शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर-प्रबलित कंक्रीट के प्रदर्शन अनुकूलन और इंजीनियरिंग अनुप्रयोग अनुसंधान

हाल के वर्षों में,चीन की राजमार्ग इंजीनियरिंग निर्माण तेजी से विकसित हुआ है, और कंक्रीट संरचना प्रौद्योगिकी ने महत्वपूर्ण प्रगति हासिल की है, अनेक उन्नत एवं परिपक्व तकनीकी उपलब्धियां अर्जित करना। कंक्रीट संरचना डिजाइन का व्यापक रूप से बुनियादी ढांचे के निर्माण के क्षेत्र में उपयोग किया गया है, इसके महत्व को प्रदर्शित करते हुए. तथापि, इन उपलब्धियों के साथ-साथ, की समस्या कंक्रीट में दरार तेजी से प्रमुख होता जा रहा है। दरारों की उपस्थिति कंक्रीट के प्रदर्शन को प्रभावित करती है, उल्लेखनीय रूप से इसकी कमी तन्यता ताकत, जो कंक्रीट द्वारा प्रदर्शित भंगुर विफलता का प्राथमिक कारण है। शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर, एक नवीन फाइबर सामग्री के रूप में, अपने अद्वितीय यांत्रिक गुणों के कारण यह एक उत्कृष्ट कंक्रीट सुदृढीकरण सामग्री बन गई है, अच्छी स्थिरता, और उच्च लागत प्रभावशीलता।यह लेख शॉर्टकट की विशेषताओं पर केंद्रित होगा बेसाल्ट फाइबर और कंक्रीट सुदृढीकरण और मजबूती में इसके व्यावहारिक अनुप्रयोग का पता लगाना।

2. शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर के गुण

2.1 परिभाषा

बेसाल्ट फाइबर एक अकार्बनिक खनिज फाइबर है जिसे सतत बेसाल्ट फाइबर को आम तौर पर 100 से कम लंबाई में काटकर संसाधित किया जाता है। $50\text{मिमी}$. इसे कंक्रीट के भीतर समान रूप से फैलाया जा सकता है। इसके अनुप्रयोग के अनुसार, इसे मुख्यतः निम्न प्रकार वर्गीकृत किया जा सकता है: कंक्रीट के लिए एंटी-क्रैकिंग फाइबर ($\text{बीएफ}$), कंक्रीट के लिए फाइबर को सख्त और मजबूत बनाना ($\text{बीजेड}$), और मोर्टार के लिए एंटी-क्रैकिंग फाइबर ($\text{बीएसएफ}$), दूसरों के बीच में।

2.2 का प्रदर्शन शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर

शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर उत्कृष्ट गुण रखता है अधिक शक्ति और उच्च मापांक. इसकी तन्य शक्ति तक पहुँच सकती है $1050\text{-}1250\text{एमपीए}$, और इसका प्रत्यास्थता मापांक इससे कम नहीं है $34\text{जीपीए}$. इसका उच्च तापमान प्रतिरोध उत्कृष्ट है, यह इसे एक विस्तृत तापमान सीमा के भीतर लगातार काम करने की अनुमति देता है −269∘सी को 650∘सी. यह उच्च प्रदर्शित करता है संक्षारण प्रतिरोध और रासायनिक स्थिरता संक्षारक माध्यम जैसे अम्ल में, क्षार, और लवण. विशेष रूप से संतृप्त क्षार विलयन और सीमेंट जैसे क्षारीय माध्यमों में, इसकी एकल-फिलामेंट फ्रैक्चर शक्ति प्रतिधारण दर से अधिक है $75\%$, क्षार संक्षारण के प्रति उत्कृष्ट प्रतिरोध प्रदर्शित करता है। शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर है अच्छी संगतता अकार्बनिक बाइंडरों के साथ, नमी अवशोषण दर से कम $1\%$, और इसकी आर्द्रताग्राहीता समय के साथ नहीं बदलती। यह इसकी अच्छी भौतिक स्थिरता साबित करता है, लंबा जीवनकाल, और उपयोग के दौरान पर्यावरण अनुकूलता। आगे, इस फाइबर में इन्सुलेशन जैसी उत्कृष्ट विशेषताएं भी हैं, उच्च तापमान निस्पंदन, विकिरण प्रतिरोध, और तरंग-संचारण क्षमता। इसके प्रदर्शन सूचकांक तालिका 1 में दर्शाए गए हैं।

3. कंक्रीट में शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर का अनुप्रयोग विश्लेषण

शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर प्रबलित कंक्रीट इसमें उचित तरीके से कंक्रीट में निरंतर या असंतत शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर की एक निश्चित मात्रा को शामिल करना शामिल है। कंक्रीट की संपीड़न शक्ति के मूल लाभ को बरकरार रखते हुए, इस विधि से इसमें काफी सुधार हो सकता है बेरहमी और तन्यता ताकत, जिससे कंक्रीट को प्रभावी रूप से सुदृढ़ और मजबूत किया जा सके तथा इंजीनियरिंग संरचना की सेवा अवधि बढ़ाई जा सके।

निम्न के अलावा बेसाल्ट फाइबर, कार्बन फाइबर, ग्लास फाइबर, अरामिड फाइबर, और अन्य का उपयोग कंक्रीट में सुदृढ़ीकरण सामग्री के रूप में भी किया गया है। तथापि, दीर्घकालिक अभ्यास से पता चलता है कि कंक्रीट पर लागू होने पर ये सामग्रियां कुछ समस्याएं पेश करती हैं, इससे उच्च प्रदर्शन वाले कंक्रीट की बाजार मांग को पूरा करना मुश्किल हो गया है। शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर का उद्भव सामग्री और विधियों में इस अंतर को भरता है, कंक्रीट सुदृढ़ीकरण और सुदृढीकरण प्रौद्योगिकी के विकास को बहुत बढ़ावा देना। कंक्रीट सुदृढीकरण और मजबूती में इसकी भूमिका मुख्य रूप से निम्नलिखित पहलुओं में परिलक्षित होती है:

1. प्रभावी दरार अवरोधन: इसकी मात्रा और सतह क्षेत्र लाभ के कारण, शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर सूक्ष्म दरारों को प्रभावी ढंग से रोक सकता है, उनके जुड़ाव और विस्तार को रोकना। इस दौरान, यह अन्य सिंथेटिक फाइबर के नुकसानों को दूर करता है, जैसे कम घनत्व, कम तन्य शक्ति, और कम लोचदार मापांक. दरार प्रसार के दौरान इसे आसानी से अलग नहीं किया जा सकता है, जो सूक्ष्म दरारों के विकास को महत्वपूर्ण रूप से रोक सकता है और नई दरारों के निर्माण में देरी कर सकता है, कंक्रीट की पारगम्यता और हिमीकरण-विगलन प्रतिरोध में सुधार पर सकारात्मक प्रभाव पड़ता है।

2. निर्माण सुविधा के साथ उच्च मापांक का संयोजन: शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर न केवल स्टील फाइबर के उच्च मापांक और उच्च एकल-फिलामेंट तन्य शक्ति के समान लाभ उठाता है, बल्कि दरार विस्तार को रोकता है, बल्कि स्टील फाइबर की कमियों को भी प्रभावी ढंग से दूर करता है, जैसे मिश्रण के दौरान आसानी से गुच्छे बन जाना तथा पम्पिंग और निर्माण में कठिनाई होना।

3. अच्छी फैलावशीलता और अनुकूलता: सिलिकेट आधारित अकार्बनिक फाइबर के रूप में, शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर में सीमेंटयुक्त सामग्रियों के साथ प्राकृतिक संगतता होती है। इसका घनत्व (लगभग) 2.63-2.80ग्राम/सेमी3) सीमेंट कंक्रीट और मोर्टार के करीब है, जिसके परिणामस्वरूप अच्छी कार्यशीलता प्राप्त होती है। एक बार जोड़ देने पर, यह पूरे कंक्रीट ढांचे में समान रूप से फैल सकता है।

4. उत्कृष्ट स्थायित्व: सतह-संशोधित शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर "निष्क्रिय फाइबर" विशेषताओं को प्रदर्शित करता है, उच्च तापमान के प्रति उत्कृष्ट प्रतिरोध प्रदर्शित करना, जंग, और प्रभाव. यह उच्च तापमान और अत्यधिक संक्षारक वातावरण में भी स्थिरता बनाए रखता है, और यह सीमेंट मैट्रिक्स के विरूपण प्रतिरोध को बढ़ा सकता है। इसलिए, यह कंक्रीट मिश्रण के कठोर वातावरण के अनुकूल हो सकता है, डालना, सेटिंग, और सेवा चरण, उल्लेखनीय रूप से सुधार टिकाऊपन कंक्रीट का.

सारांश, शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर कंक्रीट के प्रभाव प्रतिरोध को प्रभावी ढंग से सुधार सकता है, इसकी भंगुरता को कम करें, और इसके यांत्रिक गुणों को व्यापक रूप से बढ़ाया जा सकता है। विशेष रूप से, यह कंक्रीट संरचनाओं में दरार को रोकने का काम करता है, रिसाव को रोकें, स्थायित्व बढ़ाएँ, प्रभाव और तन्य क्षमता में सुधार, और सतह की गुणवत्ता में सुधार करने में मदद मिलेगी।

4. शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर कंक्रीट के निर्माण के तरीके और सावधानियां

4.1 निर्माण तापमान

शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर कंक्रीट का निर्माण के बीच के तापमान पर किया जाना चाहिए −5∘सी और 25∘सी. बहुत अधिक या बहुत कम तापमान के कारण मिश्रण में असमानता आ सकती है।

4.2 निर्माण गुणवत्ता नियंत्रण

शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर कंक्रीट निर्माण के लिए गुणवत्ता नियंत्रण कच्चे माल के निरीक्षण पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए, मीटरिंग सटीकता, और मिश्रण प्रक्रिया की गुणवत्ता।

4.2.1 मिश्रण अनुपात डिजाइन

वास्तविक निर्माण में, परियोजना की आवश्यकताओं के आधार पर उचित सीमा के भीतर विभिन्न शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर खुराक का चयन किया जाना चाहिए। चूंकि शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर स्वयं अन्य कंक्रीट घटकों या मिश्रणों के साथ रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया नहीं करता है, इसकी खुराक आमतौर पर मूल कंक्रीट मिश्रण अनुपात डिजाइन सिद्धांतों को नहीं बदलती है। निर्माण के दौरान, सभी सामग्रियों की गुणवत्ता को निर्माण मिश्रण अनुपात और एकल मिश्रण के लिए बैच मात्रा के अनुसार सख्ती से निर्धारित किया जाना चाहिए। तालिका 2 बेसाल्ट फाइबर प्रबलित कंक्रीट के लिए इष्टतम मिश्रण अनुपात का एक उदाहरण प्रदान करती है।

परीक्षणों से पता चला है कि अधिक मात्रा में फाइबर लेने से दरार प्रतिरोध बेहतर नहीं होता। जब खुराक सीमा से अधिक न हो 1.2किग्रा/मी3, कंक्रीट की संपीड़न शक्ति में प्रारंभिक वृद्धि की प्रवृत्ति दिखाई देती है, जिसके बाद फाइबर की मात्रा बढ़ने पर कमी (एक चरम मान प्रदर्शित) होती है।

4.2.2 खिलाने का क्रम और विधि

मिश्रण प्रक्रिया के दौरान, शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर रेत और पत्थर जैसे समुच्चयों के साथ एक साथ जोड़ा जाना चाहिए। यह सिफारिश की जाती है कि रेशे को रेत और पत्थर पर समान रूप से छिड़का जाए, और फिर गीले मिश्रण के लिए पानी डालें।

फाइबर जोड़ने के तरीकों को मैनुअल और स्वचालित फीडिंग में विभाजित किया जा सकता है:

• मैनुअल फीडिंग: गर्म मिश्रण को मिक्सर में डालने के बाद, तौला हुआ बेसाल्ट फाइबर मैन्युअल रूप से मिलाया जाता है। इस विधि में उच्च श्रम तीव्रता शामिल है, अपेक्षाकृत कम मिश्रण एकरूपता, और एकसमान फाइबर फैलाव सुनिश्चित करने के लिए मिश्रण समय के उचित विस्तार की आवश्यकता होती है।

• स्वचालित फीडिंग: एक स्वचालित बेसाल्ट फाइबर खुराक मशीन का उपयोग स्वचालित मीटरिंग और मिक्सर के गर्म समुच्चय के साथ एक साथ जोड़ने के लिए किया जाता है। फाइबर खुराक मशीन आमतौर पर स्वचालित मीटरिंग से सुसज्जित होती है, पूर्व-फैलाव, और वायवीय संवहन तंत्र, सुविधाजनक लाभ प्रदान करना, तेज़, और सटीक जोड़. निर्माण की स्थितियों के आधार पर उपयुक्त विधि का चयन किया जाना चाहिए।

4.2.3 स्लम्प समायोजन

फाइबर मिलाने से कंक्रीट मिश्रण की श्यानता थोड़ी बढ़ जाती है, जो मंदी को प्रभावित करता है। यदि स्लम्प निर्माण आवश्यकताओं को पूरा नहीं करता है, समायोजन के लिए प्लास्टिसाइज़र या जल-घटाने वाले एजेंट का उपयोग प्राथमिकता से किया जाना चाहिए। इस समस्या का समाधान पानी की मात्रा बढ़ाकर नहीं किया जाना चाहिए।

4.2.4 गठन और इलाज

शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर के साथ मिश्रित कंक्रीट के निर्माण के लिए कोई विशेष आवश्यकताएं मौजूद नहीं हैं, लेकिन पर्याप्त कंपन और संघनन सुनिश्चित किया जाना चाहिए। इसकी उपचारात्मक आवश्यकताएं सामान्य कंक्रीट के समान ही हैं।

शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर कंक्रीट का संक्षिप्त अनुप्रयोग मामला

जिंग-झू एक्सप्रेसवे (आन्यांग से शिनजियांग खंड) एक राष्ट्रीय ट्रंक राजमार्ग है और हेनान प्रांत के एक्सप्रेसवे नेटवर्क का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। इस खंड में उच्च तटबंध भराव और खराब उप-ग्रेड मिट्टी की गुणवत्ता के कारण, इसके उद्घाटन के तुरंत बाद ही सबग्रेड में असमान जमाव और अन्य दोष सामने आ गए। हाल के वर्षों में, यातायात की मात्रा में वृद्धि और अतिभारित वाहनों की संख्या में वृद्धि के कारण, फुटपाथ बार-बार विभिन्न दोषों से ग्रस्त रहा है जैसे कि अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ दरारें, गड्ढे, समझौता, ग्रिड क्रैकिंग, और मगरमच्छ दरार. इससे न केवल ड्राइविंग सुरक्षा को गंभीर खतरा है, बल्कि दैनिक रखरखाव में भी बड़ी कठिनाई उत्पन्न होती है। आगे, मूल चार-लेन डिज़ाइन लंबे समय से परिवहन की मांगों को पूरा करने में विफल रहा है, विस्तार और पुनर्निर्माण की आवश्यकता है।

शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर कंक्रीट इस परियोजना के सबग्रेड भरने में लागू किया गया था। अभ्यास से पता चला है कि इसकी तन्य शक्ति में 100% से अधिक की वृद्धि हुई है। $30\%$, इसकी थकान प्रतिरोधक क्षमता में सुधार हुआ $30\%$, और इसका रटिंग प्रतिरोध बढ़ गया $300\%$. इसने अनुदैर्ध्य दरारों को रोकने में महत्वपूर्ण प्रभावशीलता दिखाई है, दरार विस्तार को रोकना, और फुटपाथ की सेवा जीवन को बढ़ाना।

अपने अद्वितीय यांत्रिक गुणों के साथ, उत्कृष्ट स्थिरता, और उच्च लागत प्रभावशीलता, शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर एक कुशल कंक्रीट सुदृढीकरण सामग्री बन गया है। शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर कंक्रीट के अनुप्रयोग की संभावनाएं अत्यंत व्यापक हैं। इंजीनियरिंग प्रदर्शन को बढ़ाने और सेवा जीवन को बढ़ाने में इसके महत्वपूर्ण लाभों से अच्छे आर्थिक और सामाजिक लाभ मिलने की उम्मीद है। भविष्य में इसे सिविल इंजीनियरिंग के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण निर्माण सामग्री के रूप में स्थापित किया जाएगा।