Механизъм на базалтови влакна в бетона

Бетонът, като крехък материал, обикновено включва влакна, за да подобри своите експлоатационни характеристики. Механизмът на... Базалтови влакна в бетона се проявява предимно в следните аспекти.

1. Инхибиране на пукнатини и премостващ ефект

Въз основа на теорията за разстоянието между влакната и еластичната механика на разрушаване, базалтови влакна подобряват вътрешната структура на бетона чрез физико-механични взаимодействия. По време на втвърдяване на свиването и изпаряването на влагата от бетона, тези влакна ефективно инхибират започването и разпространението на микропукнатини и сегрегационни пукнатини в ранен етап на свиване при изсъхване, като по този начин предотвратяват по-нататъшното им развитие. Това значително повишава устойчивостта на пукнатини и непропускливостта на бетона. Освен това, когато в бетонната матрица се образуват пукнатини, базалтовите влакна преодоляват двете страни на пукнатините, поемайки външни натоварвания и предотвратявайки внезапното фрагментиране на бетона. Този механизъм подобрява здравината и устойчивостта на пукнатини на бетона.

2. Подобряване на механичните свойства

Базалтови влакна и бетонната матрица съвместно понасят външни натоварвания. В началния етап на натоварване матрицата поема по-голямата част от натоварването. След като в матрицата се развият пукнатини, влакната продължават да носят натоварването, подобрявайки деформационния капацитет на бетона в пластичната фаза. Проучванията показват, че включването на базалтови влакна значително увеличава якостта на натиск, якостта на опън, жилавостта, якостта на опън при разцепване и якостта на опън при огъване на бетона.

3. Подобряване на издръжливостта

Чрез преодоляване на пукнатини и намаляване на тяхното образуване, базалтовите влакна повишават устойчивостта на замръзване и удароустойчивостта на бетона, като значително подобряват дълготрайността на бетонните конструкции. Освен това, включването на влакна значително подобрява непропускливостта, устойчивостта на замръзване и свиването при изсъхване, удължавайки експлоатационния живот на бетона в тежки условия.

4. Микроструктурна оптимизация

Базалтови влакнавзаимодействат с циментовата матрица чрез Химически и физически връзки, образувайки сложна микроструктура. Включването на влакна модифицира микроструктурата на бетона и оптимизира поведението му напрежения-деформации, като по този начин подобрява цялостните характеристики на материала.