Оптимизација на перформансите и инженерско истражување на примена на бетон армиран со базалтни влакна со краток сечење

Во последниве години,Кинеското автопатско инженерство Градежништво се разви брзо, и технологијата на бетонски конструкции постигна значителен напредок, акумулирајќи бројни напредни и зрели технички достигнувања. Дизајнот на бетонски конструкции е широко применет во областа на инфраструктурната изградба, демонстрирајќи ја нејзината важност. Сепак, заедно со овие достигнувања, проблемот на пукање на бетон станува сè поизразен. Присуството на пукнатини ги нарушува перформансите на бетонот, значително намалување на неговата цврстина на истегнување, што е главната причина за кршливоста што ја покажува бетонот. Кратко сечени базалтни влакна, како нов влакнест материјал, стана одличен материјал за армирање на бетон поради неговите уникатни механички својства, добра стабилност, и висока исплатливост.Оваа статија ќе се фокусира на карактеристиките на краткиот пат. Базалтни влакна и да се истражи неговата практична примена во армирање и зајакнување на бетон.

2. Својства на кратко сечени базалтни влакна

2.1 Дефиниција

базалтно влакно е неорганско минерално влакно кое се обработува со сечење на континуирани базалтни влакна на должини обично помали од $50\text{мм}$. Може да биде рамномерно дисперзирано во бетонот. Според неговата примена, може главно да се класифицира на: влакна против пукање за бетон ($\text{БФ}$), зацврстување и зајакнување на влакна за бетон ($\text{БЗ}$), и влакна против пукање за малтер ($\text{БСФ}$), меѓу другите.

2.2 Перформанси на Базалтни влакна со краток спој

Скратен пат базалтно влакно поседува одлични својства на висока јачина и висок модул. Неговата затегнувачка цврстина може да достигне $1050\text{-}1250\text{МПа}$, и неговиот модул на еластичност е не помалку од $34\text{Просечен просек}$. Нејзините отпорност на високи температури е извонреден, овозможувајќи континуирана работа во широк температурен опсег од −269∘Ц до 650∘Ц. Покажува висок отпорност на корозија и хемиска стабилност во корозивни медиуми како што се киселини, алкалии, и соли. Особено во алкални медиуми како заситен алкален раствор и цемент, неговата стапка на задржување на цврстината на кршење со еден филамент е поголема од $75\%$, покажува одлична отпорност на алкална корозија. Кратко сечени базалтни влакна има добра компатибилност со неоргански врзива, стапка на апсорпција на влага помала од $1\%$, и неговата хигроскопност не се менува со текот на времето. Ова ја докажува неговата добра стабилност на материјалот, долг животен век, и еколошка компатибилност за време на употреба. Понатаму, Ова влакно има и одлични карактеристики како што се изолација, филтрација на висока температура, отпорност на зрачење, и способност за пренесување на бранови. Неговите индекси на перформанси се прикажани во Табела 1.

3. Анализа на примена на базалтни влакна со краток сечење во бетон

Краток сечен бетон армиран со базалтни влакна вклучува вградување на одредена количина на континуирано или дисконтинуирано кратко сечено базалтно влакно во бетонот на соодветен начин. Додека се задржува оригиналната предност на компресивна цврстина на бетонот, овој метод може значително да го подобри неговото цврстина и цврстина на истегнување, со што ефикасно се зајакнува и зајакнува бетонот и се продолжува работниот век на инженерската конструкција.

Покрај базалтно влакно, јаглеродни влакна, стаклени влакна, арамидни влакна, и други се користеле и како материјали за зајакнување во бетон. Сепак, Долгорочната пракса покажува дека овие материјали претставуваат одредени проблеми кога се нанесуваат на бетон, што го отежнува задоволувањето на побарувачката на пазарот за бетон со високи перформанси. Појавата на кратко сечени базалтни влакна ја пополнува оваа празнина во материјалите и методите, во голема мера го промовира развојот на технологијата за зајакнување и армирање на бетон. Неговата улога во армирањето и зајакнувањето на бетонот главно се одразува во следните аспекти:

1. Ефикасна инхибиција на пукнатини: Поради предностите на неговата количина и површина, кратко исечените базалтни влакна можат ефикасно да ги ограничат микропукнатините, спречувајќи ја нивната поврзаност и ширење. Во меѓувреме, ги надминува недостатоците на другите синтетички влакна, како што се ниска густина, ниска цврстина на истегнување, и низок модул на еластичност. Не се расклопува лесно за време на ширењето на пукнатините, што може значително да го инхибира развојот на микропукнатини и да го одложи создавањето на нови пукнатини, позитивно влијае на подобрувањето на пропустливоста на бетонот и отпорноста на замрзнување-одмрзнување.

2. Комбинира висок модул со погодност при градење: Кратко сечените базалтни влакна не само што ги искористуваат предностите слични на високиот модул на еластичност на челичните влакна и високата затегнувачка цврстина на еднонивлакно за да го спречат ширењето на пукнатините, но исто така ефикасно ги надминува недостатоците на челичните влакна, како што се лесно згрутчување за време на мешањето и тешкотии при пумпање и конструкција.

3. Добра дисперзибилност и компатибилност: Како неорганско влакно на база на силикати, Кратко сечените базалтни влакна имаат природна компатибилност со цементни материјали. Неговата густина (приближно 2,63-2,80г/см3) е блиску до оној на цементно-бетонот и малтерот, што резултира со добра обработливост. Откако ќе се додаде, може рамномерно да се распрсне низ бетонската конструкција.

4. Одлична издржливост: Кратко исечените базалтни влакна со површински модифицирана структура покажуваат карактеристики на „инертни влакна“, покажува одлична отпорност на високи температури, корозија, и влијание. Одржува стабилност дури и во високи температури и високо корозивни средини, и може да ја зголеми отпорноста на деформација на цементната матрица. Затоа, може да се прилагоди на ригорозните средини на мешање на бетон, истурање, поставување, и фази на услугата, значително подобрување на издржливост на бетонот.

Накратко, кратко сечените базалтни влакна можат ефикасно да ја подобрат отпорноста на удар на бетонот, намалување на нејзината кршливост, и сеопфатно ги подобрува неговите механички својства. Поточно, функционира во бетонски конструкции за да спречи пукање, спречување на протекување, зголемување на издржливоста, подобрување на ударната и затегнувачката способност, и помагаат во подобрување на квалитетот на површината.

4. Методи на градење и мерки на претпазливост за кратко сечење на бетон од базалтни влакна

4.1 Температура во градбата

Кратко сечениот базалтен бетон треба да се гради на температури помеѓу −5∘Ц и 25∘Ц. Превисоките или прениските температури може да доведат до нерамномерност на смесата.

4.2 Контрола на квалитетот на градбата

Контролата на квалитетот на конструкциите од бетон со базалтни влакна со краток рез треба да се фокусира на инспекцијата на суровините, точност на мерење, и квалитетот на постапката на мешање.

4.2.1 Дизајн на пропорции на мешање

Во вистинската градба, Треба да се изберат различни дози на базалтни влакна со краток спој во разумен опсег врз основа на барањата на проектот. Бидејќи самото кратко сечено базалтно влакно не реагира хемиски со други компоненти или адитиви од бетон, Неговата доза обично не ги менува оригиналните принципи на дизајнирање на пропорциите на бетонската мешавина. За време на изградбата, Квалитетот на сите материјали мора строго да се одредува според пропорцијата на градежната смеса и количината на серијата за една смеса. Табела 2 дава пример за оптимален сооднос на мешавина за бетон армиран со базалтни влакна.

Тестовите покажаа дека поголемата доза на влакна не мора нужно да резултира со подобра отпорност на пукнатини. Кога дозата не надминува 1.2кг/м3, Компресивната цврстина на бетонот покажува тренд на почетно зголемување, проследено со намалување (со врвна вредност) како што се зголемува дозата на влакна.

4.2.2 Редослед и метод на хранење

За време на процесот на мешање, кратко исечено базалтно влакно треба да се додава истовремено со агрегати како што се песок и камен. Се препорачува влакната рамномерно да се наросат во песокот и каменот за време на нивното поставување, а потоа додадете вода за влажно мешање.

Методите за додавање влакна може да се поделат на рачно и автоматско внесување:

• Рачно хранење: Измерените базалтни влакна се додаваат рачно откако топлиот агрегат ќе се стави во миксерот. Овој метод вклучува висок интензитет на трудот, релативно помала униформност на мешање, и бара соодветно продолжување на времето на мешање за да се обезбеди рамномерна дисперзија на влакната.

• Автоматско напојување: Автоматски базалтно влакно Дозирната машина се користи за автоматско мерење и истовремено додавање со топлиот агрегат на миксер. Машината за дозирање на влакна обично е опремена со автоматско мерење, пред-дисперзирачка, и механизми за пневматско пренесување, нудејќи ги предностите на практичноста, брзо, и точно собирање. Соодветниот метод треба да се избере врз основа на условите за градба.

4.2.3 Прилагодување на падот

Додавањето на влакна малку го зголемува вискозитетот на бетонската смеса, што влијае на падот. Ако слегнувањето не ги исполнува барањата за градба, за прилагодување треба да се претпочита употреба на пластификатор или средство за намалување на водата. Проблемот не треба да се решава со зголемување на содржината на вода.

4.2.4 Формирање и стврднување

Не постојат посебни барања за формирање на бетон измешан со кратко сечени базалтни влакна, но мора да се обезбеди доволна вибрација и набивање. Неговите барања за стврднување се исти како и за обичниот бетон.

Краток случај на примена на бетон од базалтни влакна со краток крој

Автопатот Џинг-Жу (дел од Анјанг до Синксијанг) е национален магистрален автопат и витален дел од мрежата на автопати во покраината Хенан. Поради високата насипна површина и лошиот квалитет на почвата под земја во овој дел, Нерамномерното наслагување на подлогата и други дефекти се појавија набргу по неговото отворање. Во последниве години, со зголемувањето на сообраќајниот обем и зголемувањето на преоптоварените возила, коловозот постојано страдал од разни дефекти како што се надолжни и попречни пукнатини, дупки, населба, пукање на мрежата, и пукање на алигатори. Ова не само што сериозно ја загрозува безбедноста при возење, туку претставува и голема тешкотија за секојдневно одржување. Понатаму, Оригиналниот дизајн со четири ленти долго време не успеваше да ги задоволи барањата за транспорт, што бара проширување и реконструкција.

Кратко сечен бетон од базалтни влакна беше применето во пополнувањето на подлогата на овој проект. Праксата покажа дека нејзината затегнувачка цврстина се зголемила за повеќе од $30\%$, неговата отпорност на замор е подобрена за повеќе од $30\%$, и неговата отпорност на жлебување се зголеми за повеќе од $300\%$. Покажа значителна ефикасност во спречувањето на надолжни пукнатини, инхибирање на ширењето на пукнатините, и продолжување на работниот век на коловозот.

Со своите уникатни механички својства, одлична стабилност, и висока исплатливост, Кратко сечените базалтни влакна станаа ефикасен материјал за зајакнување на бетонот. Перспективите за примена на краткосечен бетон од базалтни влакна се исклучително широки. Се очекува неговите значајни предности во подобрувањето на инженерските перформанси и продолжувањето на работниот век да донесат добри економски и социјални придобивки, позиционирајќи го како важен градежен материјал во областа на градежништвото во иднина.