Mechanismus čedičových vláken v betonu
Beton jako křehký materiál běžně obsahuje vlákna pro zvýšení jeho vlastností. Mechanismus Čedičové vlákno v betonu se projevuje především v následujících aspektech.
1. Inhibice trhlin a přemosťující efekt
Na základě teorie rozteče vláken a elastické lomové mechaniky, čedičová vlákna zlepšují vnitřní strukturu betonu prostřednictvím fyzikálně-mechanických interakcí. Během smršťování při tvrdnutí a odpařování vlhkosti z betonu tato vlákna účinně brání vzniku a šíření mikrotrhlin a segregačních trhlin v rané fázi smršťování při vysychání, čímž zabraňují dalšímu rozvoji trhlin. To výrazně zvyšuje odolnost betonu proti trhlinám a nepropustnost. Navíc, když se v betonové matrici vytvoří trhliny, čedičová vlákna překlenou obě strany trhlin, nesou vnější zatížení a zabraňují náhlé fragmentaci betonu. Tento mechanismus zlepšuje houževnatost a odolnost betonu proti trhlinám.
2. Zlepšení mechanických vlastností
Čedičová vlákna a betonová matrice společně nesou vnější zatížení. V počáteční fázi zatěžování nese matrice většinu zatížení. Jakmile se v matrici vyvinou trhliny, vlákna nadále nesou zatížení, čímž se zlepšuje deformační kapacita betonu v plastické fázi. Studie ukazují, že přidání čedičových vláken významně zvyšuje pevnost v tlaku, pevnost v tahu, houževnatost, pevnost v tahu za tříštění a pevnost v tahu za ohybu betonu.
3. Zlepšení trvanlivosti
Překlenutím trhlin a omezením jejich tvorby zvyšují čedičová vlákna mrazuvzdornost a rázovou odolnost betonu, čímž výrazně zlepšují trvanlivost betonových konstrukcí. Přidání vláken navíc výrazně zlepšuje nepropustnost, mrazuvzdornost a smršťování při vysychání, čímž prodlužuje životnost betonu v náročných podmínkách.
4. Optimalizace mikrostruktury
Čedičová vláknainteragují s cementovou matricí prostřednictvím Chemikálie a fyzikální vazby, které tvoří komplexní mikrostrukturu. Začlenění vláken modifikuje mikrostrukturu betonu a optimalizuje jeho chování v poměru napětí a deformace, čímž se zlepšují celkové vlastnosti materiálu.
