Optimeiddio Perfformiad ac Ymchwil Cymwysiadau Peirianneg ar gyfer Concrit Atgyfnerthiedig â Ffibr Basalt Toriad Byr

Yn ystod y blynyddoedd diwethaf,Peirianneg priffyrdd Tsieina Adeiladu wedi datblygu'n gyflym, ac mae technoleg strwythur concrit wedi gwneud cynnydd sylweddol, cronni nifer o gyflawniadau technegol uwch ac aeddfed. Mae dylunio strwythurau concrit wedi'i gymhwyso'n helaeth ym maes adeiladu seilwaith, yn dangos ei bwysigrwydd. Fodd bynnag, ynghyd â'r cyflawniadau hyn, y broblem o cracio concrit yn dod yn fwyfwy amlwg. Mae presenoldeb craciau yn peryglu perfformiad concrit, gan leihau ei yn sylweddol cryfder tynnol, sef y prif reswm dros y methiant brau a ddangosir gan goncrit. Ffibr basalt wedi'i dorri'n fyr, fel deunydd ffibr newydd, wedi dod yn ddeunydd atgyfnerthu concrit rhagorol oherwydd ei briodweddau mecanyddol unigryw, sefydlogrwydd da, a chost-effeithiolrwydd uchel.Bydd yr erthygl hon yn canolbwyntio ar nodweddion llwybrau byr Ffibr Basalt ac archwilio ei gymhwysiad ymarferol mewn atgyfnerthu a chryfhau concrit.

2. Priodweddau Ffibr Basalt Torri Byr

2.1 Diffiniad

ffibr basalt yn ffibr mwynau anorganig sy'n cael ei brosesu trwy dorri ffibr basalt parhaus yn hydau sydd fel arfer yn llai na $50\text{mm}$. Gellir ei wasgaru'n gyfartal o fewn concrit. Yn ôl ei gymhwysiad, gellir ei ddosbarthu'n bennaf i: ffibr gwrth-gracio ar gyfer concrit ($\text{BF}$), ffibr caledu a chryfhau ar gyfer concrit ($\text{BZ}$), a ffibr gwrth-gracio ar gyfer morter ($\text{BSF}$), ymhlith eraill.

2.2 Perfformiad Ffibr Basalt Byr-dorri

Llwybr byr ffibr basalt yn meddu ar briodweddau rhagorol o cryfder uchel a modwlws uchel. Gall ei gryfder tynnol gyrraedd $1050\text{-}1250\text{MPa}$, ac nid yw ei fodiwlws elastig yn llai na $34\text{GPa}$. Ei ymwrthedd tymheredd uchel yn rhagorol, gan ganiatáu iddo weithio'n barhaus o fewn ystod tymheredd eang o −269∘C i 650∘C. Mae'n arddangos uchel ymwrthedd cyrydiad a sefydlogrwydd cemegol mewn cyfryngau cyrydol fel asidau, alcalïau, a halwynau. Yn enwedig mewn cyfryngau alcalïaidd fel toddiant alcalïaidd dirlawn a sment, mae ei gyfradd cadw cryfder torri ffilament sengl yn fwy na $75\%$, yn dangos ymwrthedd rhagorol i gyrydiad alcalïaidd. Ffibr basalt wedi'i dorri'n fyr wedi cydnawsedd da gyda rhwymwyr anorganig, cyfradd amsugno lleithder yn is na $1\%$, ac nid yw ei hygrosgopigrwydd yn newid dros amser. Mae hyn yn profi ei sefydlogrwydd deunydd da, oes hir, a chydnawsedd amgylcheddol yn ystod y defnydd. Ar ben hynny, mae gan y ffibr hwn nodweddion rhagorol hefyd fel inswleiddio, hidlo tymheredd uchel, ymwrthedd ymbelydredd, a'r gallu i drosglwyddo tonnau. Dangosir ei fynegeion perfformiad yn Nhabl 1.

3. Dadansoddiad Cymhwysiad o Ffibr Basalt Byr mewn Concrit

Concrit wedi'i atgyfnerthu â ffibr basalt wedi'i dorri'n fyr yn cynnwys ymgorffori swm penodol o ffibr basalt byr-dorri parhaus neu ysbeidiol yn y concrit mewn modd priodol. Wrth gadw mantais wreiddiol cryfder cywasgol concrit, gall y dull hwn wella ei caledwch a cryfder tynnol, gan atgyfnerthu a chryfhau'r concrit yn effeithiol a thrwy hynny ymestyn oes gwasanaeth y strwythur peirianneg.

Yn ogystal â ffibr basalt, ffibr carbon, ffibr gwydr, ffibr aramid, ac mae eraill hefyd wedi cael eu defnyddio fel deunyddiau atgyfnerthu mewn concrit. Fodd bynnag, mae ymarfer hirdymor yn dangos bod y deunyddiau hyn yn cyflwyno rhai problemau pan gânt eu rhoi ar goncrit, gan ei gwneud hi'n anodd bodloni galw'r farchnad am goncrit perfformiad uchel. Mae ymddangosiad ffibr basalt wedi'i dorri'n fyr yn llenwi'r bwlch hwn mewn deunyddiau a dulliau, hyrwyddo datblygiad technoleg cryfhau ac atgyfnerthu concrit yn fawr. Mae ei rôl mewn atgyfnerthu a chryfhau concrit yn cael ei hadlewyrchu'n bennaf yn yr agweddau canlynol:

1. Ataliad Craciau Effeithiol: Oherwydd ei fanteision o ran maint ac arwynebedd, gall ffibr basalt wedi'i dorri'n fyr atal micro-graciau yn effeithiol, atal eu cysylltiad a'u hehangu. Yn y cyfamser, mae'n goresgyn anfanteision ffibrau synthetig eraill, fel dwysedd isel, cryfder tynnol isel, a modwlws elastigedd isel. Nid yw'n hawdd ei dynnu ar wahân yn ystod lledaeniad crac, a all atal datblygiad micro-graciau yn sylweddol ac oedi cynhyrchu craciau newydd, gan effeithio'n gadarnhaol ar wella athreiddedd concrit a'i wrthwynebiad i rewi-dadmer.

2. Yn cyfuno Modiwlws Uchel â Chyfleustra Adeiladu: Nid yn unig y mae ffibr basalt wedi'i dorri'n fyr yn manteisio ar fanteision tebyg i fodiwlws uchel ffibr dur a chryfder tynnol ffilament sengl uchel i atal ehangu crac, ond hefyd yn goresgyn anfanteision ffibr dur yn effeithiol, megis clystyru'n hawdd wrth gymysgu ac anhawster gyda phwmpio ac adeiladu.

3. Gwasgaredd a Chydnawsedd Da: Fel ffibr anorganig sy'n seiliedig ar silicad, Mae gan ffibr basalt wedi'i dorri'n fyr gydnawsedd naturiol â deunyddiau smentitaidd. Ei ddwysedd (tua. 2.63-2.80g/cm3) yn debyg i eiddo sment, concrit a morter, gan arwain at ymarferoldeb da. Ar ôl ei ychwanegu, gall wasgaru'n unffurf ledled y strwythur concrit.

4. Gwydnwch Rhagorol: Mae ffibr basalt wedi'i addasu ar yr wyneb yn arddangos nodweddion "ffibr anadweithiol", yn dangos ymwrthedd rhagorol i dymheredd uchel, cyrydiad, ac effaith. Mae'n cynnal sefydlogrwydd hyd yn oed mewn amgylcheddau tymheredd uchel a chyrydol iawn, a gall wella ymwrthedd anffurfiad y matrics sment. Felly, gall addasu i amgylcheddau llym cymysgu concrit, tywallt, lleoliad, a chamau gwasanaeth, gwella'n sylweddol y gwydnwch o'r concrit.

I grynhoi, gall ffibr basalt wedi'i dorri'n fyr wella ymwrthedd effaith concrit yn effeithiol, lleihau ei fregusrwydd, a gwella ei briodweddau mecanyddol yn gynhwysfawr. Yn benodol, mae'n gweithredu mewn strwythurau concrit i atal cracio, atal gollyngiad, gwella gwydnwch, gwella effaith a chynhwysedd tynnol, a helpu i wella ansawdd yr wyneb.

4. Dulliau Adeiladu a Rhagofalon ar gyfer Concrit Ffibr Basalt Torri Byr

4.1 Tymheredd Adeiladu

Dylid adeiladu concrit ffibr basalt wedi'i dorri'n fyr ar dymheredd rhwng −5∘C a 25∘C. Gall tymereddau sy'n rhy uchel neu'n rhy isel arwain at anunffurfiaeth y cymysgedd.

4.2 Rheoli Ansawdd Adeiladu

Dylai rheoli ansawdd ar gyfer adeiladu concrit ffibr basalt wedi'i dorri'n fyr ganolbwyntio ar archwilio deunyddiau crai, cywirdeb mesuryddu, ac ansawdd y weithdrefn gymysgu.

4.2.1 Dyluniad Cymysgedd Cyfrannau

Mewn adeiladu gwirioneddol, dylid dewis gwahanol ddosau o ffibr basalt byr o fewn ystod resymol yn seiliedig ar ofynion y prosiect. Gan nad yw ffibr basalt wedi'i dorri'n fyr ei hun yn adweithio'n gemegol â chydrannau neu gymysgeddau concrit eraill, fel arfer nid yw ei ddos ​​​​yn newid egwyddorion dylunio cyfrannedd cymysgedd concrit gwreiddiol. Yn ystod y gwaith adeiladu, rhaid pennu ansawdd yr holl ddeunyddiau yn llym yn ôl cyfran y cymysgedd adeiladu a maint y swp ar gyfer un cymysgedd. Mae Tabl 2 yn rhoi enghraifft o'r gyfran gymysgedd orau ar gyfer concrit wedi'i atgyfnerthu â ffibr basalt.

Mae profion wedi dangos nad yw dos uwch o ffibr o reidrwydd yn arwain at wrthwynebiad gwell i graciau. Pan nad yw'r dos yn fwy na 1.2kg/m3, mae cryfder cywasgol y concrit yn dangos tuedd o gynnydd cychwynnol ac yna gostyngiad (gan arddangos gwerth brig) wrth i'r dos ffibr gynyddu.

4.2.2 Dilyniant a Dull Bwydo

Yn ystod y broses gymysgu, ffibr basalt wedi'i dorri'n fyr dylid ei ychwanegu ar yr un pryd ag agregau fel tywod a cherrig. Argymhellir taenu'r ffibr yn gyfartal i'r tywod a'r garreg wrth eu gosod, ac yna ychwanegu dŵr ar gyfer cymysgu gwlyb.

Gellir rhannu dulliau ychwanegu ffibr yn fwydo â llaw ac awtomatig:

• Bwydo â Llaw: Ychwanegir y ffibr basalt wedi'i bwyso â llaw ar ôl i'r agreg poeth gael ei roi yn y cymysgydd. Mae'r dull hwn yn cynnwys dwyster llafur uchel, unffurfiaeth gymysgu gymharol is, ac mae angen estyniad priodol o'r amser cymysgu i sicrhau gwasgariad ffibr unffurf.

• Bwydo Awtomatig: Awtomatig ffibr basalt Defnyddir peiriant dosio ar gyfer mesur awtomataidd ac ychwanegu ar yr un pryd ag agregau poeth y cymysgydd. Mae'r peiriant dosio ffibr fel arfer wedi'i gyfarparu â mesurydd awtomatig, cyn-wasgaru, a mecanweithiau cludo niwmatig, yn cynnig manteision cyfleusrwydd, cyflym, ac adio cywir. Dylid dewis y dull priodol yn seiliedig ar yr amodau adeiladu.

4.2.3 Addasiad Cwymp

Mae ychwanegu ffibr yn cynyddu gludedd y cymysgedd concrit ychydig, sy'n effeithio ar y cwymp. Os nad yw'r cwymp yn bodloni gofynion adeiladu, dylid defnyddio plastigydd neu asiant lleihau dŵr yn ffafriol ar gyfer addasu. Ni ddylid datrys y broblem drwy gynyddu'r cynnwys dŵr.

4.2.4 Ffurfio a Chaledu

Nid oes unrhyw ofynion arbennig ar gyfer ffurfio concrit wedi'i gymysgu â ffibr basalt wedi'i dorri'n fyr, ond rhaid sicrhau digon o ddirgryniad a chywasgiad. Mae ei ofynion halltu yr un fath â'r rhai ar gyfer concrit cyffredin.

Achos Cais Byr o Goncrit Ffibr Basalt Torri Byr

Mae Traffordd Jing-Zhu (adran Anyang i Xinxiang) yn briffordd genedlaethol ac yn rhan hanfodol o rwydwaith traffordd Talaith Henan. Oherwydd llenwad uchel yr arglawdd ac ansawdd gwael y pridd isradd yn yr adran hon, ymddangosodd setliad anwastad yr is-radd a diffygion eraill yn fuan ar ôl ei agor. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, gyda'r cynnydd mewn traffig a'r cynnydd mewn cerbydau gorlwythog, mae'r palmant wedi dioddef dro ar ôl tro o wahanol ddiffygion megis craciau hydredol a thraws, tyllau yn y ffordd, anheddiad, cracio grid, a chracio aligatoriaid. Mae hyn nid yn unig yn bygwth diogelwch gyrru o ddifrif ond mae hefyd yn peri anhawster mawr ar gyfer cynnal a chadw dyddiol. Ar ben hynny, mae'r dyluniad pedair lôn gwreiddiol wedi methu â bodloni gofynion trafnidiaeth ers tro byd, yn golygu bod angen ehangu ac ailadeiladu.

Concrit ffibr basalt wedi'i dorri'n fyr ei gymhwyso yn llenwad is-radd y prosiect hwn. Mae ymarfer wedi dangos bod ei gryfder tynnol wedi cynyddu dros $30\%$, gwellodd ei wrthwynebiad blinder o dros $30\%$, a chynyddodd ei wrthwynebiad i rigolau dros $300\%$. Mae wedi dangos effeithiolrwydd sylweddol wrth atal craciau hydredol, atal ehangu crac, ac ymestyn oes gwasanaeth y palmant.

Gyda'i briodweddau mecanyddol unigryw, sefydlogrwydd rhagorol, a chost-effeithiolrwydd uchel, Mae ffibr basalt wedi'i dorri'n fyr wedi dod yn ddeunydd atgyfnerthu concrit effeithlon. Mae'r rhagolygon cymhwyso ar gyfer concrit ffibr basalt wedi'i dorri'n fyr yn eang iawn. Disgwylir i'w fanteision sylweddol o ran gwella perfformiad peirianneg ac ymestyn oes gwasanaeth arwain at fanteision economaidd a chymdeithasol da, gan ei osod fel deunydd adeiladu pwysig ym maes peirianneg sifil yn y dyfodol.