ショートカット玄武岩繊維補強コンクリートの性能最適化と工学応用研究

近年では、中国の高速道路工学 工事 急速に発展し、 コンクリート構造技術は大きな進歩を遂げ、 数々の先進的かつ成熟した技術的成果を蓄積してきました。 コンクリート構造設計は、インフラ建設の分野で広く適用されている。 その重要性を実証する。 しかし、 これらの成果に加えて、 の問題 コンクリートのひび割れ ますます顕著になってきています。 ひび割れがあるとコンクリートの性能が損なわれます。 著しく減少した 抗張力、 これがコンクリートの脆性破壊の主な原因です。 ショートカットの玄武岩繊維、 新しい繊維材料として、 独特の機械的特性により優れたコンクリート補強材となっている。 優れた安定性、 高い費用対効果も実現します。この記事では、ショートカットの特徴に焦点を当てます。 玄武岩繊維 コンクリートの補強と強化における実際の応用を検討します。

2. ショートカット玄武岩繊維の特性

2.1 定義

玄武岩繊維 連続した玄武岩繊維を通常1000nm未満の長さに切断して加工される無機鉱物繊維である。 $50\text{んん}$。 コンクリート内に均一に分散できます。 その用途に応じて、 主に次のように分類できます。 コンクリート用ひび割れ防止繊維（$\text{ボーイフレンド}$）、 コンクリート用強靭化・強化繊維（$\text{BZ}$）、 モルタル用ひび割れ防止繊維（$\text{BSF}$）、 とりわけ。

2.2 パフォーマンス ショートカット玄武岩繊維

ショートカット 玄武岩繊維 優れた特性を有する 高強度 そして 高弾性率。 その引張強度は $1050\text{-}1250\text{MPa}$、 そしてその弾性率は $34\text{GPa}$。 その 耐高温性 傑出している、 広い温度範囲で連続的に動作することができるため、 −269∘C に 650∘C。 高い 耐食性 そして 化学的安定性 酸などの腐食性媒体では、 アルカリ、 そして塩。 特に飽和アルカリ溶液やセメントのようなアルカリ性媒体では、 単繊維の破壊強度保持率は $75\%$、 アルカリ腐食に対する優れた耐性を示します。 ショートカットの玄武岩繊維 もっている 良好な互換性 無機バインダーを使用 吸湿率が低い $1\%$、 吸湿性は時間が経っても変化しません。 これは材料の安定性が優れていることを証明しています。 長寿命、 使用時の環境適合性も考慮されています。 さらに、 この繊維は断熱性などの優れた特性も備えており、 高温濾過、 放射線耐性、 および電波送信機能。 そのパフォーマンス指標は表1に示されています。

3. コンクリートにおけるショートカット玄武岩繊維の応用分析

ショートカット玄武岩繊維強化コンクリート 一定量の連続または不連続のショートカット玄武岩繊維を適切な方法でコンクリートに組み込むことが含まれます。 コンクリート本来の圧縮強度の利点を維持しながら、 この方法は、 強靭さ そして 抗張力、 これにより、コンクリートを効果的に補強・強化し、工学構造物の耐用年数を延ばすことができます。

に加えて 玄武岩繊維、 炭素繊維、 ガラス繊維、 アラミド繊維、 その他にもコンクリートの補強材としても使われています。 しかし、 長期にわたる実践により、これらの材料をコンクリートに適用すると特定の問題が生じることがわかっています。 高性能コンクリートに対する市場の需要を満たすことが困難になっています。 ショートカットの玄武岩繊維の出現により、この材料と方法のギャップが埋められました。 コンクリートの強化・補強技術の発展を大きく促進します。 コンクリートの補強と強化におけるその役割は、主に次の側面に反映されます。

1. 効果的な亀裂抑制： 量と表面積の利点により、 ショートカットの玄武岩繊維は、微小亀裂を効果的に抑制することができる。 接続と拡張を妨げます。 その間、 他の合成繊維の欠点を克服し、 低密度など 引張強度が低い、 弾性率が低い。 亀裂が進行する間、簡単には引き裂かれない。 これにより、微小亀裂の発達を著しく抑制し、新たな亀裂の発生を遅らせることができる。 コンクリートの透水性と凍結融解抵抗性の向上にプラスの影響を与えます。

2. 高弾性率と施工の利便性を兼ね備えています。 ショートカット玄武岩繊維は、鋼繊維の高弾性率と高単繊維引張強度と同様の利点を活用して亀裂の拡大を抑制するだけでなく、 スチールファイバーの欠点も効果的に克服し、 例えば、混合中に固まりやすくなったり、ポンプ操作や施工が困難になったりするなどです。

3. 優れた分散性と相溶性： ケイ酸塩系無機繊維として、 ショートカット玄武岩繊維はセメント質材料と自然な適合性を持っています。 密度（約 2.63-2.80g/cm3）はセメントコンクリートやモルタルに近い。 作業性が良好になります。 追加したら、 コンクリート構造物全体に均一に分散します。

4. 優れた耐久性： 表面改質されたショートカット玄武岩繊維は「不活性繊維」の特性を示し、 優れた耐高温性を示し、 腐食、 そして影響。 高温・高腐食環境でも安定性を維持します。 セメントマトリックスの変形抵抗を高めることができます。 したがって、 コンクリート混合の厳しい環境に適応でき、 注ぐ、 設定、 そしてサービスステージ、 大幅に改善 耐久性 コンクリートの。

要約すれば、 ショートカット玄武岩繊維はコンクリートの耐衝撃性を効果的に向上させることができます。 脆さを軽減し、 機械的特性を総合的に向上させます。 具体的には、 コンクリート構造物ではひび割れを抑制する働きがあり、 浸水を防ぐ、 耐久性を高める、 衝撃および引張強度を向上させる 表面品質の向上に役立ちます。

4. ショートカット玄武岩繊維コンクリートの施工方法と注意事項

4.1 建設温度

ショートカット玄武岩繊維コンクリートは、以下の温度で施工する必要があります。 −5∘C そして 25∘C。 温度が高すぎたり低すぎたりすると、混合物が均一にならない可能性があります。

4.2 建設品質管理

ショートカット玄武岩繊維コンクリート工事の品質管理は、原材料の検査に重点を置くべきである。 計測精度、 および混合手順の品質。

4.2.1 配合設計

実際の建設では、 プロジェクトの要件に基づいて、合理的な範囲内でさまざまなショートカット玄武岩繊維の投与量を選択する必要があります。 ショートカット玄武岩繊維自体は他のコンクリート成分や混和剤と化学反応を起こさないため、 その投与量によって、通常は元のコンクリートの配合比率の設計原則が変わることはありません。 建設中、 すべての材料の品質は、建設配合比率と単一配合のバッチ数量に従って厳密に決定する必要があります。 表 2 に、玄武岩繊維強化コンクリートの最適な配合の例を示します。

テストの結果、繊維の配合量を増やしても必ずしもひび割れ耐性が向上するわけではないことが分かりました。 投与量が超過しない場合 1.2kg/m3、 コンクリートの圧縮強度は、繊維の添加量が増加するにつれて、最初は増加するものの、その後減少する（ピーク値を示す）傾向を示します。

4.2.2 給餌順序と方法

混合プロセス中に、 ショートカットの玄武岩繊維 砂や石などの骨材と同時に添加する必要があります。 砂や石を配置する際には、繊維を均一に散布することをお勧めします。 その後、水を加えて湿式混合します。

繊維の添加方法は、手動と自動の供給に分けられます。

• 手動給餌: 熱い骨材をミキサーに入れた後、計量した玄武岩繊維を手動で追加します。 この方法は労働強度が高く、 混合均一性が比較的低い、 均一な繊維分散を確保するためには、混合時間を適切に延長する必要があります。

• 自動給餌: 自動 玄武岩繊維 計量機は、ミキサーの熱い骨材との自動計量と同時添加に使用されます。 繊維計量機には通常、自動計量装置が装備されており、 事前分散、 空気輸送機構 便利さ、 速い、 正確な加算。 施工条件に応じて適切な方法を選択する必要があります。

4.2.3 スランプ調整

繊維を加えるとコンクリート混合物の粘度がわずかに上昇し、 それが不況に影響する。 スランプが建設要件を満たさない場合、 調整には可塑剤や減水剤を優先的に使用してください。 この問題は水分量を増やすだけでは解決しないはずです。

4.2.4 成形と硬化

短繊維玄武岩を混合したコンクリートの成形には特別な要件はない。 ただし、十分な振動と締固めを確保する必要があります。 養生条件は通常のコンクリートと同様です。

ショートカット玄武岩繊維コンクリートの簡単な適用事例

京珠高速道路（安陽から新郷まで）は、国家幹線道路であり、河南省の高速道路網の重要な一部です。 この区間は盛土量が高く、路盤土質が悪いため、 開通後すぐに路盤の不同沈下などの不具合が出現した。 近年では、 交通量の急増と過積載車両の増加により、 舗装は縦方向や横方向のひび割れなど、さまざまな欠陥を繰り返し抱えてきた。 道路の穴、 決済、 グリッドクラック、 そしてワニ口割り。 これは運転の安全性を深刻に脅かすだけでなく、日常のメンテナンスにも大きな困難をもたらします。 さらに、 当初の4車線設計は長い間交通需要を満たすことができなかった。 拡張と再建が必要になります。

ショートカット玄武岩繊維コンクリート このプロジェクトの路盤充填に使用されました。 実際の実験では、引張強度が100%以上向上した。 $30\%$、 疲労耐性が100%向上 $30\%$、 わだち掘れ耐性が100%以上向上 $300\%$。 縦方向の亀裂を防ぐのに顕著な効果を示した。 亀裂の拡大を抑制する、 舗装の耐用年数を延ばします。

独自の機械的特性により、 優れた安定性、 高い費用対効果、 ショートカットの玄武岩繊維は、効率的なコンクリート補強材となっています。 ショートカット玄武岩繊維コンクリートの応用展望は非常に広範囲です。 エンジニアリング性能の向上と耐用年数の延長という大きな利点は、経済的にも社会的にも大きな利益をもたらすことが期待されます。 今後、土木分野における重要な建設資材として位置づけられる。