શોર્ટ-કટ બેસાલ્ટ ફાઇબર-રિઇનફોર્સ્ડ કોંક્રિટનું પ્રદર્શન ઑપ્ટિમાઇઝેશન અને એન્જિનિયરિંગ એપ્લિકેશન સંશોધન

તાજેતરના વર્ષોમાં,ચીનનું હાઇવે એન્જિનિયરિંગ બાંધકામ ઝડપથી વિકાસ થયો છે, અને કોંક્રિટ સ્ટ્રક્ચર ટેકનોલોજીએ નોંધપાત્ર પ્રગતિ હાંસલ કરી છે, અસંખ્ય અદ્યતન અને પરિપક્વ તકનીકી સિદ્ધિઓનો સંગ્રહ. ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર બાંધકામના ક્ષેત્રમાં કોંક્રિટ સ્ટ્રક્ચર ડિઝાઇનનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે, તેનું મહત્વ દર્શાવવું. જોકે, આ સિદ્ધિઓ સાથે, ની સમસ્યા કોંક્રિટ ક્રેકીંગ વધુને વધુ પ્રખ્યાત થઈ રહ્યું છે. તિરાડોની હાજરી કોંક્રિટની કામગીરીને નબળી પાડે છે, નોંધપાત્ર રીતે તેના ઘટાડા તાણ શક્તિ, જે કોંક્રિટ દ્વારા પ્રદર્શિત બરડ નિષ્ફળતાનું મુખ્ય કારણ છે. શોર્ટ-કટ બેસાલ્ટ ફાઇબર, એક નવીન ફાઇબર સામગ્રી તરીકે, તેના અનન્ય યાંત્રિક ગુણધર્મોને કારણે તે એક ઉત્તમ કોંક્રિટ મજબૂતીકરણ સામગ્રી બની ગઈ છે, સારી સ્થિરતા, અને ઉચ્ચ ખર્ચ-અસરકારકતા.આ લેખ શોર્ટ-કટની લાક્ષણિકતાઓ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરશે બેસાલ્ટ ફાઇબર અને કોંક્રિટ મજબૂતીકરણ અને મજબૂતીકરણમાં તેના વ્યવહારુ ઉપયોગનું અન્વેષણ કરો.

2. શોર્ટ-કટ બેસાલ્ટ ફાઇબરના ગુણધર્મો

૨.૧ વ્યાખ્યા

બેસાલ્ટ ફાઇબર એક અકાર્બનિક ખનિજ ફાઇબર છે જે સતત બેસાલ્ટ ફાઇબરને સામાન્ય રીતે કરતાં ઓછી લંબાઈમાં કાપીને પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે. $\mathrm{૫૦}\text{મીમી}$. તે કોંક્રિટની અંદર એકસરખી રીતે વિખેરાઈ શકે છે. તેની અરજી મુજબ, તેને મુખ્યત્વે આમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છે: કોંક્રિટ માટે એન્ટી-ક્રેકીંગ ફાઇબર ($\text{બીએફ}$), કોંક્રિટ માટે ફાઇબરને મજબૂત બનાવવું અને મજબૂત બનાવવું ($\text{બીઝેડ}$), અને મોર્ટાર માટે એન્ટી-ક્રેકીંગ ફાઇબર ($\text{બીએસએફ}$), બીજાઓ વચ્ચે.

૨.૨ કામગીરી શોર્ટ-કટ બેસાલ્ટ ફાઇબર

શોર્ટ-કટ બેસાલ્ટ ફાઇબર ઉત્તમ ગુણધર્મો ધરાવે છે ઉચ્ચ શક્તિ અને ઉચ્ચ મોડ્યુલસ. તેની તાણ શક્તિ પહોંચી શકે છે $\mathrm{૧૦૫૦}\text{-}\mathrm{૧૨૫૦}\text{એમપીએ}$, અને તેનું સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસ $\mathrm{૩૪}\text{જીપીએ}$. તેના ઉચ્ચ-તાપમાન પ્રતિકાર ઉત્કૃષ્ટ છે, ની વિશાળ તાપમાન શ્રેણીમાં સતત કામ કરવાની મંજૂરી આપે છે -૨૬9∘ક થી ૬૫0∘ક. તે ઉચ્ચ પ્રદર્શન કરે છે કાટ પ્રતિકાર અને રાસાયણિક સ્થિરતા એસિડ જેવા કાટ લાગતા માધ્યમોમાં, ક્ષાર, અને ક્ષાર. ખાસ કરીને સંતૃપ્ત આલ્કલી દ્રાવણ અને સિમેન્ટ જેવા આલ્કલાઇન માધ્યમોમાં, તેનો સિંગલ-ફિલામેન્ટ ફ્રેક્ચર સ્ટ્રેન્થ રીટેન્શન રેટ કરતાં વધારે છે $૭૫\%$, ક્ષારયુક્ત કાટ સામે ઉત્તમ પ્રતિકાર દર્શાવે છે. શોર્ટ-કટ બેસાલ્ટ ફાઇબર ધરાવે છે સારી સુસંગતતા અકાર્બનિક બાઈન્ડર સાથે, ભેજ શોષણ દર ઓછો હોય છે $૧\%$, અને તેની હાઇગ્રોસ્કોપીસીટી સમય જતાં બદલાતી નથી. આ તેની સારી સામગ્રી સ્થિરતા સાબિત કરે છે, લાંબુ આયુષ્ય, અને ઉપયોગ દરમિયાન પર્યાવરણીય સુસંગતતા. વધુમાં, આ ફાઇબરમાં ઇન્સ્યુલેશન જેવી ઉત્તમ લાક્ષણિકતાઓ પણ છે, ઉચ્ચ-તાપમાન ગાળણક્રિયા, કિરણોત્સર્ગ પ્રતિકાર, અને તરંગ-પ્રસારણ ક્ષમતા. તેના પ્રદર્શન સૂચકાંકો કોષ્ટક 1 માં દર્શાવેલ છે.

3. કોંક્રિટમાં શોર્ટ-કટ બેસાલ્ટ ફાઇબરનું એપ્લિકેશન વિશ્લેષણ

શોર્ટ-કટ બેસાલ્ટ ફાઇબર રિઇનફોર્સ્ડ કોંક્રિટ કોંક્રિટમાં યોગ્ય રીતે ચોક્કસ માત્રામાં સતત અથવા અસંતુષ્ટ શોર્ટ-કટ બેસાલ્ટ ફાઇબરનો સમાવેશ કરવાનો સમાવેશ થાય છે. કોંક્રિટની સંકુચિત શક્તિનો મૂળ ફાયદો જાળવી રાખીને, આ પદ્ધતિ તેનામાં નોંધપાત્ર સુધારો કરી શકે છે કઠોરતા અને તાણ શક્તિ, આમ કોંક્રિટને અસરકારક રીતે મજબૂત અને મજબૂત બનાવવામાં આવે છે અને એન્જિનિયરિંગ માળખાના સેવા જીવનને લંબાવવામાં આવે છે.

ઉપરાંત બેસાલ્ટ ફાઇબર, કાર્બન ફાઇબર, ગ્લાસ ફાઇબર, એરામિડ ફાઇબર, અને અન્યનો ઉપયોગ કોંક્રિટમાં મજબૂતીકરણ સામગ્રી તરીકે પણ થાય છે. જોકે, લાંબા ગાળાની પ્રેક્ટિસ દર્શાવે છે કે કોંક્રિટ પર લાગુ કરવામાં આવે ત્યારે આ સામગ્રી ચોક્કસ સમસ્યાઓ રજૂ કરે છે, ઉચ્ચ-પ્રદર્શન કોંક્રિટની બજાર માંગને પહોંચી વળવાનું મુશ્કેલ બનાવે છે. શોર્ટ-કટ બેસાલ્ટ ફાઇબરનો ઉદભવ સામગ્રી અને પદ્ધતિઓમાં આ અંતરને ભરે છે, કોંક્રિટ મજબૂતીકરણ અને મજબૂતીકરણ ટેકનોલોજીના વિકાસને મોટા પ્રમાણમાં પ્રોત્સાહન આપવું. કોંક્રિટ મજબૂતીકરણ અને મજબૂતીકરણમાં તેની ભૂમિકા મુખ્યત્વે નીચેના પાસાઓમાં પ્રતિબિંબિત થાય છે:

1. અસરકારક ક્રેક નિષેધ: તેના જથ્થા અને સપાટીના ક્ષેત્રફળના ફાયદાઓને કારણે, શોર્ટ-કટ બેસાલ્ટ ફાઇબર અસરકારક રીતે સૂક્ષ્મ તિરાડોને રોકી શકે છે, તેમના જોડાણ અને વિસ્તરણને અટકાવે છે. દરમિયાન, તે અન્ય કૃત્રિમ રેસાના ગેરફાયદાને દૂર કરે છે, જેમ કે ઓછી ઘનતા, ઓછી તાણ શક્તિ, અને નીચા સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસ. તિરાડના પ્રસાર દરમિયાન તે સરળતાથી અલગ થતું નથી, જે સૂક્ષ્મ તિરાડોના વિકાસને નોંધપાત્ર રીતે અટકાવી શકે છે અને નવી તિરાડોના નિર્માણમાં વિલંબ કરી શકે છે, કોંક્રિટની અભેદ્યતા અને થીજી જવાથી બચવા માટે પ્રતિકારક શક્તિમાં સુધારો કરવા પર હકારાત્મક અસર કરે છે.

2. બાંધકામ સુવિધા સાથે ઉચ્ચ મોડ્યુલસને જોડે છે: શોર્ટ-કટ બેસાલ્ટ ફાઇબર સ્ટીલ ફાઇબરના ઉચ્ચ મોડ્યુલસ અને ઉચ્ચ સિંગલ-ફિલામેન્ટ ટેન્સાઇલ સ્ટ્રેન્થ જેવા ફાયદાઓનો ઉપયોગ કરીને ક્રેક વિસ્તરણને અટકાવે છે, પણ સ્ટીલ ફાઇબરની ખામીઓને અસરકારક રીતે દૂર કરે છે, જેમ કે મિશ્રણ દરમિયાન સરળતાથી ગઠ્ઠો બનવો અને પંપીંગ અને બાંધકામમાં મુશ્કેલી.

3. સારી વિક્ષેપનક્ષમતા અને સુસંગતતા: સિલિકેટ આધારિત અકાર્બનિક ફાઇબર તરીકે, શોર્ટ-કટ બેસાલ્ટ ફાઇબર સિમેન્ટીયસ સામગ્રી સાથે કુદરતી સુસંગતતા ધરાવે છે. તેની ઘનતા (આશરે) ૨.૬૩-૨.૮૦ગ્રામ/સેમી૩) સિમેન્ટ કોંક્રિટ અને મોર્ટારની નજીક છે, જેના પરિણામે સારી કાર્યક્ષમતા પ્રાપ્ત થાય છે. એકવાર ઉમેર્યા પછી, તે સમગ્ર કોંક્રિટ માળખામાં એકસરખી રીતે વિખેરી શકે છે.

4. ઉત્તમ ટકાઉપણું: સપાટી-સંશોધિત શોર્ટ-કટ બેસાલ્ટ ફાઇબર "નિષ્ક્રિય ફાઇબર" લાક્ષણિકતાઓ દર્શાવે છે, ઊંચા તાપમાને ઉત્કૃષ્ટ પ્રતિકાર દર્શાવે છે, કાટ, અને અસર. તે ઉચ્ચ-તાપમાન અને અત્યંત કાટ લાગતા વાતાવરણમાં પણ સ્થિરતા જાળવી રાખે છે, અને તે સિમેન્ટ મેટ્રિક્સના વિરૂપતા પ્રતિકારને વધારી શકે છે. તેથી, તે કોંક્રિટ મિશ્રણના કઠોર વાતાવરણમાં અનુકૂલન સાધી શકે છે, રેડવું, સેટિંગ, અને સેવા તબક્કાઓ, નોંધપાત્ર રીતે સુધારો ટકાઉપણું કોંક્રિટનું.

સારાંશમાં, શોર્ટ-કટ બેસાલ્ટ ફાઇબર કોંક્રિટના અસર પ્રતિકારને અસરકારક રીતે સુધારી શકે છે, તેની બરડતા ઓછી કરો, અને તેના યાંત્રિક ગુણધર્મોને વ્યાપકપણે વધારે છે. ખાસ કરીને, તે કોંક્રિટ સ્ટ્રક્ચર્સમાં તિરાડ અટકાવવાનું કાર્ય કરે છે, ઝમણ અટકાવો, ટકાઉપણું વધારવું, અસર અને તાણ ક્ષમતામાં સુધારો, અને સપાટીની ગુણવત્તા સુધારવામાં મદદ કરે છે.

4. શોર્ટ-કટ બેસાલ્ટ ફાઇબર કોંક્રિટ માટે બાંધકામ પદ્ધતિઓ અને સાવચેતીઓ

૪.૧ બાંધકામ તાપમાન

શોર્ટ-કટ બેસાલ્ટ ફાઇબર કોંક્રિટનું નિર્માણ નીચેના તાપમાને થવું જોઈએ: -૫∘ક અને ૨૫∘ક. ખૂબ વધારે અથવા ખૂબ ઓછું તાપમાન મિશ્રણની અસમાનતા તરફ દોરી શકે છે.

૪.૨ બાંધકામ ગુણવત્તા નિયંત્રણ

શોર્ટ-કટ બેસાલ્ટ ફાઇબર કોંક્રિટ બાંધકામ માટે ગુણવત્તા નિયંત્રણ કાચા માલના નિરીક્ષણ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવું જોઈએ, માપનની ચોકસાઈ, અને મિશ્રણ પ્રક્રિયાની ગુણવત્તા.

૪.૨.૧ મિશ્ર પ્રમાણ ડિઝાઇન

વાસ્તવિક બાંધકામમાં, પ્રોજેક્ટની જરૂરિયાતોના આધારે વાજબી શ્રેણીમાં વિવિધ શોર્ટ-કટ બેસાલ્ટ ફાઇબર ડોઝ પસંદ કરવા જોઈએ. શોર્ટ-કટ બેસાલ્ટ ફાઇબર પોતે અન્ય કોંક્રિટ ઘટકો અથવા મિશ્રણો સાથે રાસાયણિક રીતે પ્રતિક્રિયા આપતું નથી, તેની માત્રા સામાન્ય રીતે મૂળ કોંક્રિટ મિશ્રણ પ્રમાણ ડિઝાઇન સિદ્ધાંતોમાં ફેરફાર કરતી નથી. બાંધકામ દરમિયાન, બધી સામગ્રીની ગુણવત્તા બાંધકામ મિશ્રણના પ્રમાણ અને એક જ મિશ્રણ માટે બેચ જથ્થા અનુસાર સખત રીતે નક્કી થવી જોઈએ. કોષ્ટક 2 બેસાલ્ટ ફાઇબર રિઇનફોર્સ્ડ કોંક્રિટ માટે શ્રેષ્ઠ મિશ્રણ પ્રમાણનું ઉદાહરણ પૂરું પાડે છે.

પરીક્ષણોએ દર્શાવ્યું છે કે ફાઇબરની વધુ માત્રાથી ક્રેક પ્રતિકારમાં સુધારો થાય તે જરૂરી નથી. જ્યારે ડોઝ ઓળંગી ન જાય ૧.૨કિલો/મીટર૩, કોંક્રિટની સંકુચિત શક્તિ શરૂઆતમાં વધારો દર્શાવે છે અને ત્યારબાદ ફાઇબરની માત્રામાં વધારો થતાં ઘટાડો (ટોચનું મૂલ્ય દર્શાવે છે) થાય છે.

૪.૨.૨ ખોરાક આપવાની ક્રમ અને પદ્ધતિ

મિશ્રણ પ્રક્રિયા દરમિયાન, શોર્ટ-કટ બેસાલ્ટ ફાઇબર રેતી અને પથ્થર જેવા મિશ્રણો સાથે વારાફરતી ઉમેરવું જોઈએ. રેતી અને પથ્થરના સ્થાન દરમિયાન રેસા એકસરખી રીતે છંટકાવ કરવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે, અને પછી ભીના મિશ્રણ માટે પાણી ઉમેરો.

ફાઇબર ઉમેરવાની પદ્ધતિઓને મેન્યુઅલ અને ઓટોમેટિક ફીડિંગમાં વિભાજિત કરી શકાય છે:

• મેન્યુઅલ ફીડિંગ: ગરમ મિશ્રણને મિક્સરમાં મૂક્યા પછી વજન કરેલ બેસાલ્ટ ફાઇબર મેન્યુઅલી ઉમેરવામાં આવે છે. આ પદ્ધતિમાં ઉચ્ચ શ્રમ તીવ્રતાનો સમાવેશ થાય છે, પ્રમાણમાં ઓછી મિશ્રણ એકરૂપતા, અને સમાન ફાઇબર વિક્ષેપ સુનિશ્ચિત કરવા માટે મિશ્રણ સમયનો યોગ્ય વિસ્તરણ જરૂરી છે.

• આપોઆપ ખોરાક: ઓટોમેટિક બેસાલ્ટ ફાઇબર ડોઝિંગ મશીનનો ઉપયોગ ઓટોમેટેડ મીટરિંગ અને મિક્સરના હોટ એગ્રીગેટ સાથે એકસાથે ઉમેરવા માટે થાય છે. ફાઇબર ડોઝિંગ મશીન સામાન્ય રીતે ઓટોમેટિક મીટરિંગથી સજ્જ હોય ​​છે, પૂર્વ-વિખેરવું, અને વાયુયુક્ત પરિવહન પદ્ધતિઓ, અનુકૂળતાના ફાયદાઓ પ્રદાન કરે છે, ઝડપી, અને સચોટ ઉમેરો. બાંધકામની પરિસ્થિતિઓના આધારે યોગ્ય પદ્ધતિ પસંદ કરવી જોઈએ.

૪.૨.૩ સ્લમ્પ એડજસ્ટમેન્ટ

ફાઇબર ઉમેરવાથી કોંક્રિટ મિશ્રણની સ્નિગ્ધતામાં થોડો વધારો થાય છે, જે મંદીને અસર કરે છે. જો મંદી બાંધકામની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરતી નથી, ગોઠવણ માટે પ્લાસ્ટિસાઇઝર અથવા પાણી ઘટાડનાર એજન્ટનો ઉપયોગ પ્રાધાન્યમાં કરવો જોઈએ. પાણીની માત્રા વધારીને આ સમસ્યાનો ઉકેલ ન આવવો જોઈએ.

૪.૨.૪ રચના અને ઉપચાર

શોર્ટ-કટ બેસાલ્ટ ફાઇબર સાથે મિશ્રિત કોંક્રિટ બનાવવા માટે કોઈ ખાસ આવશ્યકતાઓ અસ્તિત્વમાં નથી, પરંતુ પૂરતા પ્રમાણમાં કંપન અને સંકોચન સુનિશ્ચિત કરવું આવશ્યક છે. તેની ક્યોરિંગ જરૂરિયાતો સામાન્ય કોંક્રિટ જેવી જ છે.

શોર્ટ-કટ બેસાલ્ટ ફાઇબર કોંક્રિટનો સંક્ષિપ્ત એપ્લિકેશન કેસ

જિંગ-ઝુ એક્સપ્રેસવે (અન્યાંગથી ઝિંક્સિયાંગ સેક્શન) એક રાષ્ટ્રીય ટ્રંક હાઇવે છે અને હેનાન પ્રાંતના એક્સપ્રેસવે નેટવર્કનો એક મહત્વપૂર્ણ ભાગ છે. આ વિભાગમાં પાળાનું ભરણ વધુ હોવાથી અને જમીનની ગુણવત્તા નબળી હોવાથી, તેના ઉદઘાટન પછી તરત જ સબગ્રેડ અસમાન વસાહત અને અન્ય ખામીઓ દેખાયા. તાજેતરના વર્ષોમાં, ટ્રાફિકના જથ્થામાં વધારા અને ઓવરલોડેડ વાહનોમાં વધારા સાથે, ફૂટપાથ વારંવાર રેખાંશ અને ત્રાંસી તિરાડો જેવી વિવિધ ખામીઓનો ભોગ બન્યો છે, ખાડા, સમાધાન, જાળીમાં તિરાડ, અને મગરનું ક્રેકીંગ. આનાથી ડ્રાઇવિંગ સલામતીને ગંભીર ખતરો તો છે જ, પણ દૈનિક જાળવણીમાં પણ ભારે મુશ્કેલી પડે છે. વધુમાં, મૂળ ચાર-લેન ડિઝાઇન લાંબા સમયથી પરિવહનની માંગને પૂર્ણ કરવામાં નિષ્ફળ રહી છે, વિસ્તરણ અને પુનર્નિર્માણની જરૂરિયાત.

શોર્ટ-કટ બેસાલ્ટ ફાઇબર કોંક્રિટ આ પ્રોજેક્ટના સબગ્રેડ ફિલિંગમાં લાગુ કરવામાં આવ્યું હતું. પ્રેક્ટિસ દર્શાવે છે કે તેની તાણ શક્તિ વધુ વધી ગઈ છે $૩૦\%$, તેની થાક પ્રતિકારક શક્તિમાં ઘણો સુધારો થયો છે. $૩૦\%$, અને તેનો રુટિંગ પ્રતિકાર વધી ગયો $૩૦૦\%$. તે રેખાંશિક તિરાડોને રોકવામાં નોંધપાત્ર અસરકારકતા દર્શાવે છે, તિરાડોના વિસ્તરણને અટકાવે છે, અને ફૂટપાથની સર્વિસ લાઇફ લંબાવવી.

તેના અનન્ય યાંત્રિક ગુણધર્મો સાથે, ઉત્તમ સ્થિરતા, અને ઉચ્ચ ખર્ચ-અસરકારકતા, શોર્ટ-કટ બેસાલ્ટ ફાઇબર એક કાર્યક્ષમ કોંક્રિટ મજબૂતીકરણ સામગ્રી બની ગયું છે. શોર્ટ-કટ બેસાલ્ટ ફાઇબર કોંક્રિટના ઉપયોગની સંભાવનાઓ અત્યંત વ્યાપક છે. એન્જિનિયરિંગ કામગીરી વધારવા અને સેવા જીવન વધારવામાં તેના નોંધપાત્ર ફાયદાઓ સારા આર્થિક અને સામાજિક લાભો પ્રાપ્ત કરશે તેવી અપેક્ષા છે, ભવિષ્યમાં સિવિલ એન્જિનિયરિંગના ક્ષેત્રમાં તેને એક મહત્વપૂર્ણ બાંધકામ સામગ્રી તરીકે સ્થાન આપવું.