الخواص الميكانيكية لألياف البازلت المقطعة من الخرسانة
مقدمة المنتج
الخرسانة، كمواد بناء شائعة الاستخدام في الهندسة المدنية، تتميز بخصائص ميكانيكية جيدة، ولكن مع التعمق المستمر في تطبيق تقنيات الهندسة، تتضح عيوب خصائصها الميكانيكية الأساسية تدريجيًا. نظرًا لانخفاض خصائص مقاومة الشد (عُشر قوة الضغط فقط)، فإن عناصر عملية الشد معرضة للتشقق، مما يقلل بشكل مباشر من متانة المكونات، ويضيق نطاق تطبيقها. مادة خرسانيةس. لتحسين خصائص الأداء الهندسي للخرسانة وحل المشاكل في تطبيق الخرسانة، عمل العلماء على تحسين أداءالمواد الخرسانية لعدة سنوات وحققنا نتائج تدريجية مثل إضافة المواد المضافة وضبط نسبة الخلط وتحسين عملية الإنتاج وطرق الصيانة.
1. مواد الاختبار وطرق الاختبار
تم اختيار أسمنت سيليكات عادي P. O 42.5، بقوة ضغط 28d تبلغ 48.3 ميجا باسكال، وقوة انحناء 28d تبلغ 8.2 ميجا باسكال. استُخدم رمل متوسط النعومة بمعامل نعومة يتراوح بين 2.5 و2.6 كركام ناعم، بكثافة ظاهرة 1996 كجم/م3. استُخدم حجر مكسر متدرج مستمر بسمك 5-27 مم كركام خشن، بكثافة ظاهرة 2737 كجم/م3. استُخدم معدل اختزال للماء بنسبة 40%. استُخدم حمض سيكا متعدد الكربوكسيل بنسبة 40%، وهو عامل اختزال عالي الكفاءة للماء. طول خيوط ألياف البازلت المقطعة يبلغ قطرها حوالي 30 مم، وقطر الخيط الواحد حوالي 15 ميكرومتر، والكثافة 2.7 جم/سم3، ومعامل المرونة 95-120 ميجا باسكال، وقوة الشد 3300-4500 ميجا باسكال، والاستطالة عند الكسر حوالي 2.5-30%.
يوضح الجدول 1 الملاءمات المستخدمة في هذا الاختبار. يُجرى اختبار الضغط وفقًا لمعيار طرق اختبار الخواص الميكانيكية للخرسانة العادية. يعتمد اختبار الضغط على عينات بحجم 100×100×100 مم مكعب، 3 عينات في كل مجموعة، ومدة معالجة قياسية 28 يومًا.
| الجدول 1كمية المواد المستخدمة لإعداد مجموعات مختلفة من العينات | ||||||||
| رقم سري | محتوى الألياف | كمية المواد المستخدمة | ||||||
| غرض | V(%) | M(kg/m3) | أسمنت | رماد الفحم | رمل | حجر | ماء | مُخفِّض الماء |
| س0 | 0 | 0 | 420 | 60 | 656 | 1069 | 210 | 2.4 |
| س1 | 0.1 | 2.65 | 420 | 60 | 656 | 1069 | 210 | 2.4 |
| س1.5 | 0.15 | 3.975 | 420 | 60 | 656 | 1069 | 210 | 2.4 |
| S2 | 0.2 | 5.3 | 420 | 60 | 656 | 1069 | 210 | 2.4 |
| S2.5 | 0.25 | 6.625 | 420 | 60 | 656 | 1069 | 210 | 2.4 |
| س3 | 0.3 | 7.95 | 420 | 60 | 656 | 1069 | 210 | 2.4 |
| س3.5 | 0.35 | 9.9275 | 420 | 60 | 656 | 1069 | 210 | 2.4 |
2. تهي خطوات
(1) بعد فحص المظهر وقياس الحجم، امسح قطعة الاختبار المراد اختبارها أولاً، وهي دقيقة بالنسبة لي. يصل عدم تساوي سطح تحمل العينة إلى 100 مم، ولا يتجاوز الخطأ 0.5 مم، ويجب ألا يتجاوز سطح المحمل وعدم عموديته المجاورة متطلبات درجة واحدة؛
(2) محور العينة لجهاز الاختبار محاذي لمركز لوحة الضغط أسفل جهاز الاختبار. افتح جهاز الاختبار، وعندما تُغلق لوحة الضغط العلوية وقطعة الاختبار، اضبط الدعامة بحيث تكون القوة موحدة.
(3) عملية التحميل للحفاظ على استمرارية وموحدة، وتستغرق سرعة تحميل الاختبار 12 كيلو نيوتن / ثانية - 18 كيلو نيوتن / ثانية؛ (4) تسجيل الحمل الأقصى، بدقة تصل إلى 0.1 ميجا باسكال.
3. نتائج الاختبار والتحليل
كما يمكن أن نرى من الجدول 2، فإن قوة الضغط 7d للخرسانة مع زيادة البازلت تُظهر الألياف خصائص ثابتة ثم تتناقص تدريجيًا، ويعود ذلك أساسًا إلى إضافة ألياف البازلت إلى الألياف والأسمنت المتشكل عند السطح البيني لإنتاج سطح ضعيف. ومع زيادة كمية خلط الألياف، يستمر هذا النوع من السطح الضعيف في التزايد، وبالتالي تستمر قوة الضغط المكعبة في الانخفاض بشكل طبيعي. تُظهر قوة الضغط 28 يومًا للخرسانة مع زيادة جرعة ألياف البازلت اتجاهًا للزيادة أولاً ثم التناقص، والسبب في هذه الزيادة الأولى هو كمية صغيرة من المواد المضاف إليها مواد مشبعة.ألياف البازلت تلعب دورًا في الاتصال إلى حد ما في تقليل تشوه الانكماش للخرسانة نفسها، وفي الوقت نفسه تزيد من ضعف السطح النسبي لزيادة القوة 28d لتكون أقل كثيرًا، مما يزيد من الأداء العام للقوة.
| الجدول 2 قيم اختبار قوة ضغط المكعب | |||
| رقم سري | محتوى الألياف | قوة الضغط المكعبة | |
| غرض | V(%) | 7d | 28d |
| س0 | 0 | 40.7 | 48.9 |
| س1 | 0.1 | 41.3 | 53.1 |
| س1.5 | 0.15 | 39 | 51.4 |
| S2 | 0.2 | 36.6 | 45.5 |
| S2.5 | 0.25 | 29.2 | 43.1 |
| س3 | 0.3 | 25.8 | 42.5 |
| س3.5 | 0.35 | 31.2 | 42.3 |
4. النتيجة
من منظور قوة الضغط المكعبة، عندما يصل خليط ألياف البازلت المختصرة إلى حوالي 1-1.5٪ من حيث النسبة المئوية للحجم، فإن قوى الضغط 7d و 28 مكعبًا من خليط ألياف البازلت المختصرة ألياف البازلت يتم زيادة الخرسانة إلى حد ما مقارنة بالخرسانة بدون خليط من الألياف.
