الخواص الميكانيكية للخرسانة المصنوعة من ألياف البازلت المقطعة

مقدمة عن المنتج

يُعدّ الخرسانة مادة بناء شائعة الاستخدام في الهندسة المدنية، وتتمتع بخصائص ميكانيكية جيدة. إلا أنه مع التوسع المستمر في استخدام التقنيات الهندسية، بدأت تظهر عيوب خصائصها الميكانيكية الأساسية. فمقاومة الشد المنخفضة، التي لا تتجاوز عُشر مقاومة الضغط، تجعل العناصر المعرضة للشد أكثر عرضة للتشقق، مما يُقلل بشكل مباشر من متانة المكونات ويُضيّق نطاق استخدامها. مادة خرسانيةلتحسين الخصائص الهندسية للخرسانة وحل المشكلات المتعلقة بتطبيقاتها، يعمل الباحثون على تحسين أداءمواد خرسانية لسنوات عديدة وحققوا نتائج على مراحل، مثل إضافة المواد المضافة، وتعديل نسبة الخلط، وتحسين عملية الإنتاج وأساليب الصيانة.

1. مواد الاختبار وطرق الاختبار

تم اختيار أسمنت سيليكات عادي P. O 42.5، بقوة ضغط 48.3 ميجا باسكال بعد 28 يومًا، وقوة انحناء 8.2 ميجا باسكال بعد 28 يومًا. استُخدم رمل متوسط ​​النعومة بمعامل نعومة 2.5-2.6 كركام ناعم، بكثافة ظاهرية 1996 كجم/م³. استُخدم حجر مكسر متدرج مستمر بحجم 5-27 مم كركام خشن، بكثافة ظاهرية 2737 كجم/م³. تم استخدام معدل تخفيض ماء بنسبة 40%. استُخدم 40% من حمض سيكا متعدد الكربوكسيل، وهو عامل فعال للغاية لتخفيض الماء. ألياف البازلت المقطعة يبلغ طوله حوالي 30 مم، وقطر الخيط الأحادي حوالي 15 ميكرومتر، وكثافته 2.7 جم/سم3، ومعامل مرونته 95-120 ميجا باسكال، وقوة شده 3300-4500 ميجا باسكال، واستطالته عند الكسر حوالي 2.5-30%.

تُبيّن الجداول 1 و2 أنواع الخرسانة المستخدمة في هذا الاختبار. يُجرى اختبار الضغط وفقًا لمعيار طرق اختبار الخواص الميكانيكية للخرسانة العادية. يستخدم الاختبار عينات مكعبة بأبعاد 100×100×100 مم، بواقع 3 عينات في كل مجموعة، مع معالجة قياسية لمدة 28 يومًا.

2. تهي خطوات

(1) قم أولاً بمسح قطعة الاختبار المراد اختبارها بعد التحقق من المظهر وقياس الحجم بدقة. يجب ألا يتجاوز عدم انتظام سطح تحمل العينة 100 مم، ولا يتجاوز الخطأ 0.5 مم، ويجب ألا يتجاوز عدم تعامد سطح التحميل والأسطح المجاورة درجة واحدة.

(2) محور العينة في جهاز الاختبار محاذٍ لمركز لوحة الضغط أسفل جهاز الاختبار. افتح جهاز الاختبار، وعندما تغلق لوحة الضغط العلوية وقطعة الاختبار، اضبط الدعامة بحيث تكون القوة متساوية؛

(3) عملية التحميل للحفاظ على استمرارية وانتظام، سرعة التحميل التجريبية تتراوح بين 12 كيلو نيوتن / ثانية و 18 كيلو نيوتن / ثانية؛ (4) تسجيل أقصى حمل بدقة تصل إلى 0.1 ميجا باسكال.

3. نتائج الاختبارات والتحليل

كما يتضح من الجدول 2، فإن مقاومة الخرسانة للضغط لمدة 7 أيام تزداد مع زيادة البازلت تُظهر الألياف خصائص تتراوح بين الثبات والتناقص التدريجي، ويعود ذلك أساسًا إلى إضافة ألياف البازلت. تتشكل عند سطح التماس بين الألياف والأسمنت، مما يُنتج سطحًا ضعيفًا. ومع زيادة كمية الألياف المضافة، يزداد هذا السطح الضعيف، وبالتالي يستمر انخفاض مقاومة الضغط المكعبية بشكل طبيعي. تُظهر مقاومة الضغط بعد 28 يومًا للخرسانة مع زيادة جرعة ألياف البازلت اتجاهًا من التزايد أولًا ثم التناقص، ويعود سبب هذا التزايد الأولي إلى الكمية الصغيرة المضافة.ألياف البازلت يلعب دورًا في الربط إلى حد ما في تقليل تشوه الانكماش للخرسانة نفسها، وفي الوقت نفسه يزيد من السطح الضعيف بالنسبة لزيادة القوة 28d لتكون أقل بكثير، وهو ما يؤثر على الأداء العام لزيادة القوة.

4. النتيجة

من منظور مقاومة الضغط المكعب، عندما تصل نسبة إضافة ألياف البازلت المختصرة إلى حوالي 1-1.5% من حيث الحجم، فإن مقاومة الضغط المكعب بعد 7 أيام و28 يومًا للألياف المختصرة ألياف البازلت تزداد نسبة الخرسانة إلى حد معين مقارنة بنسبة الخرسانة بدون إضافة الألياف.