Basaltfasern verbessern die Karbonatisierungsbeständigkeit von Beton

I. Wirkmechanismus gegen Karbonisierung: Synergistische Optimierung auf mehreren Skalen
1. Porenstruktur und Risshemmung
   Basaltfasern Durch die dreidimensionale Netzstruktur werden frühe Schwindrisse im Beton gehemmt (30–50 % Breitenreduktion) und CO₂-Diffusionswege blockiert. Die an der Faser-Matrix-Grenzfläche entstehenden dichten Hydratationsprodukte reduzieren den Anteil schädlicher Poren (>100 nm) von 18,6 % auf 12,3 % und verringern so die Permeabilität signifikant.

2. Hydratationsmodulation und Chemische Synergie
Die Oberflächenrauheit der Fasern fördert die heterogene Keimbildung des CSH-Gels und beschleunigt so die Hydratationsreaktion. Der Hydratationsgrad stieg nach 28 Tagen um 8–12 %. Durch die Beimischung mineralischer Zusätze (z. B. Silicastaub) verringerte sich die Gesamtporosität um 40 %, da der Effekt der Vulkanasche in Kombination mit der faserbruchhemmenden Wirkung die Gesamtporosität reduzierte. Der Anteil unschädlicher Poren (

II. Ingenieurpraxis und wirtschaftliche Vorteile
1. Die Lebensdauer der Straße wurde deutlich verlängert
Leistungsstark Basaltfaser Durch die Forschung und Entwicklung an der Universität Yangzhou konnte die Spurrinnenbeständigkeit um 20-40 % und die Ermüdungsrissbeständigkeit um das 2- bis 8-fache erhöht werden. Der Wartungszyklus verlängerte sich von 3-5 Jahren auf 6-8 Jahre, wodurch die langfristigen Wartungskosten erheblich gesenkt werden konnten.

2. Verbesserte Leistungsfähigkeit von Recyclingbeton
Untersuchungen zeigen, dass bei der Beimischung von 2 kg/m³ Basaltfasern zu Recyclingbeton die Karbonatisierungstiefe um 41 % gegenüber herkömmlichem Recyclingbeton reduziert wird. Die beste Karbonatisierungsbeständigkeit wird bei einem Recyclinganteil von 50 % erreicht.

III. Zukünftige Trends und Herausforderungen
1. Forschung zur Kopplung mehrerer Felder
Um das Langzeitverhalten unter der Wechselwirkung von Karbonatisierung, Chloridsalzbelastung und anderen Faktoren weiter zu untersuchen, zeigen erste Daten, dass die Karbonatisierungsrate von Faserbeton unter der 0,5-fachen maximalen Belastung noch um 28 % niedriger ist.

2. Integration intelligenter Überwachung
Implantation von optischen Fasern und Fasernetzwerken zur Messung der Karbonatisierung, Echtzeitverfolgung der Karbonatisierungsfront (Genauigkeit ± 0,1 mm), Bereitstellung von Daten zur Unterstützung der vorbeugenden Wartung.

Basaltfaser bietet eine mehrstufige Lösung zur Verbesserung der Karbonatisierungsbeständigkeit von Beton durch Mikrostrukturoptimierung und makroskopische Leistungssteigerung. Mit der Weiterentwicklung des Normensystems und technologischen Innovationen wird sich die Anwendung von Straßen und Brücken auf den Wasserbau und weitere Bereiche ausweiten und die Langlebigkeit von Infrastrukturen in eine neue Ära führen.