Влияние на базалтовите влакна върху характеристиките на пропускливия бетон

Базалтови влакна, като нов неорганичен, високоефективен и екологичен материал, значително подобрява механичните свойства, издръжливостта и функционалността на пропускливия бетон. По-долу е представен многоизмерен анализ на неговите въздействия и параметри за оптимизация:

1. Въздействие върху механичните свойства

Подобрена якост на натиск и огъване

   Базалтови влакна Армировката ефективно повишава якостта на натиск и огъване на пропускливия бетон. Проучванията показват, че влакната образуват триизмерна мрежова структура, укрепвайки връзката между агрегатите и циментовата паста, като същевременно инхибират разпространението на пукнатини. Например:

Якост на натиск: При влакна с размери 12 мм и 24 мм, якостта на натиск първоначално се увеличава и след това намалява с по-високо съдържание на влакна. Оптималната доза е 0,1%–0,15% (по обем), като влакната с размер 24 мм постигат пикова якост на натиск от 24,3 MPa (при доза от 0,1%).

Якост на огъване: Дължината на влакната има по-изразен ефект върху якостта на огъване. Например, 18 мм влакна увеличават якостта на огъване с 66,44% в сравнение с обикновения бетон поради подобреното междуфазово свързване от увеличения контакт между влакната и агрегата.

Повишена здравина и пластичност

„Свързващият ефект“ на Базалтови влакнаподобрява жилавостта, променяйки режимите на разрушаване от крехко към пластично. Микроскопският анализ показва, че влакната стабилизират скелетната структура в циментовата матрица, като ефективно блокират растежа на пукнатини.

Въздействие върху пропускливостта

Намален коефициент на пропускливост

Включването на влакна частично блокира порите, намалявайки пропускливостта. Например, увеличаването на съдържанието на влакна от 0,05% до 0,2% постепенно намалява коефициента на пропускливост, но все пак отговаря на спецификациите (напр. пропускливост >1 mm/s при 20% порьозност).

Балансиране на порьозността и параметрите на влакната

По-дългите влакна (например 12 мм → 24 мм) леко увеличават порьозността, но все пак намаляват пропускливостта.

Комбинирането на влакна с минерални добавки (например летяща пепел) оптимизира структурата на порите, като минимизира загубата на пропускливост, като същевременно запазва якостта.

3. Подобрена устойчивост на замръзване

Базалтови влакна подобряват вътрешната структурна цялост, значително повишавайки устойчивостта на замръзване:

След 100 цикъла на замразяване-размразяване, образците, подсилени с влакна, показват загуба на маса от едва 0,9% и запазват относителен динамичен модул на еластичност от 62,5%.

Синергията с летяща пепел (напр. 6% летяща пепел + 6 кг/м³ влакна) постига оптимална устойчивост на замръзване, тъй като летящата пепел усъвършенства структурата на порите, докато влакната потискат напукването от замръзване и размразяване.

4. Ключови параметри за оптимизация

Дължина на влакната: Препоръчват се влакна с дължина 24 мм за балансиране на здравина и пропускливост, въпреки че влакната с дължина 18 мм се отличават с превъзходна якост на огъване.

Диапазон на дозиране: 0,1%–0,15% по обем (или 2–6 kg/m³ по маса). Прекомерната доза рискува агломерация на влакната и намалена обработваемост.

Синергични материали: Летяща пепел (6%–15%) или силициев диоксид (6%–9%) допълнително подобряват механичните свойства и намаляват загубата на пропускливост.

5. Препоръки за приложение

Сценарии: Идеален за пешеходни пътеки, площади и студени райони, изискващи както пропускливост, така и здравина.

СтроителствоИзползвайте метода на смесване с „циментово покритие от агрегат“, за да осигурите равномерно разпределение на влакната и да избегнете образуването на бучки.

В обобщение, базалтовите влакна оптимизират микроструктурата и механичните характеристики на пропускливия бетон, но стриктният контрол на дозировката и параметрите на процеса е от решаващо значение за балансиране на якостта и пропускливостта. Бъдещите изследвания трябва да се фокусират върху модификацията на повърхността на влакната и многоматериалната синергия, за да се преодолеят настоящите ограничения в производителността.