Otselõikelise basaltkiudtugevdatud betooni toimivuse optimeerimine ja insenerirakenduste uuring

Viimastel aastatelHiina maanteede inseneriteadus Ehitus on kiiresti arenenud, ja betoonkonstruktsioonide tehnoloogia on saavutanud märkimisväärset edu, kogudes arvukalt arenenud ja küpseid tehnilisi saavutusi. Betoonkonstruktsioonide projekteerimist on laialdaselt rakendatud taristuehituse valdkonnas, demonstreerides selle olulisust. Siiski koos nende saavutustega, probleem betooni pragunemine muutub üha silmapaistvamaks. Pragude olemasolu kahjustab betooni jõudlust, vähendades märkimisväärselt oma tõmbetugevus, mis on betooni hapra purunemise peamine põhjus. Lühikeseks lõigatud basaltkiud, uudse kiudmaterjalina, on oma ainulaadsete mehaaniliste omaduste tõttu saanud suurepäraseks betooni armeerimismaterjaliks, hea stabiilsus, ja kõrge kulutõhusus.See artikkel keskendub otseteede omadustele. Basaltkiud ja uurida selle praktilist rakendamist betooni tugevdamisel ja tugevdamisel.

2. Lühikese lõigatud basaltkiu omadused

2.1 Definitsioon

basaltkiud on anorgaaniline mineraalkiud, mida töödeldakse pideva basaltkiu lõikamise teel pikkusteks, mis on tavaliselt väiksemad kui $50\text{mm}$. Seda saab betoonis ühtlaselt jaotada. Vastavalt selle taotlusele seda saab peamiselt liigitada järgmiselt: pragunemisvastane kiud betoonile ($\text{Parimad sõbrad}$), betooni karastav ja tugevdav kiud ($\text{BZ}$), ja mördi pragunemisvastane kiud ($\text{BSF}$), muuhulgas.

2.2 Toimivus Lühikese lõikega basaltkiud

Otsetee basaltkiud omab suurepäraseid omadusi kõrge tugevus ja kõrge moodul. Selle tõmbetugevus võib ulatuda $1050\text{-}1250\text{MPa}$, ja selle elastsusmoodul ei ole väiksem kui $34\text{GPa}$. Selle kõrge temperatuurikindlus on silmapaistev, mis võimaldab tal pidevalt töötada laias temperatuurivahemikus −269∘C kuni 650∘C. See näitab kõrget korrosioonikindlus ja keemiline stabiilsus söövitavas keskkonnas, näiteks hapetes, leelised, ja soolad. Eriti leeliselises keskkonnas, näiteks küllastunud leeliselahuses ja tsemendis, selle ühekiulise murdumistugevuse säilivusmäär on suurem kui $75\%$, mis näitab suurepärast vastupidavust leeliselisele korrosioonile. Lühikeseks lõigatud basaltkiud on hea ühilduvus anorgaaniliste sideainetega, niiskuse imendumise määr on madalam kui $1\%$, ja selle hügroskoopsus aja jooksul ei muutu. See tõestab materjali head stabiilsust, pikk eluiga, ja keskkonnasõbralikkus kasutamise ajal. Lisaks Sellel kiul on ka suurepärased omadused, näiteks isolatsioon, kõrge temperatuuriga filtreerimine, kiirguskindlus, ja lainete edastamise võime. Selle tulemusnäitajad on esitatud tabelis 1.

3. Lühikese basaltkiu rakenduste analüüs betoonis

Lühikese lõikega basaltkiudbetoon hõlmab teatud koguse pideva või katkendliku lühikeseks lõigatud basaltkiu lisamist betooni sobival viisil. Säilitades betooni esialgse eelise, survetugevuse, see meetod võib oluliselt parandada sitkus ja tõmbetugevus, seeläbi betooni tõhusalt tugevdades ja tugevdades ning insenerkonstruktsiooni kasutusiga pikendades.

Lisaks basaltkiud, süsinikkiud, klaaskiud, aramiidkiud, ja teisi on kasutatud ka betooni armeerimismaterjalidena. Siiski Pikaajaline praktika näitab, et nende materjalide puhul tekivad betoonile kandmisel teatud probleemid, mistõttu on keeruline rahuldada turu nõudlust kõrgjõudlusega betooni järele. Lühikese basaltkiu tekkimine täidab selle lünga materjalides ja meetodites, oluliselt edendades betooni tugevdamise ja armeerimise tehnoloogia arengut. Selle roll betooni tugevdamisel ja tugevdamisel kajastub peamiselt järgmistes aspektides:

1. Efektiivne pragude pärssimine: Tänu oma kogusele ja pindalale on eelised järgmised: lühikeseks lõigatud basaltkiud suudab tõhusalt mikropragusid piirata, takistades nende ühendamist ja laienemist. Samal ajal see ületab teiste sünteetiliste kiudude puudused, näiteks madal tihedus, madal tõmbetugevus, ja madal elastsusmoodul. Prao leviku ajal ei ole seda kerge lahti tõmmata, mis võib oluliselt pärssida mikropragude teket ja edasi lükata uute pragude teket, mõjutab positiivselt betooni läbilaskvuse ja külmumis-sulamiskindluse paranemist.

2. Ühendab kõrge elastsusmooduli ehitusmugavusega: Lühikeseks lõigatud basaltkiud mitte ainult ei kasuta ära teraskiu kõrge mooduli ja ühekiulise tõmbetugevusega sarnaseid eeliseid pragude paisumise pärssimiseks, aga ületab tõhusalt ka teraskiu puudused, näiteks kerge klombi teke segamise ajal ning raskused pumpamise ja ehitamisega.

3. Hea dispergeeruvus ja ühilduvus: Silikaatpõhise anorgaanilise kiuna Lühikeseks lõigatud basaltkiud ühildub loomulikult tsemendimaterjalidega. Selle tihedus (umbes 2.63-2.80g/cm3) on lähedane tsementbetooni ja mördi omale, mille tulemuseks on hea töödeldavus. Kui see on lisatud, see võib betoonkonstruktsioonis ühtlaselt jaotuda.

4. Suurepärane vastupidavus: Pinnaga modifitseeritud lühikeseks lõigatud basaltkiud omab "inertsete kiudude" omadusi, näitab suurepärast vastupidavust kõrgetele temperatuuridele, korrosioon, ja mõju. See säilitab stabiilsuse isegi kõrgel temperatuuril ja väga söövitavas keskkonnas, ja see võib suurendada tsemendimaatriksi deformatsioonikindlust. Seetõttu see suudab kohaneda betoonisegamise rangete keskkondadega, valamine seade ja teenindusastmed, oluliselt parandades vastupidavus betoonist.

Kokkuvõttes lühikeseks lõigatud basaltkiud võib tõhusalt parandada betooni löögikindlust, vähendada selle haprust, ja parandavad igakülgselt selle mehaanilisi omadusi. Täpsemalt, see toimib betoonkonstruktsioonides pragunemise pärssimiseks, lekke vältimine, suurendama vastupidavust, parandada löögi- ja tõmbetugevust, ja aitavad parandada pinna kvaliteeti.

4. Otsese basaltkiudbetooni ehitusmeetodid ja ettevaatusabinõud

4.1 Ehitustemperatuur

Lühikese lõikega basaltkiudbetooni ehitamisel tuleks järgida temperatuurivahemikku −5∘C ja 25∘C. Liiga kõrge või liiga madal temperatuur võib põhjustada segu ebaühtlust.

4.2 Ehituskvaliteedi kontroll

Lühikese basaltkiudbetoonkonstruktsiooni kvaliteedikontroll peaks keskenduma tooraine kontrollimisele, mõõtmise täpsus, ja segamisprotsessi kvaliteet.

4.2.1 Segamisproportsioonide kujundamine

Tegelikus ehituses, Erinevad lühikeseks lõigatud basaltkiudude annused tuleks valida mõistlikus vahemikus, mis põhineb projekti nõuetel. Kuna lühikeseks lõigatud basaltkiud ise ei reageeri keemiliselt teiste betoonikomponentide või lisanditega, Selle annus ei muuda tavaliselt betoonisegu algseid proportsioonide projekteerimispõhimõtteid. Ehituse ajal Kõigi materjalide kvaliteet tuleb rangelt kindlaks määrata vastavalt ehitussegu proportsioonile ja ühe segu partii kogusele. Tabel 2 annab näite basaltkiudtugevdatud betooni optimaalsest seguproportsioonist.

Katsed on näidanud, et suurem kiudainete annus ei pruugi tingimata kaasa tuua paremat pragunemiskindlust. Kui annus ei ületa 1.2kg/m²3, Betooni survetugevus näitab esialgset suurenemise trendi, millele järgneb langus (näitades tippväärtust) kiuddoosi suurenedes.

4.2.2 Söötmisjärjestus ja -meetod

Segamisprotsessi ajal lühikeseks lõigatud basaltkiud tuleks lisada samaaegselt täitematerjalidega, näiteks liiva ja kiviga. Soovitatav on kiud ühtlaselt liiva ja kivi sisse puistata nende paigaldamise ajal. ja seejärel lisage märgsegamiseks vett.

Kiudainete lisamise meetodid võib jagada käsitsi ja automaatselt söötmiseks:

• Käsitsi söötmine: Kaalutud basaltkiud lisatakse käsitsi pärast kuuma täitematerjali segistisse panemist. See meetod eeldab suurt töömahukust, suhteliselt madalam segamise ühtlus, ja nõuab segamisaja sobivat pikendamist, et tagada kiudude ühtlane hajumine.

• Automaatne söötmine: Automaatne basaltkiud Doseerimismasinat kasutatakse automaatseks mõõtmiseks ja samaaegseks lisamiseks segisti kuuma agregaadiga. Kiuddoseerimismasin on tavaliselt varustatud automaatse mõõtmisega, eeldispergeerimine ja pneumaatilised konveiermehhanismid, pakkudes mugavuse eeliseid, kiire, ja täpne liitmine. Sobiva meetodi valimisel tuleks lähtuda ehitustingimustest.

4.2.3 Languse korrigeerimine

Kiudainete lisamine suurendab veidi betoonisegu viskoossust, mis mõjutab langust. Kui vajumisala ei vasta ehitusnõuetele, Reguleerimiseks tuleks eelistatavalt kasutada plastifikaatorit või vett redutseerivat ainet. Probleemi ei tohiks lahendada veesisalduse suurendamisega.

4.2.4 Vormimine ja kõvenemine

Lühikese basaltkiuga segatud betooni vormimisele ei ole erinõudeid, kuid tuleb tagada piisav vibratsioon ja tihendamine. Selle kõvenemisnõuded on samad, mis tavalisel betoonil.

Lühidalt lõigatud basaltkiudbetooni lühirakendusjuhtum

Jing-Zhu kiirtee (Anyangi ja Xinxiangi vaheline lõik) on riiklik magistraalmaantee ja Henani provintsi kiirteede võrgustiku oluline osa. Selle lõigu kõrge muldkeha täite ja halva aluspinnase kvaliteedi tõttu Aluspinnase ebaühtlane vajumine ja muud defektid ilmnesid varsti pärast selle avamist. Viimastel aastatel liiklusmahu suurenemise ja ülekoormatud sõidukite arvu suurenemisega, teekattel on korduvalt esinenud mitmesuguseid defekte, näiteks piki- ja põikipragusid, augud asula võrgu pragunemine ja alligaatori pragunemine. See mitte ainult ei ohusta tõsiselt sõiduohutust, vaid tekitab ka suuri raskusi igapäevases hoolduses. Lisaks algne neljarealine disain pole ammu suutnud transpordivajadusi rahuldada, tingides laiendamise ja rekonstrueerimise vajaduse.

Lühikeseks lõigatud basaltkiudbetoon kasutati selle projekti aluspinnase täitmisel. Praktika on näidanud, et selle tõmbetugevus on suurenenud üle $30\%$, selle väsimuskindlus on paranenud enam kui $30\%$, ja selle roopimiskindlus suurenes üle $300\%$. See on näidanud märkimisväärset efektiivsust pikisuunaliste pragude ennetamisel, pragude laienemise pärssimine, ja pikendades teekatte kasutusiga.

Oma ainulaadsete mehaaniliste omadustega, suurepärane stabiilsus, ja kõrge kulutõhusus, Lühikeseks lõigatud basaltkiust on saanud tõhus betooni armeerimismaterjal. Kiirlõikelise basaltkiudbetooni rakendusvõimalused on äärmiselt laiad. Selle märkimisväärsed eelised inseneritöö jõudluse parandamisel ja kasutusea pikendamisel peaksid tooma kaasa head majanduslikku ja sotsiaalset kasu, positsioneerides seda tulevikus olulise ehitusmaterjalina tsiviilehituse valdkonnas.