Performance Optimization ug Engineering Application Research sa Short-Cut Basalt Fiber-Reinforced Concrete

Sa bag-ohay nga mga tuig,Ang highway engineering sa China Pagtukod paspas nga naugmad, ug konkretong istruktura nga teknolohiya nakab-ot ang mahinungdanong pag-uswag, nagtigom og daghang abante ug hamtong nga teknikal nga kalamposan. Ang disenyo sa konkretong istruktura kay kaylap nga gigamit sa natad sa pagtukod sa imprastraktura, pagpakita sa importansya niini. Apan, uban niini nga mga kalampusan, ang problema sa konkreto nga cracking nahimong mas prominente. Ang presensya sa mga liki makompromiso ang pasundayag sa konkreto, ilabi na ang pagkunhod niini tensile kusog, nga mao ang nag-unang rason alang sa brittle kapakyasan nga gipakita sa kongkreto. Short-cut nga basalt fiber, isip usa ka bag-ong fiber nga materyal, nahimong usa ka maayo kaayo nga konkreto nga reinforcement nga materyal tungod sa talagsaon nga mekanikal nga mga kabtangan niini, maayo nga kalig-on, ug taas nga cost-effectiveness.Kini nga artikulo magpunting sa mga kinaiya sa short-cut Basalt Fiber ug tukion ang praktikal nga paggamit niini sa konkretong pagpalig-on ug pagpalig-on.

2. Mga Kinaiya sa Short-Cut Basalt Fiber

2.1 Kahulugan

basalt fiber usa ka dili organikong mineral nga fiber nga giproseso pinaagi sa pagputol sa padayon nga basalt fiber ngadto sa mga gitas-on nga kasagaran ubos pa sa $50\text{mm}$. Mahimo kini nga parehas nga masabwag sa sulod sa konkreto. Sumala sa aplikasyon niini, kini kasagarang maklasipikar ngadto sa: anti-cracking fiber para sa kongkreto ($\text{BF}$), pagpatig-a ug pagpalig-on sa fiber para sa kongkreto ($\text{BZ}$), ug anti-cracking fiber para sa mortar ($\text{BSF}$), taliwala sa uban.

2.2 Pagpasundayag sa Mubo nga Giputol nga Basalt Fiber

Short-cut basalt fiber adunay maayo kaayo nga mga kabtangan sa taas nga kusog ug taas nga modulus. Maabot ang tensile strength niini $1050\text{-}1250\text{MPa}$, ug ang pagkamaunat-unat nga modulus niini dili moubos sa $34\text{GPa}$. Ang taas nga temperatura nga pagsukol talagsaon, nagtugot niini sa pagtrabaho padayon sa sulod sa usa ka halapad nga temperatura range sa −269∘C sa 650∘C. Nagpakita kini nga taas pagbatok sa corrosion ug kalig-on sa kemikal sa corrosive media sama sa mga asido, alkalis, ug mga asin. Ilabi na sa alkaline nga media sama sa saturated alkali solution ug semento, ang single-filament fracture strength retention rate mas dako pa kay sa $75\%$, nagpakita sa maayo kaayo nga pagbatok sa alkali corrosion. Short-cut nga basalt fiber adunay maayo nga pagkaangay nga adunay dili organikong mga binder, usa ka rate sa pagsuyup sa kaumog nga mas ubos kaysa $1\%$, ug ang hygroscopicity niini dili mausab sa paglabay sa panahon. Kini nagpamatuod sa iyang maayo nga materyal nga kalig-on, taas nga kinabuhi, ug pagkaangay sa kinaiyahan sa panahon sa paggamit. Dugang pa, kini nga fiber usab adunay maayo kaayo nga mga kinaiya sama sa pagkakabukod, taas nga temperatura nga pagsala, pagbatok sa radiation, ug kapabilidad sa pagpasa sa balod. Ang mga indeks sa pasundayag niini gipakita sa Talaan 1.

3. Pagtuki sa Paggamit sa Short-Cut Basalt Fiber sa Concrete

Short-cut basalt fiber reinforced concrete naglakip sa pag-apil sa usa ka piho nga kantidad sa padayon o discontinuous short-cut basalt fiber ngadto sa konkreto sa usa ka tukma nga paagi. Samtang gipabilin ang orihinal nga bentaha sa compressive strength sa kongkreto, kini nga pamaagi makapauswag pag-ayo niini katig-a ug tensile kusog, sa ingon epektibo nga nagpalig-on ug nagpalig-on sa kongkreto ug nagpalugway sa kinabuhi sa serbisyo sa istruktura sa engineering.

Dugang pa sa basalt fiber, carbon fiber, bildo nga fiber, aramid fiber, ug ang uban gigamit usab isip reinforcing materials sa kongkreto. Apan, Ang dugay nga praktis nagpakita nga kini nga mga materyales nagpresentar sa pipila ka mga isyu kung gigamit sa konkreto, nagpalisud sa pagtagbo sa panginahanglan sa merkado alang sa high-performance nga kongkreto. Ang pagtunga sa mubu nga basalt fiber nagpuno niini nga gintang sa mga materyales ug pamaagi, dako nga pagpasiugda sa pagpalambo sa konkreto nga pagpalig-on ug reinforcement teknolohiya. Ang papel niini sa konkretong pagpalig-on ug pagpalig-on sa panguna gipakita sa mga musunud nga aspeto:

1. Epektibo nga Pagpugong sa Crack: Tungod sa gidaghanon niini ug mga bentaha sa ibabaw nga lugar, Ang mubu nga basalt fiber mahimong epektibo nga makapugong sa mga micro-cracks, pagpugong sa ilang koneksyon ug pagpalapad. Samtang, gibuntog niini ang mga disbentaha sa ubang mga sintetikong lanot, sama sa ubos nga density, ubos nga tensile strength, ug ubos nga elastic modulus. Dili kini dali nga mabira sa panahon sa pagpadaghan sa crack, nga mahimong makapugong sa pag-uswag sa mga micro-cracks ug makalangan sa pagmugna sa bag-ong mga liki, positibo nga nakaapekto sa pagpauswag sa pagkamatuhup sa konkreto ug pagsukol sa freeze-thaw.

2. Gihiusa ang Taas nga Modulus sa Kasayon ​​​​sa Pagtukod: Ang short-cut nga basalt fiber dili lamang nagpahimulos sa mga bentaha nga susama sa taas nga modulus sa steel fiber ug taas nga single-filament tensile strength aron mapugngan ang pagpalapad sa crack, apan epektibo usab nga nakabuntog sa mga kakulangan sa steel fiber, sama sa dali nga pagkumpol sa panahon sa pagsagol ug kalisud sa pagbomba ug pagtukod.

3. Maayo nga Dispersibility ug Compatibility: Ingon usa ka dili organikong fiber nga nakabase sa silicate, short-cut basalt fiber adunay natural nga compatibility sa sementitious nga mga materyales. Densidad niini (approx. 2.63-2.80g/cm3) duol sa semento nga konkreto ug mortar, nga miresulta sa maayong pagkatrabaho. Sa higayon nga gidugang, kini mahimong magkatag nga parehas sa tibuok kongkreto nga istruktura.

4. Maayo kaayo nga kalig-on: Ang gibag-o sa nawong nga short-cut basalt fiber nagpakita sa "inert fiber" nga mga kinaiya, nagpakita sa talagsaong pagbatok sa taas nga temperatura, corrosion, ug epekto. Nagpabilin kini nga kalig-on bisan sa taas nga temperatura ug labi ka makadaot nga mga palibot, ug kini makapauswag sa deformation nga pagsukol sa semento matrix. Busa, kini makapasibo sa estrikto nga mga palibot sa konkreto nga pagsagol, pagbubo, setting, ug mga yugto sa serbisyo, kamahinungdanon pagpalambo sa kalig-on sa konkreto.

Sa katingbanan, ang mubu nga basalt fiber mahimong epektibo nga mapauswag ang resistensya sa epekto sa kongkreto, pagpakunhod sa brittleness niini, ug komprehensibo nga pagpauswag sa mekanikal nga mga kabtangan niini. Sa partikular, naglihok kini sa mga konkretong istruktura aron mapugngan ang pagliki, malikayan ang pag-agas, pagpalambo sa durability, pagpalambo sa epekto ug tensile nga kapasidad, ug makatabang sa pagpalambo sa kalidad sa nawong.

4. Mga Pamaagi sa Pagtukod ug Mga Pag-amping alang sa Short-Cut Basalt Fiber Concrete

4.1 Temperatura sa Pagtukod

Short-cut basalt fiber kongkreto kinahanglan nga gitukod sa temperatura sa taliwala sa −5∘C ug 25∘C. Ang mga temperatura nga sobra ka taas o ubos kaayo mahimong mosangpot sa dili pagkaparehas sa sagol.

4.2 Pagkontrol sa Kalidad sa Pagtukod

Ang pagkontrol sa kalidad alang sa mubu nga basalt fiber nga konkretong konstruksyon kinahanglan nga magpunting sa pag-inspeksyon sa hilaw nga materyal, katukma sa pagsukat, ug ang kalidad sa pamaagi sa pagsagol.

4.2.1 Pagsagol nga Disenyo sa Proporsyon

Sa aktuwal nga pagtukod, lain-laing mga short-cut basalt fiber dosages kinahanglan nga mapili sulod sa usa ka makatarunganon nga range base sa mga kinahanglanon sa proyekto. Tungod kay ang short-cut nga basalt fiber mismo dili kemikal nga reaksyon sa ubang mga konkreto nga sangkap o admixtures, ang dosis niini kasagarang dili makausab sa orihinal nga konkreto nga mga prinsipyo sa disenyo sa proporsiyon. Sa panahon sa pagtukod, ang kalidad sa tanan nga mga materyales kinahanglan nga hugot nga matino sumala sa proporsyon sa pagsagol sa pagtukod ug ang gidaghanon sa batch alang sa usa ka pagsagol. Ang talaan 2 naghatag usa ka pananglitan sa labing maayo nga proporsyon sa pagsagol alang sa basalt fiber reinforced concrete.

Gipakita sa mga pagsulay nga ang mas taas nga dosis sa fiber dili kinahanglan nga moresulta sa mas maayo nga pagsukol sa crack. Kung ang dosis dili molapas 1.2kg/m3, ang compressive nga kusog sa kongkreto nagpakita sa usa ka uso sa inisyal nga pagtaas nga gisundan sa usa ka pagkunhod (nagpakita sa usa ka peak bili) ingon nga ang fiber dosis pagtaas.

4.2.2 Pagkasunodsunod ug Pamaagi sa Pagpakaon

Sa panahon sa proseso sa pagsagol, mugbo nga basalt fiber kinahanglan nga idugang dungan sa mga aggregate sama sa balas ug bato. Girekomenda nga isablig ang fiber nga parehas sa balas ug bato sa ilang pagbutang, ug dayon idugang ang tubig alang sa basa nga pagsagol.

Ang mga paagi sa pagdugang sa fiber mahimong bahinon sa manwal ug awtomatiko nga pagpakaon:

• Manwal nga Pagpakaon: Ang gitimbang nga basalt fiber mano-mano nga idugang human ang init nga aggregate ibutang sa mixer. Kini nga pamaagi naglakip sa taas nga intensity sa pagtrabaho, medyo ubos nga pagkaparehas sa pagsagol, ug nanginahanglan usa ka angay nga extension sa oras sa pagsagol aron masiguro ang uniporme nga pagsabwag sa fiber.

• Awtomatikong Pagpakaon: Usa ka awtomatiko basalt fiber dosing machine gigamit alang sa automated metering ug dungan nga pagdugang sa init nga aggregate sa mixer. Ang fiber dosing machine sagad nga adunay awtomatik nga pagsukat, pre-dispersing, ug pneumatic conveying mechanisms, nagtanyag sa mga bentaha sa kombenyente, paspas, ug tukma nga pagdugang. Ang angay nga pamaagi kinahanglan nga pilion base sa mga kondisyon sa pagtukod.

4.2.3 Pag-adjust sa Slump

Ang pagdugang sa fiber gamay nga nagdugang sa viscosity sa kongkreto nga sagol, nga nakaapekto sa pagkahulog. Kung ang slump wala makatagbo sa mga kinahanglanon sa pagtukod, ang usa ka plasticizer o ahente sa pagkunhod sa tubig kinahanglan nga labing gusto nga gamiton alang sa pag-adjust. Ang isyu kinahanglan dili masulbad pinaagi sa pagdugang sa sulud sa tubig.

4.2.4 Pagporma ug Pag-ayo

Wala’y espesyal nga kinahanglanon alang sa pagporma sa kongkreto nga gisagol sa mubu nga basalt fiber, apan ang igo nga vibration ug compaction kinahanglan nga masiguro. Ang mga kinahanglanon sa pag-ayo niini parehas sa alang sa ordinaryong kongkreto.

Mubo nga Kaso sa Paggamit sa Short-Cut Basalt Fiber Concrete

Ang Jing-Zhu Expressway (Anyang ngadto sa Xinxiang section) kay usa ka national trunk highway ug importanteng bahin sa expressway network sa Henan Province. Tungod sa taas nga embankment fill ug dili maayo nga subgrade nga kalidad sa yuta niini nga seksyon, subgrade dili patas nga settlement ug uban pang mga depekto nagpakita sa wala madugay human sa pag-abli niini. Sa bag-ohay nga mga tuig, uban ang pagdagsang sa gidaghanon sa trapiko ug ang pagsaka sa mga sakyanan nga nag-overload, ang pavement balik-balik nga nag-antos sa lainlaing mga depekto sama sa longhitudinal ug transverse cracks, mga buho, settlement, pag-crack sa grid, ug pagbuak sa buaya. Dili lamang kini seryoso nga naghulga sa kaluwasan sa pagmaneho apan naghatag usab og dakong kalisud alang sa adlaw-adlaw nga pagmentinar. Dugang pa, ang orihinal nga disenyo sa upat ka lane dugay nang napakyas sa pagtagbo sa mga panginahanglanon sa transportasyon, nanginahanglan pagpalapad ug pagtukod pag-usab.

Short-cut basalt fiber kongkreto gipadapat sa subgrade nga pagpuno niini nga proyekto. Gipakita sa praktis nga ang tensile nga kusog niini misaka sa sobra $30\%$, ang resistensya sa kakapoy niuswag sa sobra $30\%$, ug ang resistensya sa rutting niini misaka sa sobra $300\%$. Nagpakita kini nga hinungdanon nga pagka-epektibo sa pagpugong sa mga longhitudinal cracks, pagpugong sa pagpalapad sa crack, ug pagpalugway sa kinabuhi sa serbisyo sa simento.

Uban sa talagsaon nga mekanikal nga mga kabtangan niini, maayo kaayo nga kalig-on, ug taas nga pagka-epektibo sa gasto, short-cut basalt fiber nahimong usa ka episyente nga konkreto nga reinforcement nga materyal. Ang mga prospect sa aplikasyon alang sa short-cut basalt fiber concrete kay halapad kaayo. Ang hinungdanon nga mga bentaha niini sa pagpauswag sa pasundayag sa engineering ug pagpalugway sa kinabuhi sa serbisyo gilauman nga makahatag maayong mga benepisyo sa ekonomiya ug sosyal, pagpahimutang niini isip usa ka importante nga materyales sa pagtukod sa natad sa civil engineering sa umaabot.