Կարճ կտրվածքով բազալտե մանրաթելային ամրացված բետոնի կատարողականի օպտիմալացում և ճարտարագիտական ​​կիրառման հետազոտություն

Վերջին տարիներին,Չինաստանի ճանապարհային ճարտարագիտությունը Շինարարություն արագ զարգացել է, և բետոնե կառուցվածքների տեխնոլոգիան զգալի առաջընթաց է գրանցել, կուտակելով բազմաթիվ առաջադեմ և հասուն տեխնիկական նվաճումներ։ Բետոնե կառուցվածքների նախագծումը լայնորեն կիրառվել է ենթակառուցվածքների շինարարության ոլորտում, ցույց տալով դրա կարևորությունը։ Սակայն, այս նվաճումների հետ մեկտեղ, խնդիրը բետոնի ճաքեր գնալով ավելի ակնառու է դառնում։ ճաքերի առկայությունը խաթարում է բետոնի աշխատանքը, զգալիորեն նվազեցնելով դրա ձգման ամրություն, ինչը բետոնի փխրունության հիմնական պատճառն է։ Կարճ կտրված բազալտե մանրաթել, որպես նորարարական մանրաթելային նյութ, դարձել է գերազանց բետոնի ամրանային նյութ՝ իր յուրահատուկ մեխանիկական հատկությունների շնորհիվ, լավ կայունություն, և բարձր ծախսարդյունավետություն։Այս հոդվածը կանդրադառնա կարճ ճանապարհների առանձնահատկություններին Բազալտե մանրաթել և ուսումնասիրել դրա գործնական կիրառումը բետոնի ամրացման և ամրացման մեջ։

2. Կարճ կտրվածքով բազալտե մանրաթելի հատկությունները

2.1 Սահմանում

բազալտե մանրաթել անօրգանական հանքային մանրաթել է, որը մշակվում է անընդհատ բազալտե մանրաթելը կտրելով սովորաբար ավելի փոքր երկարությունների $50\text{մմ}$. Այն կարող է հավասարաչափ բաշխվել բետոնի մեջ։ Իր դիմումի համաձայն՝ այն հիմնականում կարելի է դասակարգել հետևյալի՝ հակաճաքային մանրաթել բետոնի համար ($\text{ԲՖ}$), բետոնի համար մանրաթելերի ամրացում և ամրացում ($\text{ԲԶ}$), և հակաճաքային մանրաթել՝ շաղախի համար ($\text{ԲՍՖ}$), ի թիվս այլոց։

2.2 Կատարողականություն Կարճ կտրվածքով բազալտե մանրաթել

Կարճ ճանապարհ բազալտե մանրաթել տիրապետում է գերազանց հատկությունների բարձր ամրություն և բարձր մոդուլ. Դրա ձգման ամրությունը կարող է հասնել $1050\text{-}1250\text{ՄՊա}$, և դրա առաձգականության մոդուլը ոչ պակաս է, քան $34\text{ՄՊԱ}$. Դրա բարձր ջերմաստիճանի դիմադրություն ակնառու է, թույլ է տալիս անընդհատ աշխատել լայն ջերմաստիճանային միջակայքում, −269∘Գ դեպի 650∘Գ. Այն բարձր է դրսևորվում կոռոզիայի դիմադրություն և քիմիական կայունություն կոռոզիոն միջավայրերում, ինչպիսիք են թթուները, ալկալիներ, և աղեր։ Մասնավորապես՝ ալկալային միջավայրերում, ինչպիսիք են հագեցած ալկալային լուծույթը և ցեմենտը, դրա միաթելային կոտրվածքի ամրության պահպանման արագությունը մեծ է, քան $75\%$, ցուցադրելով ալկալային կոռոզիայի նկատմամբ գերազանց դիմադրություն։ Կարճ կտրված բազալտե մանրաթել ունի լավ համատեղելիություն անօրգանական կապակցանյութերով, խոնավության կլանման մակարդակը ցածր է, քան $1\%$, և դրա հիգրոսկոպիկությունը ժամանակի ընթացքում չի փոխվում։ Սա վկայում է դրա լավ նյութական կայունության մասին, երկար կյանքի տևողություն, և շրջակա միջավայրի համատեղելիությունը օգտագործման ընթացքում։ Ավելին, այս մանրաթելն ունի նաև գերազանց հատկություններ, ինչպիսիք են ջերմամեկուսացումը, բարձր ջերմաստիճանի ֆիլտրացիա, ճառագայթային դիմադրություն, և ալիք փոխանցելու ունակությունը։ Դրա կատարողականի ցուցանիշները ներկայացված են աղյուսակ 1-ում։

3. Կարճ կտրվածքով բազալտե մանրաթելի կիրառման վերլուծությունը բետոնում

Կարճ կտրվածքով բազալտե մանրաթելային ամրացված բետոն ենթադրում է որոշակի քանակությամբ անընդհատ կամ ընդհատ կարճ կտրված բազալտե մանրաթելի համապատասխան ձևով ներառումը բետոնի մեջ։ Պահպանելով բետոնի սեղմման ամրության սկզբնական առավելությունը, այս մեթոդը կարող է զգալիորեն բարելավել դրա ամրություն և ձգման ամրություն, այդպիսով արդյունավետորեն ամրացնելով և ամրացնելով բետոնը և երկարացնելով ինժեներական կառուցվածքի ծառայության ժամկետը։

Բացի բազալտե մանրաթել, ածխածնային մանրաթել, ապակե մանրաթել, արամիդային մանրաթել, և ուրիշներ նույնպես օգտագործվել են որպես բետոնի ամրացնող նյութեր։ Սակայն, Երկարատև պրակտիկան ցույց է տալիս, որ այս նյութերը որոշակի խնդիրներ են առաջացնում բետոնի վրա կիրառվելիս, ինչը դժվարացնում է բարձր արդյունավետության բետոնի շուկայական պահանջարկի բավարարումը։ Կարճ կտրված բազալտե մանրաթելի ի հայտ գալը լրացնում է նյութերի և մեթոդների այս բացը, մեծապես նպաստելով բետոնի ամրացման և ամրացման տեխնոլոգիայի զարգացմանը։ Դրա դերը բետոնի ամրացման և ամրացման մեջ հիմնականում արտացոլվում է հետևյալ ասպեկտներում.

1. Արդյունավետ ճաքերի կանխարգելում. Իր քանակի և մակերեսի առավելությունների շնորհիվ՝ կարճ կտրված բազալտե մանրաթելը կարող է արդյունավետորեն զսպել միկրոճաքերը, խոչընդոտելով դրանց կապը և ընդլայնումը։ Մինչդեռ, այն հաղթահարում է այլ սինթետիկ մանրաթելերի թերությունները, ինչպիսիք են ցածր խտությունը, ցածր ձգման ամրություն, և ցածր առաձգականության մոդուլ։ Այն հեշտությամբ չի քանդվում ճաքերի տարածման ընթացքում, որը կարող է զգալիորեն կանխել միկրոճաքերի զարգացումը և հետաձգել նոր ճաքերի առաջացումը, դրականորեն ազդելով բետոնի թափանցելիության և սառեցման-հալեցման դիմադրության բարելավման վրա։

2. Համատեղում է բարձր մոդուլը շինարարության հարմարավետության հետ։ Կարճ կտրված բազալտե մանրաթելը ոչ միայն օգտագործում է պողպատե մանրաթելի բարձր մոդուլի և բարձր միաթելային ձգման ամրության նման առավելությունները՝ ճաքերի լայնացումը կանխելու համար, բայց նաև արդյունավետորեն հաղթահարում է պողպատե մանրաթելի թերությունները, ինչպիսիք են խառնելու ընթացքում հեշտ կպչելը և պոմպի ու կառուցման դժվարությունը։

3. Լավ ցրվածություն և համատեղելիություն. Որպես սիլիկատային հիմքով անօրգանական մանրաթել, Կարճ կտրված բազալտե մանրաթելը բնական համատեղելիություն ունի ցեմենտային նյութերի հետ։ Դրա խտությունը (մոտավորապես) 2.63-2.80գ/սմ3) մոտ է ցեմենտ-բետոնի և շաղախի չափին, ինչը հանգեցնում է լավ աշխատունակության։ Ավելացվելուց հետո, այն կարող է հավասարաչափ բաշխվել բետոնե կառուցվածքի ամբողջ մակերեսին։

4. Գերազանց դիմացկունություն. Մակերեսային փոփոխությամբ կարճ կտրված բազալտե մանրաթելը ցուցաբերում է «իներտ մանրաթելի» բնութագրեր, ցուցաբերում է բարձր ջերմաստիճանների նկատմամբ բացառիկ դիմադրություն, կոռոզիա, և ազդեցություն։ Պահպանում է կայունությունը նույնիսկ բարձր ջերմաստիճաններում և խիստ կոռոզիոն միջավայրերում, և դա կարող է բարձրացնել ցեմենտային մատրիցի դեֆորմացիայի դիմադրությունը։ Հետևաբար, այն կարող է հարմարվել բետոնի խառնման խիստ միջավայրերին, թափելով, կարգավորում, և սպասարկման փուլերը, զգալիորեն բարելավելով դիմացկունություն բետոնի

Ամփոփելով՝ կարճ կտրված բազալտե մանրաթելը կարող է արդյունավետորեն բարելավել բետոնի հարվածային դիմադրությունը, նվազեցնել դրա փխրունությունը, և համապարփակ կերպով բարելավել դրա մեխանիկական հատկությունները։ Մասնավորապես, Այն գործում է բետոնե կառուցվածքներում՝ կանխելով ճաքերի առաջացումը, կանխել արտահոսքը, բարձրացնել դիմացկունությունը, բարելավել հարվածային և ձգողականության ունակությունը, և նպաստում են մակերեսի որակի բարելավմանը։

4. Կարճ կտրված բազալտե մանրաթելային բետոնի կառուցման մեթոդներ և նախազգուշական միջոցներ

4.1 Շինարարության ջերմաստիճանը

Կարճ կտրված բազալտե մանրաթելային բետոնը պետք է կառուցվի հետևյալ ջերմաստիճաններում՝ −5∘Գ և 25∘Գ. Չափազանց բարձր կամ չափազանց ցածր ջերմաստիճանները կարող են հանգեցնել խառնուրդի անհավասարաչափության։

4.2 Շինարարության որակի վերահսկողություն

Կարճ կտրվածքով բազալտե մանրաթելային բետոնե կոնստրուկցիաների որակի վերահսկողությունը պետք է կենտրոնանա հումքի ստուգման վրա, չափման ճշգրտությունը, և խառնման գործընթացի որակը։

4.2.1 Խառնուրդի համամասնության նախագծում

Իրական շինարարության մեջ, Նախագծի պահանջներից ելնելով՝ պետք է ընտրվեն կարճ կտրվածքով բազալտե մանրաթելերի տարբեր դեղաչափեր՝ ողջամիտ սահմաններում։ Քանի որ կարճ կտրված բազալտե մանրաթելն ինքնին քիմիապես չի փոխազդում բետոնի այլ բաղադրիչների կամ խառնուրդների հետ, դրա դեղաչափը սովորաբար չի փոխում բետոնի խառնուրդի սկզբնական համամասնությունների նախագծման սկզբունքները։ Շինարարության ընթացքում, Բոլոր նյութերի որակը պետք է խստորեն որոշվի շինարարական խառնուրդի համամասնությամբ և մեկ խառնուրդի խմբաքանակի քանակով։ Աղյուսակ 2-ում ներկայացված է բազալտե մանրաթելային ամրանավորված բետոնի օպտիմալ խառնուրդի համամասնության օրինակ։

Փորձարկումները ցույց են տվել, որ մանրաթելի ավելի բարձր դեղաչափը պարտադիր չէ, որ հանգեցնի ճաքերի նկատմամբ ավելի լավ դիմադրության։ Երբ դեղաչափը չի գերազանցում 1.2կգ/մ3, Բետոնի սեղմման ամրությունը ցույց է տալիս սկզբնական աճի միտում, որին հաջորդում է նվազման (գագաթնակետային արժեքի հասնելը)՝ մանրաթելի դեղաչափի աճին զուգընթաց։

4.2.2 Կերակրման հաջորդականություն և մեթոդ

Խառնման գործընթացի ընթացքում, կարճ կտրված բազալտե մանրաթել պետք է ավելացվի միաժամանակ ավազի և քարի նման ագրեգատների հետ։ Խորհուրդ է տրվում մանրաթելը հավասարաչափ ցանել ավազի և քարի մեջ՝ տեղադրման ընթացքում, ապա ավելացրեք ջուր՝ թաց խառնման համար։

Մանրաթելերի ավելացման մեթոդները կարելի է բաժանել ձեռքով և ավտոմատ սնուցման՝

• Ձեռքով կերակրում. Կշռված բազալտե մանրաթելը ձեռքով ավելացվում է տաք ագրեգատը խառնիչի մեջ տեղադրելուց հետո։ Այս մեթոդը ներառում է բարձր աշխատանքային ինտենսիվություն, համեմատաբար ցածր խառնման միատարրություն, և պահանջում է խառնման ժամանակի համապատասխան երկարացում՝ մանրաթելերի միատարր ցրումն ապահովելու համար։

• Ավտոմատ սնուցում. Ավտոմատ բազալտե մանրաթել Դոզավորիչ մեքենան օգտագործվում է ավտոմատ չափման և խառնիչի տաք ագրեգատի հետ միաժամանակյա ավելացման համար։ Մանրաթելային չափիչ մեքենան սովորաբար հագեցած է ավտոմատ չափիչով, նախնական ցրում, և պնևմատիկ փոխադրման մեխանիզմներ, առաջարկելով հարմարավետության առավելությունները, արագ, և ճշգրիտ գումարում։ Շինարարության պայմաններից ելնելով՝ պետք է ընտրել համապատասխան մեթոդը։

4.2.3 անկման կարգավորում

Մանրաթելի ավելացումը փոքր-ինչ մեծացնում է բետոնի խառնուրդի մածուցիկությունը, ինչը ազդում է անկման վրա։ Եթե ​​​​փուլը չի ​​համապատասխանում շինարարության պահանջներին, Կարգավորման համար նախապատվությունը տրվում է պլաստիկացնող կամ ջուրը նվազեցնող նյութի օգտագործմանը։ Խնդիրը չպետք է լուծվի ջրի պարունակությունը բարձրացնելով։

4.2.4 Ձևավորում և կարծրացում

Կարճ կտրված բազալտե մանրաթելով խառնված բետոնի ձևավորման համար հատուկ պահանջներ չկան, սակայն պետք է ապահովվի բավարար թրթռում և խտացում։ Դրա չորացման պահանջները նույնն են, ինչ սովորական բետոնի դեպքում։

Կարճ կտրվածքով բազալտե մանրաթելային բետոնի համառոտ կիրառման դեպք

Ցզին-Չժու արագընթաց մայրուղին (Անյանից մինչև Սինսյան հատված) ազգային մայրուղի է և Հենան նահանգի արագընթաց մայրուղիների ցանցի կարևորագույն մասը։ Այս հատվածում ամբարտակի բարձր լցման և հողի ցածր որակի պատճառով, բացումից անմիջապես հետո ի հայտ եկան հիմքի անհավասար նստվածք և այլ թերություններ։ Վերջին տարիներին, երթևեկության ծավալի աճի և գերբեռնված տրանսպորտային միջոցների թվի աճի հետ մեկտեղ, մայթը բազմիցս տառապել է տարբեր թերություններից, ինչպիսիք են երկայնական և լայնակի ճաքերը, փոսեր, կարգավորում, ցանցի ճաքեր, և ալիգատորի ճաքճքումը։ Սա ոչ միայն լրջորեն սպառնում է վարորդական անվտանգությանը, այլև մեծ դժվարություններ է ստեղծում ամենօրյա սպասարկման համար։ Ավելին, սկզբնական չորս գոտիանոց նախագիծը վաղուց չի բավարարել տրանսպորտային պահանջները, ընդլայնման և վերակառուցման անհրաժեշտություն։

Կարճ կտրված բազալտե մանրաթելային բետոն կիրառվել է այս նախագծի հիմքի լցոնման մեջ։ Պրակտիկան ցույց է տվել, որ դրա ձգման ամրությունը մեծացել է ավելի քան $30\%$, նրա հոգնածության դիմադրությունը բարելավվել է ավելի քան $30\%$, և դրա ակոսման դիմադրությունը մեծացել է ավելի քան $300\%$. Այն ցույց է տվել զգալի արդյունավետություն երկայնական ճաքերի կանխարգելման գործում, ճաքերի ընդլայնման կանխարգելում, և երկարացնելով մայթեզրի ծառայության ժամկետը։

Իր յուրահատուկ մեխանիկական հատկությունների շնորհիվ, գերազանց կայունություն, և բարձր ծախսարդյունավետություն, Կարճ կտրված բազալտե մանրաթելը դարձել է արդյունավետ բետոնի ամրանավորման նյութ։ Կարճ կտրված բազալտե մանրաթելային բետոնի կիրառման հեռանկարները չափազանց լայն են: Ակնկալվում է, որ դրա զգալի առավելությունները ինժեներական կատարողականի բարելավման և ծառայության ժամկետի երկարացման գործում կբերեն լավ տնտեսական և սոցիալական օգուտներ, դիրքավորելով այն որպես կարևոր շինանյութ քաղաքացիական ճարտարագիտության ոլորտում ապագայում։