Afkastahagræðing og verkfræðilegar rannsóknir á styttri basalttrefjastyrktri steypu

Á undanförnum árum,Vegagerðarverkfræði í Kína Byggingarframkvæmdir hefur þróast hratt, og tækni í steinsteypubyggingum hefur náð miklum framförum, safnað fjölmörgum háþróuðum og þroskuðum tæknilegum afrekum. Hönnun steypuvirkja hefur verið mikið notuð á sviði innviðauppbyggingar, sýna fram á mikilvægi þess. Hins vegar, ásamt þessum árangri, vandamálið með sprungur í steypu er að verða sífellt áberandi. Sprungur í steypu hafa áhrif á virkni hennar, verulega að draga úr því togstyrkur, sem er aðalástæðan fyrir brothættu biluninni sem steypa sýnir. Stuttskorin basaltþráður, sem nýtt trefjaefni, hefur orðið framúrskarandi styrkingarefni fyrir steypu vegna einstakra vélrænna eiginleika þess, góð stöðugleiki, og mikil hagkvæmni.Þessi grein fjallar um einkenni skammhlaupa Basalt trefjar og kanna hagnýta notkun þess í steypustyrkingu og styrkingu.

2. Eiginleikar skammskorinna basaltþráða

2.1 Skilgreining

basaltþráður er ólífræn steinefnaþráður sem er unnin með því að skera samfellda basaltþráða í lengdir sem eru yfirleitt styttri en $50\text{mm}$. Það er hægt að dreifa því jafnt í steypunni. Samkvæmt umsókn þess, það má aðallega flokka í: sprunguvarnarefni fyrir steypu ($\text{Bästa vinur}$), herðingar- og styrkingarþráður fyrir steypu ($\text{BZ}$), og sprunguvarnarefni fyrir múrstein ($\text{BSF}$), meðal annarra.

2.2 Afköst Stuttskorinn basalttrefjar

Styttri leið basaltþráður hefur framúrskarandi eiginleika mikill styrkur og hár stuðull. Togstyrkur þess getur náð $1050\text{-}1250\text{MPa}$, og teygjanleikastuðull þess er ekki minni en $34\text{GPa}$. Það er háhitaþol er framúrskarandi, sem gerir það kleift að vinna stöðugt innan breitt hitastigsbils −26 ára9∘C til 650∘C. Það sýnir fram á hátt tæringarþol og efnafræðilegur stöðugleiki í ætandi miðlum eins og sýrum, basar, og sölt. Sérstaklega í basískum miðlum eins og mettaðri basískri lausn og sementi, Brotstyrkur þess í einum þræði er meiri en $75\%$, sýnir framúrskarandi mótstöðu gegn basískri tæringu. Stuttskorin basaltþráður hefur góð samhæfni með ólífrænum bindiefnum, rakaupptökuhraði lægri en $1\%$, og rakadrægni þess breytist ekki með tímanum. Þetta sannar góðan efnisstöðugleika þess, langur líftími, og umhverfissamrýmanleika við notkun. Ennfremur, Þessi trefja hefur einnig framúrskarandi eiginleika eins og einangrun, síun við háan hita, geislunarþol, og bylgjusendingargetu. Afkastavísitölur þess eru sýndar í töflu 1.

3. Greining á notkun skammskorinna basaltþráða í steinsteypu

Stuttskorin basalt trefjastyrkt steypa felur í sér að fella ákveðið magn af samfelldum eða ósamfelldum stuttskornum basaltþráðum inn í steypuna á viðeigandi hátt. Þó að upprunalegi kosturinn við þrýstiþol steypunnar sé varðveittur, þessi aðferð getur bætt verulega seigja og togstyrkur, þannig að styrkja og styrkja steypuna á áhrifaríkan hátt og lengja líftíma verkfræðimannvirkisins.

Auk þess að basaltþráður, kolefnisþráður, glerþráður, aramíð trefjar, og önnur hafa einnig verið notuð sem styrkingarefni í steinsteypu. Hins vegar, Langtíma reynsla sýnir að þessi efni valda ákveðnum vandamálum þegar þau eru notuð á steypu, sem gerir það erfitt að mæta eftirspurn markaðarins eftir háafkastamiklum steypu. Tilkoma styttri basaltþráða fyllir þetta skarð í efnum og aðferðum, að efla mjög þróun tækni í styrkingu og steypujárnsfestingu. Hlutverk þess í steypustyrkingu og styrkingu endurspeglast aðallega í eftirfarandi þáttum:

1. Árangursrík sprunguhömlun: Vegna kosta þess hvað varðar magn og yfirborðsflatarmál, Stuttskorin basaltþráður getur á áhrifaríkan hátt haldið aftur af örsprungum, koma í veg fyrir tengingu þeirra og útbreiðslu. Á meðan, það vinnur bug á ókostum annarra tilbúnum trefjum, eins og lágur þéttleiki, lágur togstyrkur, og lágt teygjanleikastuðull. Það er ekki auðvelt að rífa það í sundur við sprungumyndun, sem getur hamlað verulega þróun örsprungna og seinkað myndun nýrra sprungna, sem hefur jákvæð áhrif á bætta gegndræpi og frostþol steypu.

2. Sameinar háan styrkleika og þægindi við smíði: Stuttskorin basaltþráður nýtir sér ekki aðeins svipaða kosti og háan teygjustyrk stálþráða og mikinn togstyrk einstakra þráða til að hindra sprunguþenslu, en vinnur einnig á áhrifaríkan hátt gegn ókostum stálþráða, eins og auðvelda kekkjun við blöndun og erfiðleikar við dælingu og smíði.

3. Góð dreifinleiki og eindrægni: Sem ólífræn trefja úr kísilötum, Stuttskorin basaltþráður hefur náttúrulega samhæfni við sementsbundin efni. Þéttleiki þess (u.þ.b. 2,63-2,80g/cm3) er svipað og sementsteypa og múrsteinn, sem leiðir til góðrar vinnufærni. Þegar bætt hefur verið við, það getur dreift jafnt um alla steypubygginguna.

4. Frábær endingartími: Yfirborðsbreyttar stuttskornar basaltþræðir sýna eiginleika „óvirkra trefja“, sem sýnir framúrskarandi þol gegn háum hita, tæringu, og áhrif. Það viðheldur stöðugleika jafnvel í umhverfi með miklum hita og miklu tæringargildi, og það getur aukið aflögunarþol sementsgrunnsins. Þess vegna, það getur aðlagað sig að erfiðu umhverfi steypublöndunar, hella, stilling, og þjónustustig, að bæta verulega endingu af steypunni.

Í stuttu máli, Stuttskorin basaltþráður getur á áhrifaríkan hátt bætt höggþol steypu, draga úr brothættni þess, og auka vélræna eiginleika þess til muna. Nánar tiltekið, það virkar í steinsteypuvirkjum til að koma í veg fyrir sprungur, koma í veg fyrir leka, auka endingu, bæta högg- og togþol, og hjálpa til við að bæta gæði yfirborðsins.

4. Byggingaraðferðir og varúðarráðstafanir fyrir stuttskorna basalttrefjasteypu

4.1 Byggingarhitastig

Stuttskorin basalttrefjasteypa ætti að vera smíðuð við hitastig á bilinu −5∘C og 25∘C. Of hátt eða of lágt hitastig getur leitt til ójöfnu blöndunnar.

4.2 Gæðaeftirlit með byggingum

Gæðaeftirlit fyrir styttri basalttrefjasteypubyggingu ætti að einbeita sér að skoðun á hráefni, mælingarnákvæmni, og gæði blöndunarferlisins.

4.2.1 Hönnun blandaðra hlutfalla

Í raunverulegri byggingu, Velja ætti mismunandi skammta af basalttrefjum innan hæfilegs marka út frá kröfum verkefnisins. Þar sem stuttskorin basaltþráður hvarfast ekki efnafræðilega við önnur steypuefni eða íbönd, Skammtur þess breytir venjulega ekki upprunalegum hönnunarreglum um hlutföll steypublöndunnar. Á meðan framkvæmdum stendur, Gæði allra efna verða að vera nákvæmlega ákvörðuð í samræmi við hlutföll byggingarblöndunnar og lotumagn fyrir eina blöndu. Tafla 2 sýnir dæmi um bestu blönduhlutfallið fyrir basalttrefjastyrktan steinsteypu.

Prófanir hafa sýnt að hærri skammtur af trefjum leiðir ekki endilega til betri sprunguþols. Þegar skammturinn fer ekki yfir 1.2kg/m²3, Þrýstistyrkur steypunnar sýnir upphaflega aukningu og síðan lækkun (sýnir hámarksgildi) eftir því sem trefjaskammturinn eykst.

4.2.2 Fóðrunarröð og aðferð

Meðan á blöndunarferlinu stendur, stuttskorinn basaltþráður ætti að bæta við samtímis möl eins og sandi og steini. Mælt er með að dreifa trefjunum jafnt ofan í sandinn og steininn við útsetningu þeirra, og bætið síðan vatni út í fyrir blautblöndun.

Aðferðir til að bæta trefjum við má skipta í handvirka og sjálfvirka fóðrun:

• Handvirk fóðrun: Vigtað basalttrefjarnar eru bættar handvirkt við eftir að heita mölurinn hefur verið settur í hrærivélina. Þessi aðferð felur í sér mikla vinnuaflsþörf, tiltölulega lægri blöndunarjöfnuleiki, og krefst viðeigandi framlengingar á blöndunartíma til að tryggja jafna dreifingu trefja.

• Sjálfvirk fóðrun: Sjálfvirkur basaltþráður Skömmtunarvélin er notuð til sjálfvirkrar mælingar og samtímis viðbót við heitt efni úr blandaranum. Trefjaskammtavélin er venjulega búin sjálfvirkri mælingu, fordreifing, og loftknúnir flutningskerfi, býður upp á kosti þægilegs, hratt, og nákvæma viðbót. Velja skal viðeigandi aðferð út frá byggingarskilyrðum.

4.2.3 Aðlögun halla

Viðbót trefja eykur seigju steypublöndunnar lítillega, sem hefur áhrif á hnignunina. Ef lægðin uppfyllir ekki byggingarkröfur, Helst ætti að nota mýkiefni eða vatnsleysandi efni til aðlögunar. Vandamálið ætti ekki að leysast með því að auka vatnsinnihaldið.

4.2.4 Mótun og herðing

Engar sérstakar kröfur eru til staðar varðandi mótun steypu blandaðrar með stuttskornum basalttrefjum, en tryggja verður nægilegan titring og þjöppun. Herðingarkröfur þess eru þær sömu og fyrir venjulega steypu.

Stutt notkunartilvik fyrir skammskorna basalttrefjasteypu

Jing-Zhu hraðbrautin (hlutinn frá Anyang til Xinxiang) er þjóðvegur og mikilvægur hluti af hraðbrautakerfi Henan-héraðs. Vegna mikillar fyllingar í bakka og lélegra jarðvegsgæða á þessum kafla, Ójöfn sig undir jarðvegi og aðrir gallar komu fram skömmu eftir opnun þess. Á undanförnum árum, með aukinni umferð og aukningu á ofhlaðnum ökutækjum, Gangstéttin hefur ítrekað þjáðst af ýmsum göllum eins og langsum og þversum sprungum, holur í veginum, uppgjör, sprungur í rist, og sprungur í krókódílnum. Þetta ógnar ekki aðeins akstursöryggi alvarlega heldur veldur einnig miklum erfiðleikum við daglegt viðhald. Ennfremur, Upprunalega fjögurra akreina hönnunin hefur lengi ekki uppfyllt kröfur um samgöngur, sem krefst stækkunar og endurbyggingar.

Stuttskorin basalt trefjasteypa var notað í undirliggjandi fyllingu í þessu verkefni. Reynslan hefur sýnt að togstyrkur þess jókst um meira en $30\%$, þreytuþol þess batnaði um meira en $30\%$, og hjólförunarþol þess jókst um rúmlega $300\%$. Það hefur sýnt fram á verulega virkni við að koma í veg fyrir langsum sprungur, hindrar útbreiðslu sprungna, og lengir endingartíma gangstéttarinnar.

Með einstökum vélrænum eiginleikum sínum, framúrskarandi stöðugleiki, og mikil hagkvæmni, Stuttskorin basaltþráður hefur orðið skilvirkt steypustyrkingarefni. Notkunarmöguleikar fyrir skammskorna basalttrefjasteypu eru afar breiðir. Gert er ráð fyrir að veruleg ávinningur þess við að auka verkfræðilega afköst og lengja líftíma muni skila góðum efnahagslegum og félagslegum ávinningi, að staðsetja það sem mikilvægt byggingarefni í byggingarverkfræði í framtíðinni.