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

हाल के वर्षों में,चीन की राजमार्ग इंजीनियरिंग निर्माण तेजी से विकास हुआ है। और कंक्रीट संरचना प्रौद्योगिकी में महत्वपूर्ण प्रगति हुई है। अनेक उन्नत और परिपक्व तकनीकी उपलब्धियों का संचय करते हुए। अवसंरचना निर्माण के क्षेत्र में कंक्रीट संरचना डिजाइन का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। इसका महत्व प्रदर्शित करते हुए। तथापि, इन उपलब्धियों के साथ-साथ, समस्या कंक्रीट में दरारें यह तेजी से प्रमुख होता जा रहा है। दरारों की उपस्थिति कंक्रीट के प्रदर्शन को प्रभावित करती है। उल्लेखनीय रूप से इसे कम करना तन्यता ताकत, यही 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 सुदृढ़ीकरण सामग्री बन गया है। अच्छी स्थिरता, और उच्च लागत-प्रभावशीलता।यह लेख शॉर्ट-कट की विशेषताओं पर केंद्रित होगा। बेसाल्ट फाइबर और कंक्रीट के सुदृढ़ीकरण और मजबूती में इसके व्यावहारिक अनुप्रयोग का पता लगाना।

2. शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर के गुणधर्म

2.1 परिभाषा

बेसाल्ट फाइबर यह एक अकार्बनिक खनिज फाइबर है जिसे निरंतर बेसाल्ट फाइबर को आमतौर पर 100 सेंटीमीटर से कम लंबाई में काटकर संसाधित किया जाता है। $50\text{मिमी}$. इसे कंक्रीट के भीतर समान रूप से फैलाया जा सकता है। इसके आवेदन के अनुसार, इसे मुख्य रूप से निम्नलिखित श्रेणियों में वर्गीकृत किया जा सकता है: कंक्रीट के लिए दरार रोधी फाइबर ($\text{बीएफ}$) कंक्रीट के लिए कठोर और मजबूत बनाने वाला फाइबर ($\text{बीजे}$) और मोर्टार के लिए दरार रोधी फाइबर ($\text{बीएसएफ}$) दूसरों के बीच में।

2.2 प्रदर्शन शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर

शॉर्टकट बेसाल्ट फाइबर इसमें उत्कृष्ट गुण मौजूद हैं अधिक शक्ति और उच्च मापांक. इसकी तन्यता शक्ति तक पहुँच सकती है $1050\text{-}1250\text{एमपीए}$, और इसका प्रत्यास्थ मापांक इससे कम नहीं है $34\text{जीपीए}$. इसका उच्च तापमान प्रतिरोध यह उत्कृष्ट है। जिससे यह तापमान की एक विस्तृत सीमा के भीतर लगातार काम कर सके। −269∘सी को 650∘सी. यह उच्च प्रदर्शित करता है संक्षारण प्रतिरोध और रासायनिक स्थिरता अम्ल जैसे संक्षारक माध्यमों में, क्षार, और नमक। विशेष रूप से संतृप्त क्षार विलयन और सीमेंट जैसे क्षारीय माध्यमों में, इसकी एकल-तंतु फ्रैक्चर शक्ति प्रतिधारण दर इससे अधिक है $75\%$, क्षार संक्षारण के प्रति उत्कृष्ट प्रतिरोध प्रदर्शित करता है। शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर है अच्छी अनुकूलता अकार्बनिक बंधनों के साथ, नमी अवशोषण दर इससे कम है $1\%$, और इसकी जलशोषकता समय के साथ नहीं बदलती है। यह इसकी अच्छी भौतिक स्थिरता को साबित करता है। लंबा जीवनकाल, और उपयोग के दौरान पर्यावरणीय अनुकूलता। आगे, इस फाइबर में इन्सुलेशन जैसी उत्कृष्ट विशेषताएं भी हैं। उच्च तापमान निस्पंदन, विकिरण प्रतिरोध, और तरंग संचरण क्षमता। इसके प्रदर्शन सूचकांक तालिका 1 में दर्शाए गए हैं।

3. कंक्रीट में बेसाल्ट फाइबर के छोटे टुकड़ों के अनुप्रयोग का विश्लेषण

संक्षिप्त विधि बेसाल्ट फाइबर प्रबलित कंक्रीट इसमें कंक्रीट में एक निश्चित मात्रा में निरंतर या असंतत छोटे कटे हुए बेसाल्ट फाइबर को उचित तरीके से शामिल करना शामिल है। कंक्रीट की संपीडन शक्ति के मूल लाभ को बरकरार रखते हुए, इस विधि से इसमें काफी सुधार हो सकता है बेरहमी और तन्यता ताकत, इस प्रकार कंक्रीट को प्रभावी ढंग से सुदृढ़ और मजबूत किया जाता है और इंजीनियरिंग संरचना के सेवा जीवन को बढ़ाया जाता है।

निम्न के अलावा बेसाल्ट फाइबर, कार्बन फाइबर, ग्लास फाइबर, एरामिड फाइबर, और अन्य पदार्थों का उपयोग कंक्रीट में सुदृढ़ीकरण सामग्री के रूप में भी किया गया है। तथापि, दीर्घकालिक अनुभव से पता चलता है कि कंक्रीट पर प्रयोग करने पर ये सामग्रियां कुछ समस्याएं उत्पन्न करती हैं। इससे उच्च प्रदर्शन वाले कंक्रीट की बाजार मांग को पूरा करना मुश्किल हो जाता है। शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर के उद्भव से सामग्रियों और विधियों में मौजूद यह कमी पूरी हो जाती है। कंक्रीट को मजबूत बनाने और सुदृढ़ करने की तकनीक के विकास को काफी बढ़ावा देना। कंक्रीट के सुदृढ़ीकरण और मजबूती में इसकी भूमिका मुख्य रूप से निम्नलिखित पहलुओं में परिलक्षित होती है:

1. दरारों को प्रभावी ढंग से रोकना: इसकी मात्रा और सतह क्षेत्र संबंधी लाभों 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 की कमियों को दूर करता है। जैसे कम घनत्व, कम तन्यता शक्ति, और निम्न प्रत्यास्थता मापांक। दरार के प्रसार के दौरान इसे आसानी से अलग नहीं किया जा सकता है। जो सूक्ष्म दरारों के विकास को काफी हद तक रोक सकता है और नई दरारों के निर्माण में देरी कर सकता है। इससे कंक्रीट की पारगम्यता और जमने-पिघलने के प्रतिरोध में सकारात्मक सुधार होता है।

2. उच्च मापांक को निर्माण की सुविधा के साथ जोड़ता है: शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर न केवल स्टील फाइबर के उच्च मापांक और उच्च एकल-फिलामेंट तन्यता शक्ति के समान लाभों का उपयोग करके दरार विस्तार को रोकता है, लेकिन यह स्टील फाइबर की कमियों को भी प्रभावी ढंग से दूर करता है। जैसे कि मिश्रण के दौरान आसानी से गुठलियाँ बन जाना और पंपिंग और निर्माण में कठिनाई होना।

3. अच्छी फैलाव क्षमता और अनुकूलता: सिलिकेट आधारित अकार्बनिक फाइबर के रूप में, शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर में सीमेंटयुक्त पदार्थों के साथ प्राकृतिक अनुकूलता होती है। इसका घनत्व (लगभग) 2.63-2.80ग्राम/सेमी3यह सीमेंट कंक्रीट और मोर्टार के समान है। जिसके परिणामस्वरूप बेहतर कार्यक्षमता प्राप्त होती है। एक बार जोड़ने के बाद, यह कंक्रीट संरचना में समान रूप से फैल सकता है।

4. उत्कृष्ट स्थायित्व: सतह-संशोधित लघु-कटे बेसाल्ट फाइबर में "अक्रिय फाइबर" के गुण पाए जाते हैं। उच्च तापमान के प्रति उत्कृष्ट प्रतिरोध प्रदर्शित करते हुए, जंग लगना, 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 ढल सकता है। डालना, सेटिंग, और सेवा चरण, इसमें काफी सुधार हो रहा है टिकाऊपन कंक्रीट का।

सारांश, शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर कंक्रीट की प्रभाव प्रतिरोधकता को प्रभावी ढंग से बढ़ा सकता है। इसकी भंगुरता को कम करें, और इसके यांत्रिक गुणों में व्यापक रूप से सुधार करना। विशेष रूप से, यह कंक्रीट संरचनाओं में दरारें पड़ने से रोकने का काम करता है। रिसाव को रोकें, स्थायित्व बढ़ाना, प्रभाव और तन्यता क्षमता में सुधार करना, और सतह की गुणवत्ता में सुधार लाने में मदद करें।

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

4.1 निर्माण तापमान

शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर कंक्रीट का निर्माण निम्नलिखित तापमानों के बीच 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 केंद्रित होना चाहिए। मापन सटीकता, और मिश्रण प्रक्रिया की गुणवत्ता।

4.2.1 मिश्रण अनुपात डिजाइन

वास्तविक निर्माण में, परियोजना की आवश्यकताओं के आधार पर, बेसाल्ट फाइबर की विभिन्न शॉर्ट-कट मात्राओं का चयन उचित सीमा के भीतर किया जाना चाहिए। चूंकि शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर स्वयं अन्य कंक्रीट घटकों या मिश्रणों के साथ रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया नहीं करता है, इसकी मात्रा आमतौर पर मूल कंक्रीट मिश्रण अनुपात डिजाइन सिद्धांतों को नहीं बदलती है। निर्माण के दौरान, सभी सामग्रियों की गुणवत्ता का निर्धारण निर्माण मिश्रण के अनुपात और एकल मिश्रण की मात्रा के अनुसार सख्ती से 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 फाइबर की अधिक मात्रा से दरार प्रतिरोधकता में सुधार होना जरूरी नहीं है। जब खुराक इससे अधिक न हो 1.2किलोग्राम/मी3, फाइबर की मात्रा बढ़ने के साथ कंक्रीट की संपीडन शक्ति में पहले वृद्धि और फिर कमी (एक शिखर मान प्रदर्शित करते हुए) का रुझान दिखाई देता है।

4.2.2 खिलाने का क्रम और विधि

मिश्रण प्रक्रिया के दौरान, शॉर्ट-कट बेसाल्ट फाइबर इसे रेत और पत्थर जैसे समुच्चय पदार्थों के साथ ही मिलाना चाहिए। रेत और पत्थरों को बिछाते समय फाइबर को उनमें समान रूप से छिड़कने की सलाह दी जाती है। और फिर गीला मिश्रण बनाने के लिए पानी डालें।

फाइबर मिलाने की विधियों को मैन्युअल और स्वचालित फीडिंग में विभाजित किया जा सकता है:

• हाथ से खिलाना: मिक्सर में गर्म एग्रीगेट डालने के बाद, तौले गए बेसाल्ट फाइबर को हाथ से मिलाया जाता है। इस विधि में अत्यधिक श्रम की आवश्यकता होती है। अपेक्षाकृत कम मिश्रण एकरूपता, और फाइबर के एकसमान फैलाव को सुनिश्चित करने के लिए मिश्रण के समय में उचित विस्तार की आवश्यकता होती है।

• स्वचालित भोजन: एक स्वचालित बेसाल्ट फाइबर डोजिंग मशीन का उपयोग स्वचालित मापन और मिक्सर के गर्म एग्रीगेट के साथ एक साथ मिलाने के लिए किया जाता है। फाइबर डोजिंग मशीन आमतौर पर स्वचालित मीटरिंग से सुसज्जित होती है। पूर्व-प्रकीर्णन, और वायवीय परिवहन तंत्र, सुविधाजनक होने के लाभ प्रदान करते हुए, तेज़, और सटीक जोड़। निर्माण की परिस्थितियों के आधार पर उपयुक्त विधि का चयन किया जाना चाहिए।

4.2.3 मंदी समायोजन

फाइबर मिलाने से कंक्रीट मिश्रण की चिपचिपाहट थोड़ी बढ़ जाती है। जिससे मंदी प्रभावित होती है। यदि भूस्खलन निर्माण आवश्यकताओं को पूरा नहीं करता है, समायोजन के लिए अधिमानतः प्लास्टिसाइज़र या जल-अपचायक एजेंट का उपयोग किया जाना चाहिए। पानी की मात्रा बढ़ाने से समस्या का समाधान नहीं होना चाहिए।

4.2.4 निर्माण और उपचार

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

बेसाल्ट फाइबर कंक्रीट के शॉर्ट-कट उपयोग का संक्षिप्त अनुप्रयोग मामला

जिंग-झू एक्सप्रेसवे (अनयांग से शिनजियांग खंड तक) एक राष्ट्रीय मुख्य राजमार्ग है और हेनान प्रांत के एक्सप्रेसवे नेटवर्क का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। इस खंड में तटबंध की उच्च भराई और निम्नभूमि की मिट्टी की खराब गुणवत्ता के कारण, इसके खुलने के तुरंत बाद ही जमीन के नीचे असमान धंसाव और अन्य दोष दिखाई देने लगे। हाल के वर्षों में, यातायात की मात्रा में अचानक वृद्धि और ओवरलोडेड वाहनों की संख्या में वृद्धि के साथ, सड़क के फुटपाथ में बार-बार अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ दरारों जैसी विभिन्न प्रकार की खामियां उत्पन्न हुई हैं। गड्ढे, समझौता, ग्रिड में दरार पड़ना, और मगरमच्छ की दरार। इससे न केवल वाहन चलाने की सुरक्षा को गंभीर खतरा होता है, बल्कि दैनिक रखरखाव में भी काफी कठिनाई आती है। आगे, मूल चार-लेन डिजाइन लंबे समय से परिवहन मांगों को पूरा करने में विफल रहा है। जिसके लिए विस्तार और पुनर्निर्माण की आवश्यकता है।

संक्षिप्त बेसाल्ट फाइबर कंक्रीट इस परियोजना के सबग्रेड फिलिंग में इसका प्रयोग किया गया था। व्यवहारिक अध्ययनों से पता चला है कि इसकी तन्यता शक्ति में 100% से अधिक की वृद्धि हुई है। $30\%$, इसकी थकान प्रतिरोधकता में 100% से अधिक सुधार हुआ। $30\%$, और इसकी खुरचन प्रतिरोधकता में 100% से अधिक की वृद्धि हुई। $300\%$. अनुदैर्ध्य दरारों को रोकने में इसने महत्वपूर्ण प्रभावशीलता दिखाई है। दरार के विस्तार को रोकना, और फुटपाथ की सेवा अवधि को बढ़ाना।

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