Lyhytleikatun basalttikuituvahvisteisen betonin suorituskyvyn optimointi ja tekninen sovellustutkimus

Viime vuosina,Kiinan tietekniikka Rakentaminen on kehittynyt nopeasti, ja betonirakenteiden tekniikka on edistynyt merkittävästi, keräten lukuisia edistyneitä ja kypsiä teknisiä saavutuksia. Betonirakenteiden suunnittelua on sovellettu laajalti infrastruktuurirakentamisen alalla, osoittaen sen tärkeyden. Kuitenkin, näiden saavutusten ohella, ongelma betonin halkeilu on yhä näkyvämmin esillä. Halkeamien esiintyminen heikentää betonin suorituskykyä, vähentäen huomattavasti sen vetolujuus, mikä on betonin hauraan murtumisen ensisijainen syy. Lyhytleikattu basalttikuitu, uutena kuitumateriaalina, on tullut erinomaiseksi betoniraudoitusmateriaaliksi ainutlaatuisten mekaanisten ominaisuuksiensa ansiosta, hyvä vakaus, ja korkea kustannustehokkuus.Tässä artikkelissa keskitytään oikopolun ominaisuuksiin. Basaltikuitu ja tutkia sen käytännön sovelluksia betoniraudoituksessa ja -vahvikkeissa.

2. Lyhytleikatun basalttikuidun ominaisuudet

2.1 Määritelmä

basaltikuitu on epäorgaaninen mineraalikuitu, jota käsitellään leikkaamalla jatkuvaa basaltikuitua pituisiksi paloiksi, jotka ovat tyypillisesti alle $50\text{mm}$. Se voidaan levittää tasaisesti betoniin. Sen hakemuksen mukaan, se voidaan luokitella pääasiassa seuraavasti: halkeilua estävä kuitu betonille ($\text{Paras ystävä}$), betonin sitkeyttämiseen ja vahvistamiseen tarkoitettu kuitu ($\text{BZ}$), ja halkeilua estävä kuitu laastille ($\text{BSF}$), muiden joukossa.

2.2 Suorituskyky Lyhytleikattu basalttikuitu

Oikotie basaltikuitu omaa erinomaisia ​​ominaisuuksia korkea lujuus ja korkea moduuli. Sen vetolujuus voi saavuttaa $1050\text{-}1250\text{MPa}$, ja sen kimmokerroin on vähintään $34\text{Gpa}$. Sen korkean lämpötilan kestävyys on erinomainen, jonka ansiosta se voi toimia jatkuvasti laajalla lämpötila-alueella −269∘C että 650∘C. Se osoittaa korkeaa korroosionkestävyys ja kemiallinen stabiilius syövyttävissä väliaineissa, kuten hapoissa, emäkset, ja suoloja. Erityisesti emäksisissä väliaineissa, kuten kyllästetyssä alkaliliuoksessa ja sementissä, sen yksittäisen filamentin murtumislujuuden säilyvyysaste on suurempi kuin $75\; \%$, osoittaen erinomaista vastustuskykyä alkalikorroosiolle. Lyhytleikattu basalttikuitu on hyvä yhteensopivuus epäorgaanisten sideaineiden kanssa, kosteuden imeytymisnopeus on alhaisempi kuin $1\; \%$, ja sen hygroskooppisuus ei muutu ajan kuluessa. Tämä osoittaa sen hyvän materiaalin vakauden, pitkä käyttöikä, ja ympäristöystävällisyyttä käytön aikana. Lisäksi, tällä kuidulla on myös erinomaiset ominaisuudet, kuten eristys, korkean lämpötilan suodatus, säteilynkestävyys, ja aaltojen lähetyskyky. Sen suorituskykyindeksit on esitetty taulukossa 1.

3. Lyhytleikatun basalttikuidun sovellusanalyysi betonissa

Lyhytleikattu basalttikuituvahvisteinen betoni sisältää tietyn määrän jatkuvan tai epäjatkuvan lyhyeksi leikatun basalttikuidun lisäämisen betoniin sopivalla tavalla. Säilyttäen samalla betonin alkuperäisen puristuslujuuden edun, tämä menetelmä voi parantaa merkittävästi sitkeys ja vetolujuus, mikä vahvistaa ja vahvistaa betonia tehokkaasti ja pidentää rakenteiden käyttöikää.

Lisäksi basaltikuitu, hiilikuitu lasikuitu aramidikuitua, ja muita on käytetty myös betonin lujitemateriaaleina. Kuitenkin, pitkäaikainen käytäntö osoittaa, että näitä materiaaleja käytetään betoniin tiettyjen ongelmien vuoksi, mikä vaikeuttaa markkinoiden kysynnän tyydyttämistä korkealujuusbetonin osalta. Lyhytleikatun basalttikuidun esiinmarssi täyttää tämän aukon materiaaleissa ja menetelmissä, edistäen merkittävästi betonivahvistus- ja raudoitustekniikan kehitystä. Sen rooli betoniraudoituksessa ja -lujittamisessa näkyy pääasiassa seuraavissa näkökohdissa:

1. Tehokas halkeamien esto: Määränsä ja pinta-alansa etujen ansiosta, Lyhyeksi leikattu basalttikuitu voi tehokkaasti estää mikrohalkeamien muodostumisen, estäen niiden yhteyden ja laajenemisen. Samaan aikaan, se voittaa muiden synteettisten kuitujen haitat, kuten matala tiheys, alhainen vetolujuus, ja alhainen kimmokerroin. Sitä ei ole helppo repäistä irti halkeaman etenemisen aikana, joka voi merkittävästi estää mikrohalkeamien kehittymistä ja hidastaa uusien halkeamien syntymistä, vaikuttaa positiivisesti betonin läpäisevyyden ja pakkas-sulatuskestävyyden paranemiseen.

2. Yhdistää korkean moduulin ja rakentamisen helppouden: Lyhyeksi leikattu basalttikuitu ei ainoastaan ​​hyödynnä teräskuidun korkean moduulin ja korkean yksisäikeisen vetolujuuden kaltaisia ​​etuja halkeamien laajenemisen estämiseksi, mutta myös tehokkaasti poistaa teräskuidun haitat, kuten helppo paakkuuntuminen sekoittamisen aikana ja pumppaamisen ja rakentamisen vaikeudet.

3. Hyvä dispergoituvuus ja yhteensopivuus: Silikaattipohjaisena epäorgaanisena kuituna, Lyhytleikattu basalttikuitu on luonnostaan ​​yhteensopiva sementtimateriaalien kanssa. Sen tiheys (noin 2.63-2.80g/cm²3) on lähellä sementtibetonin ja laastin pitoisuutta, mikä johtaa hyvään työstettävyyteen. Kun se on lisätty, se voi levitä tasaisesti koko betonirakenteeseen.

4. Erinomainen kestävyys: Pinnan modifioimalla lyhyeksi leikatulla basalttikuidulla on "inertin kuidun" ominaisuudet, osoittaen erinomaista kestävyyttä korkeille lämpötiloille, korroosio, ja vaikutus. Se säilyttää stabiiliutensa myös korkeissa lämpötiloissa ja erittäin syövyttävissä ympäristöissä, ja se voi parantaa sementtimatriisin muodonmuutoskestävyyttä. Siksi se pystyy sopeutumaan betonin sekoittamisen ankariin olosuhteisiin, kaatamalla asetus, ja palveluvaiheet, parantaen merkittävästi kestävyys betonista.

Yhteenvetona, Lyhyeksi leikattu basalttikuitu voi tehokkaasti parantaa betonin iskunkestävyyttä, vähentää sen haurautta, ja parantaa kokonaisvaltaisesti sen mekaanisia ominaisuuksia. Erityisesti, se toimii betonirakenteissa estämällä halkeilua, estää vuotamisen, parantaa kestävyyttä, parantaa isku- ja vetolujuutta, ja auttavat parantamaan pinnanlaatua.

4. Lyhytleikatun basalttikuitubetonin rakennusmenetelmät ja varotoimet

4.1 Rakennuslämpötila

Lyhytleikattu basalttikuitubetoni tulisi rakentaa lämpötiloissa välillä −5∘C ja 25∘C. Liian korkeat tai liian matalat lämpötilat voivat johtaa seoksen epätasaisuuteen.

4.2 Rakentamisen laadunvalvonta

Lyhytleikatun basalttikuitubetonirakentamisen laadunvalvonnan tulisi keskittyä raaka-aineiden tarkastukseen, mittaustarkkuus, ja sekoitusmenetelmän laatu.

4.2.1 Sekoitussuhteen suunnittelu

Varsinaisessa rakentamisessa, Erilaiset lyhyeksi leikatut basalttikuidun annostukset tulisi valita kohtuullisen vaihteluvälin sisällä projektin vaatimusten perusteella. Koska lyhyeksi leikattu basalttikuitu itsessään ei reagoi kemiallisesti muiden betonikomponenttien tai lisäaineiden kanssa, sen annostus ei tyypillisesti muuta alkuperäisiä betoniseoksen suhteellisia suunnitteluperiaatteita. Rakentamisen aikana Kaikkien materiaalien laatu on määriteltävä tarkasti rakennusseoksen suhteen ja yksittäisen seoksen erämäärän mukaan. Taulukossa 2 on esimerkki basalttikuituvahvisteisen betonin optimaalisesta sekoitussuhteesta.

Testit ovat osoittaneet, että suurempi kuitumäärä ei välttämättä johda parempaan halkeamienkestävyyteen. Kun annos ei ylitä 1.2kg/m²3, Betonin puristuslujuus osoittaa aluksi kasvun trendiä, jota seuraa lasku (ja huippuarvon saavuttaminen) kuituannoksen kasvaessa.

4.2.2 Ruokintajärjestys ja -menetelmä

Sekoitusprosessin aikana lyhyt leikattu basalttikuitu tulisi lisätä samanaikaisesti kiviainesten, kuten hiekan ja kiven, kanssa. On suositeltavaa ripotella kuitu tasaisesti hiekkaan ja kiveen niiden asennuksen aikana. ja lisää sitten vettä märkäsekoitusta varten.

Kuidunlisäysmenetelmät voidaan jakaa manuaaliseen ja automaattiseen syöttöön:

• Manuaalinen syöttö: Punnittu basalttikuitu lisätään manuaalisesti sen jälkeen, kun kuuma kiviaines on asetettu sekoittimeen. Tämä menetelmä on erittäin työläs, suhteellisen alhainen sekoittumisen tasaisuus, ja vaatii sekoitusajan pidentämisen asianmukaisesti kuitujen tasaisen jakautumisen varmistamiseksi.

• Automaattinen syöttö: Automaatti basaltikuitu Annostelukonetta käytetään automaattiseen annosteluun ja samanaikaiseen lisäämiseen sekoittimen kuuman kiviaineksen kanssa. Kuituannostelukone on yleensä varustettu automaattisella mittausjärjestelmällä, esidispergointi ja pneumaattiset kuljetusmekanismit, tarjoaa kätevyyden etuja, nopeasti, ja tarkka yhteenlasku. Sopiva menetelmä tulee valita rakennusolosuhteiden perusteella.

4.2.3 Lamautumisen säätö

Kuidun lisääminen lisää hieman betoniseoksen viskositeettia, mikä vaikuttaa taantumaan. Jos möykky ei täytä rakennusmääräyksiä, Säätöön tulisi mieluiten käyttää pehmitintä tai veden vähentämisainetta. Ongelmaa ei pitäisi ratkaista lisäämällä vesipitoisuutta.

4.2.4 Muovaus ja kovettuminen

Lyhythiukkasisen basalttikuidun kanssa sekoitetun betonin muovaamiselle ei ole erityisvaatimuksia. mutta riittävä tärinä ja tiivistys on varmistettava. Sen kovettumisvaatimukset ovat samat kuin tavallisella betonilla.

Lyhyt sovellusesimerkki oikopolttoisesta basalttikuitubetonin käytöstä

Jing-Zhu-moottoritie (Anyangin ja Xinxiangin välinen osuus) on kansallinen päätie ja elintärkeä osa Henanin maakunnan moottoritieverkostoa. Tämän osuuden korkean pengertäyttöasteen ja huonon pohjamaan laadun vuoksi Pohjamaan epätasainen painuma ja muut viat ilmenivät pian sen avaamisen jälkeen. Viime vuosina, liikennemäärien kasvaessa ja ylikuormitettujen ajoneuvojen määrän lisääntyessä, päällysteessä on toistuvasti ilmennyt erilaisia ​​vikoja, kuten pitkittäisiä ja poikittaisia ​​halkeamia, kuoppia, ratkaisu ruudukon halkeilu, ja alligaattorin halkeilua. Tämä ei ainoastaan ​​vaaranna vakavasti ajoturvallisuutta, vaan myös vaikeuttaa merkittävästi päivittäistä huoltoa. Lisäksi, alkuperäinen nelikaistainen suunnittelu ei ole pitkään aikaan pystynyt vastaamaan liikenteen tarpeisiin, edellyttäen laajentamista ja uudelleenrakennusta.

Lyhytleikattu basalttikuitubetoni käytettiin tämän projektin pohjamaan täyttöön. Käytäntö on osoittanut, että sen vetolujuus on kasvanut yli $30\; \%$, sen väsymiskestävyys parani yli $30\; \%$, ja sen urautumiskestävyys kasvoi yli $300\; \%$. Se on osoittanut merkittävää tehokkuutta pitkittäisten halkeamien ehkäisyssä, halkeamien laajenemisen estäminen, ja pidentää päällysteen käyttöikää.

Ainutlaatuisten mekaanisten ominaisuuksiensa ansiosta, erinomainen vakaus, ja korkea kustannustehokkuus, Lyhytleikatusta basalttikuidusta on tullut tehokas betonivahvikemateriaali. Lyhytleikatun basalttikuitubetonin käyttömahdollisuudet ovat erittäin laajat. Sen merkittävien etujen suunnittelun suorituskyvyn parantamisessa ja käyttöiän pidentämisessä odotetaan tuovan hyviä taloudellisia ja sosiaalisia hyötyjä, asemoiden sen tärkeäksi rakennusmateriaaliksi tulevaisuuden rakennustekniikassa.