শর্ট-কাট ব্যাসল্ট ফাইবার-রিইনফোর্সড কংক্রিটের কর্মক্ষমতা অপ্টিমাইজেশন এবং ইঞ্জিনিয়ারিং অ্যাপ্লিকেশন গবেষণা

সাম্প্রতিক বছরগুলিতে,চীনের হাইওয়ে ইঞ্জিনিয়ারিং নির্মাণ দ্রুত বিকশিত হয়েছে, এবং কংক্রিট কাঠামো প্রযুক্তি উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি অর্জন করেছে, অসংখ্য উন্নত এবং পরিপক্ক প্রযুক্তিগত সাফল্য সংগ্রহ করা। কংক্রিট কাঠামো নকশা ব্যাপকভাবে অবকাঠামো নির্মাণের ক্ষেত্রে প্রয়োগ করা হয়েছে, এর গুরুত্ব প্রদর্শন। তবে, এই অর্জনগুলির সাথে সাথে, সমস্যাটি কংক্রিট ফাটল ক্রমশ বিশিষ্ট হয়ে উঠছে। ফাটলের উপস্থিতি কংক্রিটের কর্মক্ষমতাকে ঝুঁকির মুখে ফেলে, উল্লেখযোগ্যভাবে এর হ্রাস প্রসার্য শক্তি, যা কংক্রিটের ভঙ্গুর ব্যর্থতার প্রাথমিক কারণ। শর্ট-কাট ব্যাসল্ট ফাইবার, একটি অভিনব তন্তু উপাদান হিসেবে, তার অনন্য যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের কারণে এটি একটি চমৎকার কংক্রিট শক্তিবৃদ্ধি উপাদানে পরিণত হয়েছে, ভালো স্থিতিশীলতা, এবং উচ্চ ব্যয়-কার্যকারিতা।এই প্রবন্ধটি শর্টকাটের বৈশিষ্ট্যগুলির উপর আলোকপাত করবে ব্যাসল্ট ফাইবার এবং কংক্রিট শক্তিবৃদ্ধি এবং শক্তিশালীকরণে এর ব্যবহারিক প্রয়োগ অন্বেষণ করুন।

2. শর্ট-কাট ব্যাসল্ট ফাইবারের বৈশিষ্ট্য

২.১ সংজ্ঞা

বেসাল্ট ফাইবার একটি অজৈব খনিজ তন্তু যা ক্রমাগত বেসাল্ট তন্তু কেটে প্রক্রিয়াজাত করা হয় যা সাধারণত কম দৈর্ঘ্যের হয় $\mathrm{৫০}\text{মিমি}$. এটি কংক্রিটের মধ্যে সমানভাবে ছড়িয়ে যেতে পারে। এর প্রয়োগ অনুসারে, এটি প্রধানত শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে: কংক্রিটের জন্য অ্যান্টি-ক্র্যাকিং ফাইবার ($\text{বিএফ}$), কংক্রিটের জন্য ফাইবারকে শক্ত এবং শক্তিশালী করা ($\text{বিজেড}$), এবং মর্টারের জন্য অ্যান্টি-ক্র্যাকিং ফাইবার ($\text{বিএসএফ}$), অন্যদের মধ্যে।

২.২ এর কর্মক্ষমতা শর্ট-কাট ব্যাসল্ট ফাইবার

শর্টকাট বেসাল্ট ফাইবার চমৎকার বৈশিষ্ট্যের অধিকারী উচ্চ শক্তি এবং উচ্চ মডুলাস. এর প্রসার্য শক্তি পৌঁছাতে পারে $\mathrm{১০৫০}\text{-}\mathrm{১২৫০}\text{এমপিএ}$, এবং এর স্থিতিস্থাপক মডুলাস কম নয় $\mathrm{৩৪}\text{জিপিএ}$. এর উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধ ক্ষমতা অসাধারণ, এটিকে বিস্তৃত তাপমাত্রার পরিসরে ক্রমাগত কাজ করার অনুমতি দেয় −২৬৯∘গ থেকে ৬৫0∘গ. এটি উচ্চ প্রদর্শন করে জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং রাসায়নিক স্থিতিশীলতা অ্যাসিডের মতো ক্ষয়কারী মাধ্যমে, ক্ষার, এবং লবণ। বিশেষ করে ক্ষারীয় মাধ্যমে যেমন স্যাচুরেটেড ক্ষারীয় দ্রবণ এবং সিমেন্টে, এর একক-ফিলামেন্ট ফ্র্যাকচার শক্তি ধরে রাখার হার এর চেয়ে বেশি $৭৫\%$, ক্ষারীয় ক্ষয়ের বিরুদ্ধে চমৎকার প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদর্শন করে। শর্ট-কাট ব্যাসল্ট ফাইবার আছে ভালো সামঞ্জস্য অজৈব বাইন্ডার সহ, আর্দ্রতা শোষণের হার কম $১\%$, এবং সময়ের সাথে সাথে এর হাইগ্রোস্কোপিসিটি পরিবর্তিত হয় না। এটি এর ভালো উপাদানগত স্থিতিশীলতা প্রমাণ করে, দীর্ঘ জীবনকাল, এবং ব্যবহারের সময় পরিবেশগত সামঞ্জস্য। তদুপরি, এই ফাইবারের চমৎকার বৈশিষ্ট্যও রয়েছে যেমন অন্তরণ, উচ্চ-তাপমাত্রা পরিস্রাবণ, বিকিরণ প্রতিরোধ ক্ষমতা, এবং তরঙ্গ-প্রেরণ ক্ষমতা। এর কর্মক্ষমতা সূচকগুলি সারণি 1 এ দেখানো হয়েছে।

৩. কংক্রিটে শর্ট-কাট ব্যাসল্ট ফাইবারের প্রয়োগ বিশ্লেষণ

শর্ট-কাট বেসাল্ট ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিট এর মধ্যে রয়েছে কংক্রিটের মধ্যে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ অবিচ্ছিন্ন বা বিচ্ছিন্ন শর্ট-কাট বেসাল্ট ফাইবার যথাযথ পদ্ধতিতে অন্তর্ভুক্ত করা। কংক্রিটের সংকোচনশীল শক্তির মূল সুবিধাটি ধরে রেখে, এই পদ্ধতিটি উল্লেখযোগ্যভাবে এর উন্নতি করতে পারে দৃঢ়তা এবং প্রসার্য শক্তি, এর ফলে কার্যকরভাবে কংক্রিটকে শক্তিশালী ও শক্তিশালী করা যায় এবং প্রকৌশল কাঠামোর পরিষেবা জীবন বৃদ্ধি পায়।

এছাড়াও বেসাল্ট ফাইবার, কার্বন ফাইবার, কাচের তন্তু, অ্যারামিড ফাইবার, এবং অন্যান্যগুলি কংক্রিটে শক্তিশালীকরণ উপকরণ হিসাবেও ব্যবহৃত হয়েছে। তবে, দীর্ঘমেয়াদী অনুশীলন দেখায় যে কংক্রিটে প্রয়োগ করার সময় এই উপকরণগুলি কিছু সমস্যা উপস্থাপন করে, উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন কংক্রিটের বাজার চাহিদা মেটানো কঠিন করে তোলে। শর্ট-কাট বেসাল্ট ফাইবারের উত্থান উপকরণ এবং পদ্ধতির এই শূন্যস্থান পূরণ করে, কংক্রিট শক্তিশালীকরণ এবং শক্তিবৃদ্ধি প্রযুক্তির উন্নয়নকে ব্যাপকভাবে উৎসাহিত করা। কংক্রিট শক্তিবৃদ্ধি এবং শক্তিশালীকরণে এর ভূমিকা প্রধানত নিম্নলিখিত দিকগুলিতে প্রতিফলিত হয়:

1. কার্যকর ফাটল প্রতিরোধ: এর পরিমাণ এবং পৃষ্ঠতলের ক্ষেত্রফলের সুবিধার কারণে, শর্ট-কাট বেসাল্ট ফাইবার কার্যকরভাবে মাইক্রো-ফাটল প্রতিরোধ করতে পারে, তাদের সংযোগ এবং সম্প্রসারণ রোধ করা। এদিকে, এটি অন্যান্য সিন্থেটিক তন্তুর অসুবিধাগুলি কাটিয়ে ওঠে, যেমন কম ঘনত্ব, কম প্রসার্য শক্তি, এবং কম স্থিতিস্থাপক মডুলাস। ফাটল বিস্তারের সময় এটি সহজে টেনে আলাদা করা যায় না, যা মাইক্রো-ফাটলের বিকাশকে উল্লেখযোগ্যভাবে বাধা দিতে পারে এবং নতুন ফাটল তৈরিতে বিলম্ব করতে পারে, কংক্রিটের ব্যাপ্তিযোগ্যতা এবং জমাট-গলানোর প্রতিরোধের উন্নতিতে ইতিবাচক প্রভাব ফেলছে।

2. নির্মাণ সুবিধার সাথে উচ্চ মডুলাসকে একত্রিত করে: শর্ট-কাট বেসাল্ট ফাইবার কেবল স্টিল ফাইবারের উচ্চ মডুলাস এবং উচ্চ একক- ফিলামেন্ট প্রসার্য শক্তির মতো সুবিধাগুলিই ব্যবহার করে না, যা ফাটলের প্রসারণকে বাধা দেয়, কিন্তু কার্যকরভাবে ইস্পাত ফাইবারের ত্রুটিগুলিও কাটিয়ে ওঠে, যেমন মিশ্রণের সময় সহজে জমাট বাঁধা এবং পাম্পিং এবং নির্মাণে অসুবিধা।

3. ভালো বিচ্ছুরণযোগ্যতা এবং সামঞ্জস্য: সিলিকেট-ভিত্তিক অজৈব তন্তু হিসেবে, শর্ট-কাট ব্যাসল্ট ফাইবারের সিমেন্টিশিয়াস উপকরণের সাথে প্রাকৃতিক সামঞ্জস্য রয়েছে। এর ঘনত্ব (প্রায়) ২.৬৩-২.৮০গ্রাম/সেমি৩) সিমেন্ট কংক্রিট এবং মর্টারের কাছাকাছি, ফলে ভালো কর্মক্ষমতা তৈরি হয়। একবার যোগ করলে, এটি কংক্রিটের কাঠামো জুড়ে সমানভাবে ছড়িয়ে পড়তে পারে।

4. চমৎকার স্থায়িত্ব: পৃষ্ঠ-পরিবর্তিত শর্ট-কাট বেসাল্ট ফাইবার "জড় ফাইবার" বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে, উচ্চ তাপমাত্রার প্রতি অসাধারণ প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদর্শন করে, ক্ষয়, এবং প্রভাব। এটি উচ্চ-তাপমাত্রা এবং অত্যন্ত ক্ষয়কারী পরিবেশেও স্থিতিশীলতা বজায় রাখে, এবং এটি সিমেন্ট ম্যাট্রিক্সের বিকৃতি প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়াতে পারে। অতএব, এটি কংক্রিট মিশ্রণের কঠোর পরিবেশের সাথে খাপ খাইয়ে নিতে পারে, ঢালাও, স্থাপন, এবং পরিষেবার পর্যায়গুলি, উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নতি করছে স্থায়িত্ব কংক্রিটের।

সংক্ষেপে, শর্ট-কাট বেসাল্ট ফাইবার কার্যকরভাবে কংক্রিটের প্রভাব প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত করতে পারে, এর ভঙ্গুরতা কমাতে, এবং এর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে ব্যাপকভাবে উন্নত করে। বিশেষ করে, এটি কংক্রিটের কাঠামোতে ফাটল রোধ করার জন্য কাজ করে, ক্ষরণ রোধ করা, স্থায়িত্ব বৃদ্ধি করে, প্রভাব এবং প্রসার্য ক্ষমতা উন্নত করুন, এবং পৃষ্ঠের মান উন্নত করতে সাহায্য করে।

৪. শর্ট-কাট ব্যাসল্ট ফাইবার কংক্রিটের নির্মাণ পদ্ধতি এবং সতর্কতা

৪.১ নির্মাণ তাপমাত্রা

শর্ট-কাট বেসাল্ট ফাইবার কংক্রিট তৈরি করা উচিত তাপমাত্রার মধ্যে −৫∘গ এবং ২৫∘গ. খুব বেশি বা খুব কম তাপমাত্রার কারণে মিশ্রণটি অসামঞ্জস্যপূর্ণ হতে পারে।

৪.২ নির্মাণ মান নিয়ন্ত্রণ

শর্ট-কাট বেসাল্ট ফাইবার কংক্রিট নির্মাণের মান নিয়ন্ত্রণ কাঁচামাল পরিদর্শনের উপর ফোকাস করা উচিত, পরিমাপের নির্ভুলতা, এবং মিশ্রণ পদ্ধতির মান।

৪.২.১ মিশ্র অনুপাত নকশা

প্রকৃত নির্মাণে, প্রকল্পের প্রয়োজনীয়তার উপর ভিত্তি করে যুক্তিসঙ্গত পরিসরের মধ্যে বিভিন্ন শর্ট-কাট বেসাল্ট ফাইবার ডোজ নির্বাচন করা উচিত। যেহেতু শর্ট-কাট বেসাল্ট ফাইবার নিজেই অন্যান্য কংক্রিট উপাদান বা মিশ্রণের সাথে রাসায়নিকভাবে বিক্রিয়া করে না, এর ডোজ সাধারণত মূল কংক্রিট মিশ্রণ অনুপাত নকশা নীতিগুলিকে পরিবর্তন করে না। নির্মাণের সময়, সমস্ত উপকরণের গুণমান কঠোরভাবে নির্মাণ মিশ্রণের অনুপাত এবং একক মিশ্রণের জন্য ব্যাচের পরিমাণ অনুসারে নির্ধারণ করতে হবে। টেবিল ২ বেসাল্ট ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিটের জন্য সর্বোত্তম মিশ্রণ অনুপাতের একটি উদাহরণ প্রদান করে।

পরীক্ষায় দেখা গেছে যে ফাইবারের মাত্রা বেশি হলেই ফাটল প্রতিরোধ ক্ষমতা ভালো হয় না। যখন ডোজ অতিক্রম না করে ১.২কেজি/মি৩, কংক্রিটের সংকোচন শক্তি প্রাথমিকভাবে বৃদ্ধির প্রবণতা দেখায় এবং তারপরে ফাইবারের মাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে হ্রাস (একটি সর্বোচ্চ মান প্রদর্শন করে) দেখা যায়।

৪.২.২ খাওয়ানোর ক্রম এবং পদ্ধতি

মিশ্রণ প্রক্রিয়ার সময়, শর্ট-কাট ব্যাসল্ট ফাইবার বালি এবং পাথরের মতো সমষ্টির সাথে একই সাথে যোগ করা উচিত। বালি এবং পাথর স্থাপনের সময় ফাইবার সমানভাবে ছিটিয়ে দেওয়ার পরামর্শ দেওয়া হয়, এবং তারপর ভেজা মিশ্রণের জন্য জল যোগ করুন।

ফাইবার সংযোজন পদ্ধতিগুলিকে ম্যানুয়াল এবং স্বয়ংক্রিয় খাওয়ানোতে ভাগ করা যেতে পারে:

• ম্যানুয়াল খাওয়ানো: গরম সমষ্টি মিক্সারে রাখার পর ওজন করা বেসাল্ট ফাইবার ম্যানুয়ালি যোগ করা হয়। এই পদ্ধতিতে উচ্চ শ্রম তীব্রতা জড়িত, তুলনামূলকভাবে কম মিশ্রণের অভিন্নতা, এবং সুষম ফাইবার বিচ্ছুরণ নিশ্চিত করার জন্য মিশ্রণের সময় যথাযথভাবে বাড়ানো প্রয়োজন।

• স্বয়ংক্রিয় খাওয়ানো: একটি স্বয়ংক্রিয় বেসাল্ট ফাইবার ডোজিং মেশিনটি স্বয়ংক্রিয় মিটারিং এবং মিক্সারের গরম সমষ্টির সাথে একযোগে সংযোজনের জন্য ব্যবহৃত হয়। ফাইবার ডোজিং মেশিনটি সাধারণত স্বয়ংক্রিয় মিটারিং দিয়ে সজ্জিত থাকে, প্রাক-বিচ্ছুরণ, এবং বায়ুসংক্রান্ত পরিবহন প্রক্রিয়া, সুবিধাজনক সুবিধা প্রদান করে, দ্রুত, এবং সঠিক সংযোজন। নির্মাণের অবস্থার উপর ভিত্তি করে উপযুক্ত পদ্ধতি নির্বাচন করা উচিত।

৪.২.৩ স্লাম্প অ্যাডজাস্টমেন্ট

ফাইবার যোগ করলে কংক্রিট মিশ্রণের সান্দ্রতা কিছুটা বৃদ্ধি পায়, যা মন্দার উপর প্রভাব ফেলে। যদি মন্দা নির্মাণের প্রয়োজনীয়তা পূরণ না করে, সমন্বয়ের জন্য প্লাস্টিকাইজার বা জল-হ্রাসকারী এজেন্ট অগ্রাধিকারমূলকভাবে ব্যবহার করা উচিত। পানির পরিমাণ বাড়িয়ে সমস্যার সমাধান করা উচিত নয়।

৪.২.৪ গঠন এবং নিরাময়

শর্ট-কাট বেসাল্ট ফাইবারের সাথে মিশ্রিত কংক্রিট তৈরির জন্য কোনও বিশেষ প্রয়োজনীয়তা নেই, কিন্তু পর্যাপ্ত কম্পন এবং কম্প্যাকশন নিশ্চিত করতে হবে। এর নিরাময়ের প্রয়োজনীয়তা সাধারণ কংক্রিটের মতোই।

শর্ট-কাট ব্যাসল্ট ফাইবার কংক্রিটের সংক্ষিপ্ত প্রয়োগের ঘটনা

জিং-ঝু এক্সপ্রেসওয়ে (আনিয়াং থেকে জিনজিয়াং অংশ) একটি জাতীয় ট্রাঙ্ক হাইওয়ে এবং হেনান প্রদেশের এক্সপ্রেসওয়ে নেটওয়ার্কের একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ। এই অংশে বাঁধ ভরাট বেশি এবং নিম্নমানের মাটির গুণমান খারাপ হওয়ার কারণে, খোলার পরপরই সাবগ্রেডের অসম বসতি এবং অন্যান্য ত্রুটি দেখা দেয়। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, যানবাহনের সংখ্যা বৃদ্ধি এবং অতিরিক্ত বোঝাই যানবাহনের সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে সাথে, ফুটপাথটি বারবার বিভিন্ন ত্রুটির শিকার হয়েছে যেমন অনুদৈর্ঘ্য এবং অনুপ্রস্থ ফাটল, গর্ত, বসতি স্থাপন, গ্রিড ফাটল, এবং অ্যালিগেটরের ফাটল। এটি কেবল গাড়ি চালানোর নিরাপত্তাকেই মারাত্মকভাবে হুমকির মুখে ফেলে না বরং দৈনন্দিন রক্ষণাবেক্ষণের জন্যও বিরাট অসুবিধার সৃষ্টি করে। তদুপরি, মূল চার-লেনের নকশাটি দীর্ঘদিন ধরে পরিবহন চাহিদা পূরণে ব্যর্থ হয়েছে, সম্প্রসারণ এবং পুনর্গঠনের প্রয়োজনীয়তা।

শর্ট-কাট বেসাল্ট ফাইবার কংক্রিট এই প্রকল্পের সাবগ্রেড ভরাটে প্রয়োগ করা হয়েছিল। অনুশীলন দেখিয়েছে যে এর প্রসার্য শক্তি অনেক বেশি বৃদ্ধি পেয়েছে $৩০\%$, এর ক্লান্তি প্রতিরোধ ক্ষমতা অনেক বেশি উন্নত হয়েছে $৩০\%$, এবং এর রুটিং প্রতিরোধ ক্ষমতা অনেক বেশি বৃদ্ধি পেয়েছে $৩০০\%$. এটি অনুদৈর্ঘ্য ফাটল প্রতিরোধে উল্লেখযোগ্য কার্যকারিতা দেখিয়েছে, ফাটল বিস্তার রোধ করে, এবং ফুটপাথের পরিষেবা জীবন বৃদ্ধি করে।

এর অনন্য যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের সাথে, চমৎকার স্থিতিশীলতা, এবং উচ্চ ব্যয়-কার্যকারিতা, শর্ট-কাট বেসাল্ট ফাইবার একটি দক্ষ কংক্রিট শক্তিবৃদ্ধি উপাদানে পরিণত হয়েছে। শর্ট-কাট বেসাল্ট ফাইবার কংক্রিটের প্রয়োগের সম্ভাবনা অত্যন্ত বিস্তৃত। ইঞ্জিনিয়ারিং কর্মক্ষমতা বৃদ্ধি এবং পরিষেবা জীবন বৃদ্ধিতে এর উল্লেখযোগ্য সুবিধাগুলি ভালো অর্থনৈতিক ও সামাজিক সুবিধা প্রদান করবে বলে আশা করা হচ্ছে, ভবিষ্যতে সিভিল ইঞ্জিনিয়ারিং ক্ষেত্রে এটিকে একটি গুরুত্বপূর্ণ নির্মাণ সামগ্রী হিসেবে স্থাপন করা।