تقویت الیاف بازالت در کاربردهای مهندسی عملی و تحقیقات

۱.الیاف بازالت تقویت در روسازی‌های بتنی

روسازی‌های بتنی مسلح پیوسته، ترک‌خوردگی ناشی از انقباض را با قرار دادن تعداد کافی میلگرد تقویتی در جهت طولی کنترل می‌کنند. این طرح نه تنها ظرفیت بارگذاری و دوام بزرگراه را افزایش می‌دهد، بلکه با عدم ایجاد درزهای انبساطی و انقباضی در طول مسیر، محیط رانندگی را برای خودروها بهبود می‌بخشد. ساخت و سازبا این حال، از آنجایی که سازه روسازی نمی‌تواند کاملاً بسته باشد، عواملی مانند نفوذ آب باران و تورم ناشی از یخ‌زدگی می‌تواند منجر به خوردگی آرماتورهای فولادی شود که به طور جدی بر عمر مفید بزرگراه تأثیر می‌گذارد.

الیاف بازالت به دلیل مقاومت عالی در برابر خوردگی و استحکام کششی بالا، می‌توان از آرماتور به جای آرماتور فولادی سنتی برای روسازی‌های بتنی مسلح پیوسته استفاده کرد. این راه حل جایگزین به طور موثری مشکل خوردگی فولاد را حل می‌کند و در نتیجه دوام روسازی بتنی را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد. علاوه بر این، الیاف بازالت آرماتور متعلق به مواد کم کربن و سازگار با محیط زیست است و با کاهش منابع سنگ آهن، مزیت قیمت آن بیشتر و بیشتر برجسته خواهد شد. مطالعات موجود نشان داده است که استفاده از آرماتور BF-RP در روسازی‌های بتنی از نظر دوام و مقاومت در برابر خوردگی مزایای آشکاری را نشان می‌دهد و سختی و پیشرفت ساخت آن با آرماتور فولادی قابل مقایسه است. با این حال، به دلیل مدول الاستیسیته نسبتاً پایین آرماتور BF-RP، لازم است نسبت آرماتور آن کمی افزایش یابد، معمولاً بین 0.78٪ و 1.0٪ و مفهوم طراحی "قطر آرماتور کوچک و فاصله نزدیک" اتخاذ شود.

۲.تحقیق در مورد تقویت الیاف بازالت در تقویت ستون‌های فشرده‌سازی برون‌مرکز بتنی کوتاه

روش‌های سنتی تقویت معمولاً از فولاد خارجی استفاده می‌کنند، اما این روش در ساخت‌وساز دست‌وپاگیر است و مقاومت کمی در برابر دمای بالا و خوردگی دارد. خواص سبکی، استحکام بالا، مقاومت در برابر دمای بالا و خوردگی مواد الیاف بازالت، انتخاب جدیدی را برای فرآیند تقویت به ارمغان می‌آورد. در حال حاضر، فناوری تقویت پیوندی الیاف بازالت ورق‌های بازالت به بلوغ رسیده‌اند، اما تحقیقات در مورد بهبود ظرفیت باربری خمشی ستون‌های بتنی با تعبیه تاندون‌های الیاف بازالت نسبتاً کم است. منابع مرتبط نشان می‌دهند که الیاف بازالت تقویت به طور قابل توجهی ظرفیت خمشی جانبی ستون‌های بتنی را بهبود می‌بخشد و می‌تواند با ترکیب روش برون‌سپاری پارچه الیاف بازالت، ظرفیت حمل بار را بیشتر افزایش دهد.

مراحل ساخت تقویت‌کننده الیاف بازالت جاسازی‌شده به شرح زیر است:

1. شیار را با توجه به اندازه طراحی باز کنید
2. شیار را بشویید
3. استفاده از عامل اتصال (چسب رزین اپوکسی)
4. جاسازی میله‌های BF-RP
5. به طور مساوی با چسب پر کنید
6. صبر کنید تا چسب خشک شود و سپس عملیات سطحی را انجام دهید.

با ترکیب با پارچه الیاف بازالت برون‌سپاری شده، تقویت‌کننده BF-RP می‌تواند به طور مؤثر از پدیده لغزش و پوسته‌پوسته شدن در فرآیند تنش جلوگیری کند، ساخت و ساز راحت و کارآمد است و فضای کمتری را اشغال می‌کند که مزایای بی‌نظیری دارد.

۳. تیرهای بتن مسلح به الیاف بازالت

میلگرد BF-RP یک ماده تقویت‌کننده غیرفلزی با مقاومت بالا و سازگار با محیط زیست است که دارای خواصی مانند مقاومت در برابر خوردگی، عایق الکترومغناطیسی و مقاومت در برابر خستگی است و آن را به جایگزینی ترجیحی برای میلگرد فولادی در پروژه‌های خاص تبدیل می‌کند. با این حال، برخلاف میلگردهای فولادی معمولی، میلگردهای BF-RP نقطه تسلیم قابل توجهی ندارند و مدول الاستیسیته پایینی دارند که ممکن است منجر به انحراف بیشتر تیرهای بتنی تحت بار یکسان شود. اگرچه آسیب بتن با میلگرد BF-RP شکننده است و پیش‌آگهی مشخصی ندارد، اما قبل از آسیب، تغییر شکل زیادی ایجاد می‌کند که در عوض هشداری برای ایمنی سازه است.

اگر ساختمان الزامات سختگیرانه‌تری برای ترک خوردگی بتن داشته باشد، لازم است اعمال پیش‌تنیدگی به تاندون‌های الیاف بازالت یا افزایش مدول الاستیسیته آنها و ترکیب و تطبیق آنها با آرماتور فولادی برای اطمینان از پایداری و ایمنی سازه در نظر گرفته شود.