Īsgriezuma bazalta šķiedru armēta betona veiktspējas optimizācija un inženiertehnisko pielietojumu izpēte

Pēdējos gadosĶīnas autoceļu inženierija Būvniecība ir strauji attīstījusies, un betona konstrukciju tehnoloģija ir sasniegusi ievērojamu progresu, uzkrājot daudzus progresīvus un nobriedušus tehniskus sasniegumus. Betona konstrukciju projektēšana ir plaši pielietota infrastruktūras būvniecības jomā, demonstrējot tā nozīmi. Tomēr, līdzās šiem sasniegumiem, problēma betona plaisāšana kļūst arvien ievērojamāka. Plaisu klātbūtne pasliktina betona veiktspēju, ievērojami samazinot tā stiepes izturība, kas ir galvenais betona trauslās sabrukšanas iemesls. Īsi sagriezta bazalta šķiedra, kā jauns šķiedru materiāls, pateicoties tā unikālajām mehāniskajām īpašībām, ir kļuvis par lielisku betona stiegrojuma materiālu, laba stabilitāte, un augsta izmaksu efektivitāte.Šajā rakstā galvenā uzmanība tiks pievērsta īsceļu īpašībām. Bazalta šķiedra un izpētīt tā praktisko pielietojumu betona stiegrošanā un stiprināšanā.

2. Īsgrieztas bazalta šķiedras īpašības

2.1 Definīcija

bazalta šķiedra ir neorganiska minerālšķiedra, ko apstrādā, sagriežot nepārtrauktu bazalta šķiedru gabalos, kas parasti ir mazāki par $50\text{mm}$. To var vienmērīgi izkliedēt betonā. Saskaņā ar tā pieteikumu, to galvenokārt var iedalīt šādi: pretplaisu šķiedra betonam ($\text{BF}$), betona rūdīšanas un stiprināšanas šķiedra ($\text{BZ}$), un pretplaisu šķiedra javai ($\text{BSF}$), cita starpā.

2.2 Veiktspēja Īsgriezta bazalta šķiedra

Īsceļš bazalta šķiedra piemīt izcilas īpašības augsta izturība un augsts modulis. Tā stiepes izturība var sasniegt $1050\text{-}1250\text{MPa}$, un tā elastības modulis nav mazāks par $34\text{GPa}$. Tās augstas temperatūras izturība ir izcils, ļaujot tam nepārtraukti darboties plašā temperatūras diapazonā −269∘C uz 650∘C. Tas uzrāda augstu izturība pret koroziju un ķīmiskā stabilitāte korozīvā vidē, piemēram, skābēs, sārmi, un sāļi. Īpaši sārmainā vidē, piemēram, piesātinātā sārmu šķīdumā un cementā, tā viena pavediena lūzuma izturības saglabāšanas ātrums ir lielāks nekā $75\%$, demonstrējot izcilu izturību pret sārmu koroziju. Īsi sagriezta bazalta šķiedra ir laba saderība ar neorganiskām saistvielām, mitruma absorbcijas ātrums ir zemāks nekā $1\%$, Un tā higroskopiskums laika gaitā nemainās. Tas apliecina tā labo materiāla stabilitāti, ilgs kalpošanas laiks, un vides saderību lietošanas laikā. Turklāt, Šai šķiedrai ir arī lieliskas īpašības, piemēram, izolācija, augstas temperatūras filtrācija, izturība pret radiāciju, un viļņu pārraides spēja. Tās veiktspējas rādītāji ir parādīti 1. tabulā.

3. Īsgrieztas bazalta šķiedras pielietojuma analīze betonā

Īsi griezts bazalta šķiedru armēts betons ietver noteikta daudzuma nepārtrauktas vai pārtrauktas īsgrieztas bazalta šķiedras iestrādāšanu betonā atbilstošā veidā. Saglabājot betona sākotnējo spiedes stiprības priekšrocību, šī metode var ievērojami uzlabot izturība un stiepes izturība, tādējādi efektīvi pastiprinot un nostiprinot betonu un pagarinot inženierbūves kalpošanas laiku.

Papildus bazalta šķiedra, oglekļa šķiedra, stikla šķiedra, aramīda šķiedra, un citi ir izmantoti arī kā armatūras materiāli betonā. Tomēr, Ilgtermiņa prakse rāda, ka šie materiāli rada zināmas problēmas, uzklājot tos uz betona, apgrūtinot tirgus pieprasījuma apmierināšanu pēc augstas veiktspējas betona. Īsi sagrieztas bazalta šķiedras parādīšanās aizpilda šo materiālu un metožu robu, ievērojami veicinot betona stiprināšanas un stiegrošanas tehnoloģiju attīstību. Tās loma betona stiegrošanā un stiprināšanā galvenokārt atspoguļojas šādos aspektos:

1. Efektīva plaisu inhibīcija: Pateicoties tā daudzuma un virsmas laukuma priekšrocībām, īsi sagriezta bazalta šķiedra var efektīvi ierobežot mikroplaisas, novēršot to savienošanos un paplašināšanos. Tikmēr, tas pārvar citu sintētisko šķiedru trūkumus, piemēram, zems blīvums, zema stiepes izturība, un zems elastības modulis. Plaisu izplatīšanās laikā to nav viegli saraut, kas var ievērojami kavēt mikroplaisu attīstību un aizkavēt jaunu plaisu rašanos, pozitīvi ietekmē betona caurlaidības un sasalšanas-atkušanas izturības uzlabošanos.

2. Apvieno augstu elastības moduli ar konstrukcijas ērtībām: Īsi griezta bazalta šķiedra ne tikai izmanto priekšrocības, kas līdzīgas tērauda šķiedras augstajam modulim un augstajai viena pavediena stiepes izturībai, lai kavētu plaisu izplešanos, bet arī efektīvi pārvar tērauda šķiedras trūkumus, piemēram, viegla salipšana maisīšanas laikā un grūtības ar sūknēšanu un būvniecību.

3. Laba disperģējamība un saderība: Kā uz silikāta bāzes veidota neorganiska šķiedra, Īsi grieztai bazalta šķiedrai ir dabiska saderība ar cementa materiāliem. Tā blīvums (apm. 2.63-2.80g/cm3) ir tuvs cementbetona un javas līmenim, kā rezultātā tiek nodrošināta laba apstrādājamība. Kad pievienots, tas var vienmērīgi izkliedēties visā betona konstrukcijā.

4. Lieliska izturība: Virsmas modificēta īsgriezta bazalta šķiedra uzrāda "inertas šķiedras" īpašības, demonstrējot izcilu izturību pret augstām temperatūrām, korozija, un ietekme. Tas saglabā stabilitāti pat augstā temperatūrā un ļoti korozīvā vidē, un tas var uzlabot cementa matricas deformācijas izturību. Tāpēc tas var pielāgoties betona maisīšanas skarbajai videi, ielejot, iestatījums, un apkalpošanas posmi, ievērojami uzlabojot izturība no betona.

Rezumējot, īsi sagriezta bazalta šķiedra var efektīvi uzlabot betona triecienizturību, samazināt tā trauslumu, un vispusīgi uzlabot tā mehāniskās īpašības. Konkrēti, tas darbojas betona konstrukcijās, lai novērstu plaisāšanu, novērst noplūdi, uzlabot izturību, uzlabot triecienizturību un stiepes izturību, un palīdz uzlabot virsmas kvalitāti.

4. Īsgravējuma bazalta šķiedras betona būvniecības metodes un piesardzības pasākumi

4.1 Būvniecības temperatūra

Īsgraudainā bazalta šķiedras betona konstrukcijai jābūt temperatūrā no −5∘C un 25∘C. Pārāk augsta vai pārāk zema temperatūra var izraisīt maisījuma nevienmērīgumu.

4.2 Būvniecības kvalitātes kontrole

Īsgriezuma bazalta šķiedras betona konstrukciju kvalitātes kontrolei jākoncentrējas uz izejvielu pārbaudi, mērīšanas precizitāte, un maisīšanas procedūras kvalitāte.

4.2.1 Sajaukšanas proporciju dizains

Faktiskajā būvniecībā, Dažādas īsgrieztās bazalta šķiedras devas jāizvēlas saprātīgā diapazonā, pamatojoties uz projekta prasībām. Tā kā īsi grieztā bazalta šķiedra pati par sevi ķīmiski nereaģē ar citiem betona komponentiem vai piedevām, tā deva parasti nemaina sākotnējos betona maisījuma proporciju projektēšanas principus. Būvniecības laikā Visu materiālu kvalitāte ir stingri jānosaka atbilstoši būvniecības maisījuma proporcijām un partijas daudzumam vienam maisījumam. 2. tabulā sniegts optimālās maisījuma proporcijas piemērs bazalta šķiedru armētam betonam.

Testi ir parādījuši, ka lielāka šķiedru deva ne vienmēr nodrošina labāku izturību pret plaisāšanu. Kad deva nepārsniedz 1.2kg/m²3, Betona spiedes stiprība sākotnēji palielinās, kam seko samazināšanās (sasniedzot maksimālo vērtību), palielinoties šķiedru devai.

4.2.2 Barošanas secība un metode

Maisīšanas procesa laikā īsi sagriezta bazalta šķiedra jāpievieno vienlaikus ar pildvielām, piemēram, smiltīm un akmeni. Ieklāšanas laikā ieteicams vienmērīgi izkaisīt šķiedru smiltīs un akmenī. un pēc tam pievienojiet ūdeni mitrai sajaukšanai.

Šķiedru pievienošanas metodes var iedalīt manuālā un automātiskajā barošanā:

• Manuāla padeve: Nosvērto bazalta šķiedru pievieno manuāli pēc tam, kad karstā agregāta saturs ir ievietots maisītājā. Šī metode ir saistīta ar augstu darbietilpību, relatīvi zemāka sajaukšanas vienmērība, un prasa atbilstošu maisīšanas laika pagarinājumu, lai nodrošinātu vienmērīgu šķiedru izkliedi.

• Automātiska barošana: Automātiska bazalta šķiedra Dozēšanas iekārta tiek izmantota automātiskai dozēšanai un vienlaicīgai pievienošanai ar maisītāja karsto agregātu. Šķiedru dozēšanas iekārta parasti ir aprīkota ar automātisko dozēšanu, iepriekšēja disperģēšana, un pneimatiskie transportēšanas mehānismi, piedāvājot ērtības priekšrocības, ātri, un precīza pievienošana. Atkarībā no būvniecības apstākļiem jāizvēlas piemērota metode.

4.2.3 Lejupslīdes korekcija

Šķiedru pievienošana nedaudz palielina betona maisījuma viskozitāti, kas ietekmē kritumu. Ja noslīdējums neatbilst būvniecības prasībām, regulēšanai priekšroka jādod plastifikatoram vai ūdens reducētāja lietošanai. Problēma nav jāatrisina, palielinot ūdens daudzumu.

4.2.4 Veidošana un sacietēšana

Betona, kas sajaukts ar īsi grieztu bazalta šķiedru, formēšanai nav īpašu prasību, taču jānodrošina pietiekama vibrācija un blīvēšana. Tās sacietēšanas prasības ir tādas pašas kā parastajam betonam.

Īss īsgriešanas bazalta šķiedras betona pielietojuma gadījums

Dzjin-Džu ātrgaitas ceļš (posms no Anjanas līdz Siņsjanai) ir valsts nozīmes automaģistrāle un būtiska Henaņas provinces ātrgaitas ceļu tīkla sastāvdaļa. Augstā uzbēruma slāņa un sliktās pamatnes augsnes kvalitātes dēļ šajā posmā, Drīz pēc tās atvēršanas parādījās nevienmērīga pamatnes nosēšanās un citi defekti. Pēdējos gados pieaugot satiksmes intensitātei un pārslogoto transportlīdzekļu skaitam, segumam atkārtoti ir parādījušies dažādi defekti, piemēram, gareniskas un šķērsvirziena plaisas, bedres, norēķins, režģa plaisāšana, un aligatora plaisāšana. Tas ne tikai nopietni apdraud braukšanas drošību, bet arī rada lielas grūtības ikdienas apkopē. Turklāt, Sākotnējais četrjoslu projekts jau sen nav spējis apmierināt transporta prasības, radot nepieciešamību pēc paplašināšanas un rekonstrukcijas.

Īsi griezts bazalta šķiedras betons tika izmantots šī projekta pamatnes aizpildījumā. Prakse ir parādījusi, ka tā stiepes izturība ir palielinājusies par vairāk nekā $30\%$, tā noguruma izturība ir uzlabota par vairāk nekā $30\%$, un tā izturība pret rievām palielinājās par vairāk nekā $300\%$. Tas ir pierādījis ievērojamu efektivitāti garenisko plaisu novēršanā, kavē plaisu paplašināšanos, un pagarinot seguma kalpošanas laiku.

Pateicoties savām unikālajām mehāniskajām īpašībām, lieliska stabilitāte, un augsta izmaksu efektivitāte, Īsgriezta bazalta šķiedra ir kļuvusi par efektīvu betona stiegrojuma materiālu. Īsgriešanas bazalta šķiedras betona pielietojuma perspektīvas ir ārkārtīgi plašas. Paredzams, ka tā ievērojamās priekšrocības inženiertehniskās veiktspējas uzlabošanā un kalpošanas laika pagarināšanā sniegs labus ekonomiskos un sociālos ieguvumus, pozicionējot to kā svarīgu būvmateriālu inženierbūvniecības jomā nākotnē.