Pengoptimuman Prestasi dan Penyelidikan Aplikasi Kejuruteraan Konkrit Bertetulang Gentian Basalt Potongan Pintas

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini,Kejuruteraan lebuh raya China Pembinaan telah berkembang pesat, dan teknologi struktur konkrit telah mencapai kemajuan yang ketara, mengumpul pelbagai pencapaian teknikal yang maju dan matang. Reka bentuk struktur konkrit telah digunakan secara meluas dalam bidang pembinaan infrastruktur, menunjukkan kepentingannya. Walau bagaimanapun, bersama-sama dengan pencapaian-pencapaian ini, masalah keretakan konkrit semakin menonjol. Kehadiran retakan menjejaskan prestasi konkrit, terutamanya mengurangkannya kekuatan tegangan, yang merupakan sebab utama kegagalan rapuh yang ditunjukkan oleh konkrit. Serat basalt potong pintas, sebagai bahan gentian baharu, telah menjadi bahan tetulang konkrit yang sangat baik kerana sifat mekanikalnya yang unik, kestabilan yang baik, dan keberkesanan kos yang tinggi.Artikel ini akan memberi tumpuan kepada ciri-ciri jalan pintas Serat Basalt dan meneroka aplikasi praktikalnya dalam tetulang dan pengukuhan konkrit.

2. Sifat-sifat Serat Basalt Potongan Pendek

2.1 Definisi

gentian basalt ialah gentian mineral bukan organik yang diproses dengan memotong gentian basalt berterusan kepada panjang yang biasanya kurang daripada $50\text{mm}$. Ia boleh tersebar secara seragam di dalam konkrit. Mengikut aplikasinya, ia boleh dikelaskan terutamanya kepada: gentian anti-retak untuk konkrit ($\text{BF}$), menguatkan dan menguatkan gentian untuk konkrit ($\text{BZ}$), dan gentian anti-retak untuk mortar ($\text{BSF}$), antara lain.

2.2 Prestasi Serat Basalt Potongan Pendek

Jalan pintas gentian basalt mempunyai sifat-sifat yang sangat baik daripada kekuatan tinggi dan modulus tinggi. Kekuatan tegangannya boleh mencapai $1050\text{-}1250\text{MPa}$, dan modulus elastiknya tidak kurang daripada $34\text{GPa}$. Ia rintangan suhu tinggi adalah cemerlang, membolehkannya berfungsi secara berterusan dalam julat suhu yang luas −269∘C kepada 650∘C. Ia mempamerkan tinggi rintangan kakisan dan kestabilan kimia dalam media menghakis seperti asid, alkali, dan garam. Terutamanya dalam media alkali seperti larutan alkali tepu dan simen, kadar pengekalan kekuatan patah filamen tunggalnya adalah lebih besar daripada $75\%$, menunjukkan ketahanan yang sangat baik terhadap kakisan alkali. Serat basalt potong pintas mempunyai keserasian yang baik dengan pengikat bukan organik, kadar penyerapan lembapan lebih rendah daripada $1\%$, dan higroskopisitasnya tidak berubah dari semasa ke semasa. Ini membuktikan kestabilan bahannya yang baik, jangka hayat yang panjang, dan keserasian alam sekitar semasa penggunaan. Tambahan pula, gentian ini juga mempunyai ciri-ciri yang sangat baik seperti penebat, penapisan suhu tinggi, rintangan radiasi, dan keupayaan pemancaran gelombang. Indeks prestasinya ditunjukkan dalam Jadual 1.

3. Analisis Aplikasi Serat Basalt Potongan Pintas dalam Konkrit

Konkrit bertetulang gentian basalt pintas melibatkan penggabungan sejumlah gentian basalt pintas berterusan atau tidak berterusan ke dalam konkrit dengan cara yang sesuai. Sambil mengekalkan kelebihan asal kekuatan mampatan konkrit, kaedah ini dapat meningkatkannya dengan ketara ketangguhan dan kekuatan tegangan, dengan itu mengukuhkan dan menguatkan konkrit secara berkesan serta memanjangkan jangka hayat struktur kejuruteraan.

Selain itu gentian basalt, gentian karbon, gentian kaca, gentian aramid, dan lain-lain juga telah digunakan sebagai bahan pengukuhan dalam konkrit. Walau bagaimanapun, Amalan jangka panjang menunjukkan bahawa bahan-bahan ini menimbulkan isu-isu tertentu apabila digunakan pada konkrit, menyukarkan permintaan pasaran untuk konkrit berprestasi tinggi. Kemunculan gentian basalt pintas mengisi jurang ini dalam bahan dan kaedah, sangat menggalakkan pembangunan teknologi pengukuhan dan tetulang konkrit. Peranannya dalam pengukuhan dan peneguhan konkrit terutamanya tercermin dalam aspek berikut:

1. Perencatan Retakan yang Berkesan: Disebabkan kelebihan kuantiti dan luas permukaannya, gentian basalt pintas boleh mengekang rekahan mikro dengan berkesan, menghalang perkaitan dan pengembangan mereka. Sementara itu, ia mengatasi kelemahan gentian sintetik yang lain, seperti kepadatan rendah, kekuatan tegangan rendah, dan modulus elastik yang rendah. Ia tidak mudah tertanggal semasa perambatan retakan, yang boleh menghalang perkembangan retakan mikro dengan ketara dan melambatkan penghasilan retakan baharu, memberi kesan positif kepada peningkatan kebolehtelapan konkrit dan rintangan beku-cair.

2. Menggabungkan Modulus Tinggi dengan Kemudahan Pembinaan: Gentian basalt pintas bukan sahaja memanfaatkan kelebihan yang serupa dengan modulus tinggi gentian keluli dan kekuatan tegangan filamen tunggal yang tinggi untuk menghalang pengembangan retakan, tetapi juga berkesan mengatasi kelemahan gentian keluli, seperti mudah menggumpal semasa pencampuran dan kesukaran dengan pam dan pembinaan.

3. Kebolehsebaran dan Keserasian yang Baik: Sebagai gentian bukan organik berasaskan silikat, Serat basalt pintas mempunyai keserasian semula jadi dengan bahan bersimen. Ketumpatannya (lebih kurang 2.63-2.80g/cm3) hampir dengan simen konkrit dan mortar, menghasilkan kebolehkerjaan yang baik. Setelah ditambah, ia boleh tersebar secara seragam ke seluruh struktur konkrit.

4. Ketahanan Cemerlang: Serat basalt pintas yang diubah suai permukaan mempamerkan ciri-ciri "serat lengai", menunjukkan ketahanan yang luar biasa terhadap suhu tinggi, kakisan, dan impak. Ia mengekalkan kestabilan walaupun dalam persekitaran suhu tinggi dan sangat menghakis, dan ia boleh meningkatkan rintangan ubah bentuk matriks simen. Oleh itu, ia boleh menyesuaikan diri dengan persekitaran pencampuran konkrit yang ketat, menuang, penetapan, dan peringkat perkhidmatan, meningkatkan dengan ketara ketahanan konkrit itu.

Secara ringkasnya, gentian basalt pintas boleh meningkatkan rintangan hentaman konkrit dengan berkesan, mengurangkan kerapuhannya, dan meningkatkan sifat mekanikalnya secara menyeluruh. Secara khususnya, Ia berfungsi dalam struktur konkrit untuk menghalang keretakan, mencegah rembesan, meningkatkan ketahanan, meningkatkan kapasiti impak dan tegangan, dan membantu meningkatkan kualiti permukaan.

4. Kaedah Pembinaan dan Langkah Berjaga-jaga untuk Konkrit Gentian Basalt Potongan Pendek

4.1 Suhu Pembinaan

Konkrit gentian basalt pintas hendaklah dibina pada suhu antara −5∘C dan 25∘C. Suhu yang terlalu tinggi atau terlalu rendah boleh menyebabkan campuran tidak seragam.

4.2 Kawalan Kualiti Pembinaan

Kawalan kualiti untuk pembinaan konkrit gentian basalt pintas harus tertumpu pada pemeriksaan bahan mentah, ketepatan pemeteran, dan kualiti prosedur pencampuran.

4.2.1 Reka Bentuk Perkadaran Campuran

Dalam pembinaan sebenar, Dos gentian basalt pintas yang berbeza harus dipilih dalam julat yang munasabah berdasarkan keperluan projek. Oleh kerana gentian basalt pintas itu sendiri tidak bertindak balas secara kimia dengan komponen atau campuran konkrit yang lain, dosnya biasanya tidak mengubah prinsip reka bentuk perkadaran campuran konkrit asal. Semasa pembinaan, Kualiti semua bahan mesti ditentukan dengan ketat mengikut perkadaran campuran pembinaan dan kuantiti kelompok untuk satu campuran. Jadual 2 memberikan contoh perkadaran campuran optimum untuk konkrit bertetulang gentian basalt.

Ujian telah menunjukkan bahawa dos serat yang lebih tinggi tidak semestinya menghasilkan rintangan retak yang lebih baik. Apabila dos tidak melebihi 1.2kg/m3, Kekuatan mampatan konkrit menunjukkan trend peningkatan awal diikuti dengan penurunan (menunjukkan nilai puncak) apabila dos gentian meningkat.

4.2.2 Urutan dan Kaedah Pemberian Makanan

Semasa proses pencampuran, gentian basalt pintas perlu ditambah serentak dengan agregat seperti pasir dan batu. Adalah disyorkan untuk menaburkan gentian secara seragam ke dalam pasir dan batu semasa penempatannya, dan kemudian masukkan air untuk bancuhan basah.

Kaedah penambahan gentian boleh dibahagikan kepada pemberian makanan manual dan automatik:

• Pemberian Makanan Manual: Serat basalt yang ditimbang ditambah secara manual selepas agregat panas dimasukkan ke dalam pengadun. Kaedah ini melibatkan intensiti tenaga kerja yang tinggi, keseragaman pencampuran yang agak rendah, dan memerlukan lanjutan masa pencampuran yang sesuai untuk memastikan penyebaran gentian yang seragam.

• Pemakanan Automatik: Automatik gentian basalt Mesin dos digunakan untuk pemeteran automatik dan penambahan serentak dengan agregat panas pengadun. Mesin dos gentian biasanya dilengkapi dengan pemeteran automatik, pra-penyebaran, dan mekanisme pengangkutan pneumatik, menawarkan kelebihan kemudahan, cepat, dan penambahan yang tepat. Kaedah yang sesuai harus dipilih berdasarkan keadaan pembinaan.

4.2.3 Pelarasan Kemerosotan

Penambahan gentian sedikit sebanyak meningkatkan kelikatan campuran konkrit, yang mempengaruhi kemerosotan. Jika kemerosotan tidak memenuhi keperluan pembinaan, Plasticizer atau agen pengurangan air harus digunakan secara istimewa untuk pelarasan. Masalah ini tidak boleh diselesaikan dengan meningkatkan kandungan air.

4.2.4 Pembentukan dan Pengawetan

Tiada keperluan khas wujud untuk pembentukan konkrit yang dicampur dengan gentian basalt potong pintas, tetapi getaran dan pemadatan yang mencukupi mesti dipastikan. Keperluan pengawetannya adalah sama seperti untuk konkrit biasa.

Kes Aplikasi Ringkas Konkrit Gentian Basalt Potongan Pintas

Lebuhraya Jing-Zhu (bahagian Anyang ke Xinxiang) ialah lebuh raya utama kebangsaan dan bahagian penting dalam rangkaian lebuh raya Wilayah Henan. Disebabkan oleh timbunan benteng yang tinggi dan kualiti tanah subgred yang rendah di bahagian ini, mendapan tidak sekata subgred dan kecacatan lain muncul sejurus selepas pembukaannya. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, dengan peningkatan jumlah trafik dan peningkatan kenderaan yang terlebih muatan, Turapan telah berulang kali mengalami pelbagai kecacatan seperti retakan membujur dan melintang, lubang-lubang, penempatan, retakan grid, dan keretakan buaya. Ini bukan sahaja mengancam keselamatan pemanduan dengan serius tetapi juga menimbulkan kesukaran yang besar untuk penyelenggaraan harian. Tambahan pula, Reka bentuk empat lorong asal telah lama gagal memenuhi permintaan pengangkutan, memerlukan pengembangan dan pembinaan semula.

Konkrit gentian basalt pintas telah digunakan dalam pengisian subgred projek ini. Amalan telah menunjukkan bahawa kekuatan tegangannya meningkat sebanyak lebih $30\%$, rintangan keletihannya bertambah baik sebanyak lebih $30\%$, dan rintangan alurnya meningkat sebanyak lebih $300\%$. Ia telah menunjukkan keberkesanan yang ketara dalam mencegah retakan membujur, menghalang pengembangan retakan, dan memanjangkan jangka hayat turapan.

Dengan sifat mekanikalnya yang unik, kestabilan yang sangat baik, dan keberkesanan kos yang tinggi, Gentian basalt pintas telah menjadi bahan tetulang konkrit yang cekap. Prospek aplikasi untuk konkrit gentian basalt potong pintas adalah sangat luas. Kelebihannya yang ketara dalam meningkatkan prestasi kejuruteraan dan memanjangkan hayat perkhidmatan dijangka menghasilkan faedah ekonomi dan sosial yang baik, meletakkannya sebagai bahan binaan penting dalam bidang kejuruteraan awam pada masa hadapan.