte weerspieël:

1. Doeltreffende Kraakinhibisie: As gevolg van sy kwantiteit en oppervlaktevoordele, kortgesnyde basaltvesel kan mikro-krake effektief beperk, wat hul verbinding en uitbreiding verhoed. Intussen, dit oorkom die nadele van ander sintetiese vesels, soos lae digtheid, lae treksterkte, en lae elastiese modulus. Dit word nie maklik uitmekaar getrek tydens kraakverspreiding nie, wat die ontwikkeling van mikro-krake aansienlik kan inhibeer en die vorming van nuwe krake kan vertraag, wat die verbetering van beton se deurlaatbaarheid en vries-dooi-weerstand positief beïnvloed.

2. Kombineer hoë modulus met konstruksiegerief: Kortgesnyde basaltvesel benut nie net voordele soortgelyk aan staalvesel se hoë modulus en hoë enkelfilament-treksterkte om kraakuitbreiding te inhibeer nie, maar oorkom ook effektief die nadele van staalvesel, soos maklike klonte tydens meng en probleme met pomp en konstruksie.

3. Goeie dispergeerbaarheid en verenigbaarheid: As 'n silikaat-gebaseerde anorganiese vesel, Kortgesnyde basaltvesel het natuurlike versoenbaarheid met sementagtige materiale. Die digtheid daarvan (ongeveer 2.63-2.80g/cm3) is naby aan dié van sementbeton en mortel, wat goeie werkbaarheid tot gevolg het. Sodra bygevoeg, dit kan egalig deur die betonstruktuur versprei.

4. Uitstekende duursaamheid: Oppervlak-gemodifiseerde kortgesnyde basaltvesel vertoon "inerte vesel"-eienskappe, toon uitstekende weerstand teen hoë temperature, korrosie, en impak. Dit handhaaf stabiliteit selfs in hoë temperatuur en hoogs korrosiewe omgewings, en dit kan die vervormingsweerstand van die sementmatriks verbeter. Daarom, dit kan aanpas by die strawwe omgewings van die betonmenging, giet, omgewing, en diensfases, aansienlik verbeter die duursaamheid van die beton.

In opsomming, kortgesnyde basaltvesel kan die impakweerstand van beton effektief verbeter, verminder sy brosheid, en verbeter die meganiese eienskappe daarvan omvattend. Spesifiek, dit funksioneer in betonstrukture om krake te inhibeer, voorkom deurspoeling, verbeter duursaamheid, verbeter impak- en trekvermoë, en help om die oppervlakkwaliteit te verbeter.

4. Konstruksiemetodes en voorsorgmaatreëls vir kortgesnyde basaltveselbeton

4.1 Konstruksietemperatuur

Kortgesnyde basaltveselbeton moet gebou word by temperature tussen −5∘C en 25∘C. Temperature wat te hoog of te laag is, kan lei tot nie-uniformiteit van die mengsel.

4.2 Konstruksiekwaliteitsbeheer

Gehaltebeheer vir kortsnyde basaltveselbetonkonstruksie moet fokus op grondstofinspeksie, meet akkuraatheid, en die kwaliteit van die mengprosedure.

4.2.1 Mengverhoudingsontwerp

In werklike konstruksie, Verskillende kortpad-basaltvesel-doserings moet binne 'n redelike reeks gekies word gebaseer op projekvereistes. Aangesien kortgesnyde basaltvesel self nie chemies met ander betonkomponente of bymiddels reageer nie, die dosering daarvan verander tipies nie die oorspronklike betonmengselverhoudingsontwerpbeginsels nie. Tydens konstruksie, Die kwaliteit van alle materiale moet streng bepaal word volgens die verhouding van die konstruksiemengsel en die hoeveelheid vir 'n enkele mengsel. Tabel 2 verskaf 'n voorbeeld van die optimale mengverhouding vir basaltveselversterkte beton.

Toetse het getoon dat 'n hoër veseldosis nie noodwendig tot beter kraakweerstand lei nie. Wanneer die dosis nie oorskry nie 1.2kg/m²3, Die druksterkte van die beton toon 'n tendens van aanvanklike toename gevolg deur 'n afname (wat 'n piekwaarde toon) soos die veseldosis toeneem.

4.2.2 Voedingsvolgorde en -metode

Tydens die mengproses, kortgesnyde basaltvesel moet gelyktydig met aggregate soos sand en klip bygevoeg word. Dit word aanbeveel om die vesel eweredig in die sand en klip te strooi tydens hul plasing, en voeg dan water by vir nat meng.

Veseltoevoegingsmetodes kan verdeel word in handmatige en outomatiese voeding:

• Handmatige voeding: Die geweegde basaltvesel word handmatig bygevoeg nadat die warm aggregaat in die menger geplaas is. Hierdie metode behels hoë arbeidsintensiteit, relatief laer menguniformiteit, en vereis 'n gepaste verlenging van die mengtyd om eenvormige veselverspreiding te verseker.

• Outomatiese Voeding: 'n Outomatiese basaltvesel Die doseermasjien word gebruik vir outomatiese meting en gelyktydige byvoeging met die menger se warm aggregaat. Die veseldoseermasjien is gewoonlik toegerus met outomatiese meting, voorverspreiding, en pneumatiese vervoermeganismes, bied die voordele van gerieflikheid, vinnig, en akkurate optelling. Die toepaslike metode moet gekies word op grond van die konstruksietoestande.

4.2.3 Insinking-aanpassing

Die byvoeging van vesel verhoog die viskositeit van die betonmengsel effens, wat die insinking beïnvloed. Indien die insinking nie aan konstruksievereistes voldoen nie, 'n weekmaker of waterverminderende middel moet verkieslik vir aanpassing gebruik word. Die probleem behoort nie opgelos te word deur die waterinhoud te verhoog nie.

4.2.4 Vorming en Uitharding

Geen spesiale vereistes bestaan ​​vir die vorming van beton gemeng met kortgesnyde basaltvesel nie, maar voldoende vibrasie en verdigting moet verseker word. Die uithardingsvereistes daarvan is dieselfde as dié vir gewone beton.

Kort Toepassingsgeval van Kortgesnyde Basaltveselbeton

Die Jing-Zhu-snelweg (Anyang na Xinxiang-gedeelte) is 'n nasionale hoofweg en 'n belangrike deel van Henan-provinsie se snelwegnetwerk. As gevolg van die hoë walvulling en swak ondergrondse grondgehalte in hierdie gedeelte, Ongelyke versakking van die ondergrond en ander defekte het kort na die opening daarvan verskyn. In onlangse jare, met die toename in verkeersvolume en die toename in oorlaaide voertuie, die plaveisel het herhaaldelik aan verskeie defekte gely, soos longitudinale en dwarsskeure, slaggate, nedersetting, roosterkrake, en krokodil kraak. Dit bedreig nie net die bestuursveiligheid ernstig nie, maar veroorsaak ook groot probleme vir daaglikse onderhoud. Verder, die oorspronklike vierbaanontwerp het lankal nie aan vervoerbehoeftes voldoen nie, wat uitbreiding en heropbou noodsaak.

Kortgesnyde basaltveselbeton is toegepas in die ondergrondse opvulling van hierdie projek. Praktyk het getoon dat die treksterkte daarvan met meer as toegeneem het $30\%$, sy moegheidsweerstand het met meer as verbeter $30\%$, en sy spoorweerstand het met meer as toegeneem $300\%$. Dit het beduidende doeltreffendheid getoon in die voorkoming van longitudinale krake, inhibeer kraakuitbreiding, en die lewensduur van die plaveisel te verleng.

Met sy unieke meganiese eienskappe, uitstekende stabiliteit, en hoë koste-effektiwiteit, Kortgesnyde basaltvesel het 'n doeltreffende betonversterkingsmateriaal geword. Die toepassingsvooruitsigte vir kortgesnyde basaltveselbeton is uiters breed. Die beduidende voordele daarvan in die verbetering van ingenieursprestasie en die verlenging van dienslewe sal na verwagting goeie ekonomiese en sosiale voordele inhou, dit as 'n belangrike konstruksiemateriaal in die toekomstige veld van siviele ingenieurswese te posisioneer.