Basalttikuidun vaikutus läpäisevän betonin suorituskykyyn

Basaltikuitu, uudenlaisena epäorgaanisena, korkean suorituskyvyn ja ympäristöystävällisenä materiaalina, parantaa merkittävästi läpäisevän betonin mekaanisia ominaisuuksia, kestävyyttä ja toimivuutta. Alla on moniulotteinen analyysi sen vaikutuksista ja optimointiparametreista:

1. Vaikutus mekaanisiin ominaisuuksiin

Parannettu puristus- ja taivutuslujuus

   Basaltikuitu Vahvistus parantaa tehokkaasti läpäisevän betonin puristus- ja taivutuslujuutta. Tutkimukset osoittavat, että kuidut muodostavat kolmiulotteisen verkkorakenteen, joka vahvistaa kiviainesten ja sementtipastan välistä sidosta ja estää halkeamien etenemistä. Esimerkiksi:

Puristuslujuus: 12 mm:n ja 24 mm:n kuiduilla puristuslujuus aluksi kasvaa ja sitten pienenee kuitupitoisuuden kasvaessa. Optimaalinen annostus on 0,1–0,15 % (tilavuusprosenttia), ja 24 mm:n kuiduilla saavutetaan 24,3 MPa:n huippupuristuslujuus (0,1 %:n annostus).

Taivutuslujuus: Kuitujen pituudella on selvempi vaikutus taivutuslujuuteen. Esimerkiksi 18 mm:n kuidut lisäävät taivutuslujuutta 66,44 % verrattuna tavalliseen betoniin lisääntyneen kuitu-kiviaineskosketuksen ansiosta parantuneen rajapinnan sitoutumisen ansiosta.

Parannettu sitkeys ja venyvyys

"Siltojen yhdistävä vaikutus" Basaltikuitus parantaa sitkeyttä muuttaen murtumistapojen muotoja hauraista sitkeiksi. Mikroskooppinen analyysi paljastaa, että kuidut stabiloivat sementtimatriisin runkorakennetta estäen tehokkaasti halkeamien kasvua.

Vaikutus läpäisevyyteen

Alennettu läpäisevyyskerroin

Kuitujen sisällyttäminen tukkii osittain huokoset, mikä alentaa läpäisevyyttä. Esimerkiksi kuitupitoisuuden nostaminen 0,05 prosentista 0,2 prosenttiin pienentää vähitellen läpäisevyyskerrointa, mutta se täyttää silti vaatimukset (esim. läpäisevyys >1 mm/s 20 prosentin huokoisuudella).

Huokoisuuden ja kuituparametrien tasapainottaminen

Pidemmät kuidut (esim. 12 mm → 24 mm) lisäävät hieman huokoisuutta, mutta vähentävät silti läpäisevyyttä.

Kuitujen yhdistäminen mineraalilisäaineisiin (esim. lentotuhkaan) optimoi huokosrakenteen, minimoi läpäisevyyshäviön ja säilyttää samalla lujuuden.

3. Parannettu pakkaskestävyys

Basalttikuidut parantaa sisäistä rakenteellista eheyttä ja lisää merkittävästi pakkaskestävyyttä:

100 pakastus-sulatussyklin jälkeen kuituvahvisteisten näytteiden massahäviö on niinkin alhainen kuin 0,9 % ja niiden suhteellinen dynaaminen kimmokerroin on 62,5 %.

Synergia lentotuhkan kanssa (esim. 6 % lentotuhkaa + 6 kg/m³ kuituja) saavuttaa optimaalisen pakkaskestävyyden, koska lentotuhka hienontaa huokosrakennetta ja kuidut estävät pakkas-sulatushalkeilua.

4. Keskeiset optimointiparametrit

Kuidun pituus: Lujuuden ja läpäisevyyden tasapainottamiseksi suositellaan 24 mm:n kuituja, vaikka 18 mm:n kuidut ovat erinomaisia ​​taivutuslujuuden suhteen.

Annostusalue: 0,1–0,15 tilavuusprosenttia (tai 2–6 kg/m³ massan mukaan). Liiallinen annos voi aiheuttaa kuitujen agglomeraation ja heikentää työstettävyyttä.

Synergistiset materiaalit: Lentotuhka (6–15 %) tai piidioksidihöyry (6–9 %) parantavat entisestään mekaanisia ominaisuuksia ja vähentävät läpäisevyyshäviötä.

5. Sovellussuositukset

Skenaariot: Ihanteellinen jalankulkuväylille, aukioille ja kylmille alueille, jotka vaativat sekä läpäisevyyttä että lujuutta.

RakentaminenKäytä "sementtipäällysteisen kiviaineksen" sekoitusmenetelmää varmistaaksesi kuitujen tasaisen jakautumisen ja välttääksesi paakkuuntumisen.

Yhteenvetona voidaan todeta, että basalttikuitu optimoi läpäisevän betonin mikrorakenteen ja mekaanisen suorituskyvyn, mutta annostuksen ja prosessiparametrien tiukka hallinta on ratkaisevan tärkeää lujuuden ja läpäisevyyden tasapainottamiseksi. Tulevan tutkimuksen tulisi keskittyä kuitupinnan muokkaamiseen ja monimateriaalien synergiaan nykyisten suorituskykyrajoitusten voittamiseksi.