단축형 현무암 섬유 강화 콘크리트의 성능 최적화 및 엔지니어링 응용 연구

최근 몇 년 동안,중국의 고속도로 공학 건설 빠르게 발전해 왔습니다. 콘크리트 구조 기술은 상당한 발전을 이루었습니다. 수많은 선진적이고 성숙한 기술적 성과를 축적해 왔습니다. 콘크리트 구조 설계는 사회기반시설 건설 분야에 널리 적용되어 왔다. 그것의 중요성을 입증하는 것입니다. 하지만, 이러한 성과들과 더불어, 문제 콘크리트 균열 점점 더 두드러지고 있습니다. 균열이 존재하면 콘크리트의 성능이 저하됩니다. 특히 감소시키는 인장 강도, 이는 콘크리트가 보이는 취성 파괴의 주요 원인입니다. 단축형 현무암 섬유, 새로운 섬유 소재로서, 독특한 기계적 특성 덕분에 우수한 콘크리트 보강재로 자리 잡았습니다. 우수한 안정성, 또한 비용 효율성이 높습니다.이 글에서는 지름길의 특징에 대해 집중적으로 살펴보겠습니다. 현무암 섬유 또한 콘크리트 보강 및 강화에 있어서의 실제 적용 사례를 살펴봅니다.

2. 단파 현무암 섬유의 특성

2.1 정의

현무암 섬유 무기 광물 섬유인 이 섬유는 연속적인 현무암 섬유를 일반적으로 100nm 미만의 길이로 절단하여 가공한 것입니다. $50\text{mm}$. 콘크리트 내부에 균일하게 분산될 수 있습니다. 신청서에 따르면, 크게 다음과 같이 분류할 수 있습니다: 콘크리트용 균열 방지 섬유 ($\text{비프}$), 콘크리트용 강화 및 강도 향상 섬유 ($\text{비지}$), 그리고 모르타르용 균열 방지 섬유 ($\text{BSF}$), 그 외에도 여러 가지가 있습니다.

2.2 성능 단축형 현무암 섬유

지름길 현무암 섬유 뛰어난 특성을 지니고 있다 고강도 그리고 고탄성률. 인장 강도는 다음과 같은 수준에 도달할 수 있습니다. $1050\text{-}1250\text{MPa}$, 그리고 그 탄성 계수는 ​​다음과 같습니다. $34\text{그페이}$. 그것은 고온 저항성 탁월합니다. 이를 통해 넓은 온도 범위 내에서 지속적으로 작동할 수 있습니다. −269∘기음 에게 650∘기음. 높은 수준을 나타냅니다. 부식 저항성 그리고 화학적 안정성 산과 같은 부식성 매체에서, 알칼리, 그리고 소금. 특히 포화 알칼리 용액이나 시멘트와 같은 알칼리성 환경에서, 단일 필라멘트 파괴 강도 유지율이 더 높습니다. $75\%$, 알칼리 부식에 대한 탁월한 저항성을 보여줍니다. 단축형 현무암 섬유 가지다 호환성이 좋음 무기 결합제를 사용하여, 수분 흡수율이 더 낮음 $1\%$, 또한, 그것의 흡습성은 시간이 지나도 변하지 않습니다. 이는 해당 물질의 우수한 안정성을 입증합니다. 긴 수명, 또한 사용 중 환경과의 호환성도 중요합니다. 뿐만 아니라, 이 섬유는 절연성 등 뛰어난 특성도 가지고 있습니다. 고온 여과, 방사선 저항성, 그리고 파동 전송 기능. 성능 지표는 표 1에 나와 있습니다.

3. 콘크리트에 단절 현무암 섬유를 적용한 사례 분석

단축형 현무암 섬유 강화 콘크리트 이는 적절한 방식으로 일정량의 연속 또는 불연속 단섬유 현무암 섬유를 콘크리트에 혼합하는 것을 포함합니다. 콘크리트 본연의 장점인 압축 강도를 유지하면서, 이 방법은 크게 개선할 수 있습니다. 강인함 그리고 인장 강도, 이를 통해 콘크리트를 효과적으로 보강하고 강화하여 구조물의 수명을 연장할 수 있습니다.

그 외에도 현무암 섬유, 탄소 섬유, 유리 섬유, 아라미드 섬유, 또한 다른 물질들은 콘크리트의 보강재로도 사용되어 왔습니다. 하지만, 장기간의 경험을 통해 이러한 재료들을 콘크리트에 적용할 때 몇 가지 문제점이 나타난다는 것이 밝혀졌습니다. 이로 인해 고성능 콘크리트에 대한 시장 수요를 충족하기 어렵습니다. 단축 가공 방식의 현무암 섬유의 등장은 이러한 재료 및 방법상의 공백을 메워줍니다. 콘크리트 강도 및 보강 기술의 발전을 크게 촉진합니다. 콘크리트 보강 및 강화에 있어서 그 역할은 주로 다음과 같은 측면에서 나타납니다.

1. 효과적인 균열 억제: 수량과 표면적 면에서 유리하기 때문에, 짧게 자른 현무암 섬유는 미세 균열을 효과적으로 억제할 수 있습니다. 그들의 연결과 확장을 막는다. 그 동안에, 이는 다른 합성 섬유의 단점을 극복합니다. 예를 들어 저밀도, 낮은 인장 강도, 그리고 탄성 계수가 낮습니다. 균열이 진행되는 동안 쉽게 분리되지 않습니다. 이는 미세 균열의 발생을 상당히 억제하고 새로운 균열의 생성을 지연시킬 수 있습니다. 콘크리트의 투수성 및 동결-융해 저항성 향상에 긍정적인 영향을 미칩니다.

2. 높은 탄성률과 시공 편의성을 결합했습니다. 단거리 현무암 섬유는 강철 섬유와 유사한 높은 탄성률 및 높은 단일 필라멘트 인장 강도를 활용하여 균열 확장을 억제할 뿐만 아니라, 뿐만 아니라 강철 섬유의 단점을 효과적으로 극복합니다. 혼합 과정에서 쉽게 덩어리지는 현상, 펌핑 및 시공의 어려움 등이 그 예입니다.

3. 우수한 분산성 및 호환성: 규산염 기반 무기 섬유로서, 짧게 자른 현무암 섬유는 시멘트질 재료와 자연적으로 호환성이 좋습니다. 밀도(대략) 2.63-2.80g/cm3)는 시멘트 콘크리트 및 모르타르의 특성과 유사합니다. 그 결과 우수한 작업성을 갖게 됩니다. 추가되면, 콘크리트 구조물 전체에 고르게 분산될 수 있습니다.

4. 뛰어난 내구성: 표면 개질된 단섬유 현무암 섬유는 "불활성 섬유"의 특성을 나타낸다. 고온에 대한 탁월한 내성을 보여줍니다. 부식, 그리고 그 영향. 고온 및 부식성이 매우 강한 환경에서도 안정성을 유지합니다. 또한 시멘트 매트릭스의 변형 저항성을 향상시킬 수 있습니다. 그러므로, 콘크리트 혼합의 까다로운 환경에 적응할 수 있습니다. 붓는 것, 환경, 및 서비스 단계, 크게 개선하다 내구성 콘크리트의.

요약하자면, 짧게 자른 현무암 섬유는 콘크리트의 충격 저항성을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 취성을 줄인다. 기계적 특성을 종합적으로 향상시킵니다. 구체적으로, 콘크리트 구조물에서 균열을 방지하는 역할을 합니다. 누수를 방지합니다. 내구성을 향상시키다, 충격 및 인장 강도를 향상시킵니다. 또한 표면 품질 개선에 도움이 됩니다.

4. 단축형 현무암 섬유 콘크리트의 시공 방법 및 주의 사항

4.1 시공 온도

단축형 현무암 섬유 콘크리트는 다음 온도 범위에서 시공해야 합니다. −5∘기음 그리고 25∘기음. 온도가 너무 높거나 너무 낮으면 혼합물이 고르지 않게 될 수 있습니다.

4.2 시공 품질 관리

간편 시공을 위한 현무암 섬유 콘크리트의 품질 관리는 원자재 검사에 중점을 두어야 합니다. 계량 정확도, 그리고 혼합 과정의 품질.

4.2.1 배합 비율 설계

실제 건설 과정에서는, 프로젝트 요구사항에 따라 적절한 범위 내에서 다양한 단파 현무암 섬유 투입량을 선택해야 합니다. 단파 현무암 섬유 자체는 다른 콘크리트 구성 요소 또는 혼화제와 화학적으로 반응하지 않기 때문에, 일반적으로 이 첨가제의 투입량은 원래 콘크리트 배합 비율 설계 원칙을 변경하지 않습니다. 건설 중 모든 자재의 품질은 시공 배합 비율과 단일 배합에 대한 배치 수량에 따라 엄격하게 결정되어야 합니다. 표 2는 현무암 섬유 강화 콘크리트의 최적 배합 비율의 예를 보여줍니다.

실험 결과 섬유 함량이 높다고 해서 반드시 균열 저항성이 향상되는 것은 아닌 것으로 나타났습니다. 복용량이 초과하지 않을 경우 1.2kg/m3, 콘크리트의 압축 강도는 섬유 첨가량이 증가함에 따라 초기에는 증가하다가 이후 감소하는 경향을 보인다(최고값을 나타냄).

4.2.2 급여 순서 및 방법

혼합 과정 중에, 단축형 현무암 섬유 모래와 자갈 등의 골재와 동시에 첨가해야 합니다. 모래와 돌을 배치할 때 섬유질을 고르게 뿌리는 것이 좋습니다. 그런 다음 물을 넣어 습식 혼합을 합니다.

섬유소 첨가 방법은 수동 첨가와 자동 첨가로 나눌 수 있다.

• 수동 급식: 계량된 현무암 섬유는 뜨거운 골재를 믹서에 넣은 후 수작업으로 첨가됩니다. 이 방법은 노동 집약도가 높습니다. 상대적으로 낮은 혼합 균일성, 균일한 섬유 분산을 보장하기 위해서는 혼합 시간을 적절히 연장해야 합니다.

• 자동 급식: 자동 현무암 섬유 투입기는 자동 계량 및 믹서의 뜨거운 골재와의 동시 첨가에 사용됩니다. 섬유소 투입기는 일반적으로 자동 계량 기능을 갖추고 있습니다. 사전 분산, 및 공압 이송 메커니즘, 편리함이라는 장점을 제공합니다. 빠른, 그리고 정확한 덧셈. 시공 조건에 따라 적절한 방법을 선택해야 합니다.

4.2.3 슬럼프 조정

식이섬유를 첨가하면 콘크리트 혼합물의 점도가 약간 증가합니다. 이는 경기 침체에 영향을 미칩니다. 침하량이 건설 요건을 충족하지 못하는 경우, 조정을 위해서는 가소제 또는 감수제를 사용하는 것이 바람직합니다. 이 문제는 물 함량을 늘리는 것으로 해결될 수 없습니다.

4.2.4 성형 및 경화

단파쇄 현무암 섬유를 혼합한 콘크리트의 성형에는 특별한 요구 사항이 없습니다. 하지만 충분한 진동과 다짐이 보장되어야 합니다. 양생 조건은 일반 콘크리트와 동일합니다.

단축형 현무암 섬유 콘크리트의 간략한 적용 사례

징주 고속도로(안양-신샹 구간)는 국가 간선도로이자 허난성 고속도로망의 핵심적인 부분입니다. 이 구간은 성토량이 많고 노반 토양의 질이 좋지 않아, 개통 직후 지반의 불균등 침하 및 기타 결함이 나타났습니다. 최근 몇 년 동안, 교통량 급증과 과적 차량 증가로 인해, 포장도로는 세로 방향 및 가로 방향 균열과 같은 다양한 결함으로 인해 반복적으로 피해를 입었습니다. 도로의 움푹 패인 곳, 합의, 격자 균열, 그리고 악어 껍질 깨기. 이는 운전 안전을 심각하게 위협할 뿐만 아니라 일상적인 유지 보수에도 큰 어려움을 초래합니다. 뿐만 아니라, 기존의 4차선 설계는 오랫동안 교통 수요를 충족시키지 못했습니다. 확장 및 재건축이 필요하다.

간편 현무암 섬유 콘크리트 본 프로젝트의 노반 성토에 적용되었습니다. 실제 실험을 통해 인장 강도가 100% 이상 증가한 것으로 나타났습니다. $30\%$, 피로 저항성이 100% 이상 향상되었습니다. $30\%$, 그리고 바퀴 자국 저항성이 100% 이상 증가했습니다. $300\%$. 세로 방향 균열 방지에 상당한 효과가 있는 것으로 나타났습니다. 균열 확장을 억제함, 또한 포장도로의 수명을 연장시켜 줍니다.

독특한 기계적 특성을 지닌 이 제품은 탁월한 안정성, 또한 비용 효율성이 높습니다. 단파장 현무암 섬유는 효율적인 콘크리트 보강재로 자리 잡았습니다. 단축형 현무암 섬유 콘크리트의 응용 전망은 매우 광범위합니다. 엔지니어링 성능 향상 및 수명 연장에 있어 상당한 이점을 제공하므로 경제적, 사회적으로 큰 이익을 가져다줄 것으로 기대됩니다. 이를 통해 향후 토목 공학 분야에서 중요한 건설 자재로 자리매김할 수 있을 것입니다.