Onderzoek naar prestatieoptimalisatie en technische toepassingen van met basaltvezels versterkt beton met korte snijkanten

De afgelopen jaren,De Chinese wegenbouw Bouw heeft zich snel ontwikkeld, en de technologie voor betonconstructies heeft aanzienlijke vooruitgang geboekt. Het bedrijf heeft een groot aantal geavanceerde en volwaardige technische prestaties behaald. Het ontwerp van betonconstructies wordt veelvuldig toegepast in de infrastructuurbouw. waarmee het belang ervan wordt aangetoond. Echter, samen met deze prestaties, het probleem van beton scheuren wordt steeds prominenter. De aanwezigheid van scheuren brengt de prestaties van beton in gevaar. het aanzienlijk verminderen ervan treksterkte, Dit is de voornaamste reden voor het bros bezwijken dat beton vertoont. Kortgesneden basaltvezel, als een nieuw vezelmateriaal, is dankzij zijn unieke mechanische eigenschappen een uitstekend materiaal voor betonversterking geworden. goede stabiliteit, en een hoge kosteneffectiviteit.Dit artikel zal zich richten op de kenmerken van snelkoppelingen. Basaltvezel en de praktische toepassing ervan in betonwapening en -versteviging onderzoeken.

2. Eigenschappen van kortgesneden basaltvezels

2.1 Definitie

basaltvezel is een anorganische minerale vezel die wordt verwerkt door continue basaltvezels in stukken te snijden die doorgaans kleiner zijn dan $50\text{mm}$. Het kan gelijkmatig in beton worden verdeeld. Volgens de aanvraag, Het kan hoofdzakelijk worden ingedeeld in: anti-scheurvezel voor beton ($\text{BF}$), verstevigende en versterkende vezels voor beton ($\text{BZ}$), en anti-scheurvezel voor mortel ($\text{BSF}$), onder andere.

2.2 Prestaties van Kortgesneden basaltvezel

Snelkoppeling basaltvezel bezit uitstekende eigenschappen van hoge sterkte En hoge modulus. De treksterkte kan een bepaald niveau bereiken. $1050\text{-}1250\text{MPa}$, en de elasticiteitsmodulus ervan is niet minder dan $34\text{GPA}$. Zijn hoge temperatuurbestendigheid is uitstekend, waardoor het continu kan werken binnen een breed temperatuurbereik. −269∘C naar 650∘C. Het vertoont hoge corrosiebestendigheid En chemische stabiliteit in corrosieve media zoals zuren, alkaliën, en zouten. Vooral in alkalische media zoals verzadigde alkalische oplossingen en cement, De mate waarin de breuksterkte van een enkel filament behouden blijft, is groter dan $75\%$, Het product vertoont een uitstekende weerstand tegen alkalische corrosie. Kortgesneden basaltvezel heeft goede compatibiliteit met anorganische bindmiddelen, een vochtabsorptiesnelheid lager dan $1\%$, en de hygroscopiciteit ervan verandert niet in de loop van de tijd. Dit bewijst de goede materiaalstabiliteit. lange levensduur, en milieuvriendelijkheid tijdens gebruik. Verder, Deze vezel heeft ook uitstekende eigenschappen, zoals isolatie. hogetemperatuurfiltratie, stralingsbestendigheid, en het vermogen om golven door te geven. De prestatie-indicatoren worden weergegeven in tabel 1.

3. Toepassingsanalyse van kortgesneden basaltvezels in beton

Verkorte basaltvezelversterkte beton Dit houdt in dat een bepaalde hoeveelheid continue of discontinue, kortgesneden basaltvezels op een geschikte manier in het beton wordt verwerkt. Met behoud van het oorspronkelijke voordeel van de druksterkte van beton, deze methode kan de prestaties aanzienlijk verbeteren. taaiheid En treksterkte, Daardoor wordt het beton effectief versterkt en de levensduur van de constructie verlengd.

Daarnaast basaltvezel, koolstofvezel, glasvezel, aramidevezel, En andere materialen zijn ook gebruikt als wapeningsmateriaal in beton. Echter, Langdurige praktijkervaring leert dat deze materialen bepaalde problemen opleveren wanneer ze op beton worden toegepast. waardoor het moeilijk is om aan de marktvraag naar hoogwaardig beton te voldoen. De opkomst van kortgesneden basaltvezels vult deze leemte in materialen en methoden op. Dit bevordert de ontwikkeling van betonversterkings- en wapeningstechnologie aanzienlijk. De rol ervan bij de wapening en versterking van beton komt vooral tot uiting in de volgende aspecten:

1. Effectieve scheurremming: Vanwege de voordelen op het gebied van hoeveelheid en oppervlakte, Kortgesneden basaltvezels kunnen micro-scheurtjes effectief tegengaan. waardoor hun verbinding en uitbreiding worden belemmerd. In de tussentijd, Het overwint de nadelen van andere synthetische vezels. zoals een lage dichtheid, lage treksterkte, en een lage elasticiteitsmodulus. Het laat zich niet gemakkelijk uit elkaar trekken tijdens scheurvorming. wat de ontwikkeling van micro-scheurtjes aanzienlijk kan remmen en de vorming van nieuwe scheuren kan vertragen. Dit heeft een positief effect op de verbetering van de doorlaatbaarheid en de vorstbestendigheid van beton.

2. Combineert een hoge elasticiteitsmodulus met bouwgemak: Kortgesneden basaltvezels benutten niet alleen voordelen die vergelijkbaar zijn met de hoge modulus en hoge treksterkte van staalvezels om scheurvorming te remmen, maar het ondervangt ook effectief de nadelen van staalvezels. zoals het gemakkelijk klonteren tijdens het mengen en problemen met pompen en verwerking.

3. Goede dispergeerbaarheid en compatibiliteit: Als een op silicaat gebaseerde anorganische vezel, Kortgesneden basaltvezels hebben een natuurlijke compatibiliteit met cementgebonden materialen. De dichtheid ervan (ongeveer 2.63-2.80g/cm3) ligt dicht bij die van cementbeton en mortel. wat resulteert in een goede verwerkbaarheid. Eenmaal toegevoegd, Het kan zich gelijkmatig door de betonconstructie verspreiden.

4. Uitstekende duurzaamheid: Oppervlaktegemodificeerde, kortgesneden basaltvezels vertonen de eigenschappen van "inerte vezels". waarbij een uitstekende weerstand tegen hoge temperaturen wordt aangetoond. corrosie, en impact. Het behoudt zijn stabiliteit zelfs in omgevingen met hoge temperaturen en een zeer corrosieve omgeving. En het kan de vervormingsweerstand van de cementmatrix verbeteren. Daarom, Het kan zich aanpassen aan de veeleisende omstandigheden van het betonmengproces. schenken, instelling, en servicefasen, aanzienlijk verbeteren van de duurzaamheid van het beton.

Samenvattend, Verkorte basaltvezels kunnen de slagvastheid van beton effectief verbeteren. de broosheid ervan verminderen, en de mechanische eigenschappen ervan aanzienlijk te verbeteren. Meer specifiek, Het heeft in betonconstructies de functie om scheurvorming te voorkomen. om lekkage te voorkomen, duurzaamheid verbeteren, Verbeter de slagvastheid en treksterkte. en helpen de oppervlaktekwaliteit te verbeteren.

4. Bouwmethoden en voorzorgsmaatregelen voor basaltvezelbeton met verkorte snede

4.1 Bouwtemperatuur

Verkorte basaltvezelbeton moet worden verwerkt bij temperaturen tussen −5∘C En 25∘C. Te hoge of te lage temperaturen kunnen leiden tot een ongelijkmatige samenstelling van het mengsel.

4.2 Kwaliteitscontrole in de bouw

Kwaliteitscontrole bij de bouw van beton met basaltvezels moet zich richten op de inspectie van de grondstoffen. meetnauwkeurigheid, en de kwaliteit van het mengproces.

4.2.1 Mix Proportion Design

Bij daadwerkelijke bouw, Er moeten verschillende, verkorte basaltvezeldoseringen worden gekozen binnen een redelijk bereik, afhankelijk van de projectvereisten. Omdat basaltvezels van korte kwaliteit zelf geen chemische reactie vertonen met andere betoncomponenten of hulpstoffen, De dosering ervan verandert doorgaans niets aan de oorspronkelijke ontwerpprincipes van de betonmix. Tijdens de bouw, De kwaliteit van alle materialen moet strikt worden bepaald aan de hand van de mengverhouding en de hoeveelheid per mengsel. Tabel 2 geeft een voorbeeld van de optimale mengverhouding voor met basaltvezels versterkt beton.

Uit tests is gebleken dat een hogere vezeldosering niet per se leidt tot een betere scheurweerstand. Wanneer de dosering niet hoger is dan 1.2kg/m3, De druksterkte van het beton vertoont een trend van aanvankelijke toename, gevolgd door een afname (met een piekwaarde) naarmate de vezeldosering toeneemt.

4.2.2 Voedingsvolgorde en -methode

Tijdens het mengproces, kortgesneden basaltvezel Het moet tegelijk met toeslagmaterialen zoals zand en steen worden toegevoegd. Het is aan te raden de vezels gelijkmatig over het zand en de stenen te strooien tijdens het plaatsen ervan. Voeg vervolgens water toe voor een natte menging.

Methoden voor het toevoegen van vezels kunnen worden onderverdeeld in handmatige en automatische toevoer:

• Handmatige invoer: De afgewogen basaltvezels worden handmatig toegevoegd nadat het hete aggregaat in de menger is gedaan. Deze methode is arbeidsintensief. relatief lagere menguniformiteit, en vereist een passende verlenging van de mengtijd om een ​​uniforme vezelverspreiding te garanderen.

• Automatische invoer: Een automatische basaltvezel De doseermachine wordt gebruikt voor geautomatiseerde dosering en gelijktijdige toevoeging aan het hete aggregaat van de menger. De vezeldoseermachine is doorgaans uitgerust met automatische doseerfuncties. voorverspreiding, en pneumatische transportmechanismen, met de voordelen van gemak, snel, en nauwkeurige optelling. De meest geschikte methode moet worden gekozen op basis van de bouwomstandigheden.

4.2.3 Aanpassing van de recessie

Door de toevoeging van vezels neemt de viscositeit van het betonmengsel iets toe. wat de recessie beïnvloedt. Als de verzakking niet voldoet aan de bouwvoorschriften, Voor het aanpassen van de consistentie dient bij voorkeur een weekmaker of waterreducerend middel te worden gebruikt. Het probleem moet niet worden opgelost door het watergehalte te verhogen.

4.2.4 Vormen en uitharden

Er gelden geen speciale eisen voor het vormen van beton gemengd met kortgesneden basaltvezels. Maar er moet wel gezorgd worden voor voldoende trilling en verdichting. De uithardingseisen zijn hetzelfde als die voor gewoon beton.

Korte toepassingscase van snel te bereiden basaltvezelbeton

De Jing-Zhu-snelweg (het gedeelte tussen Anyang en Xinxiang) is een nationale hoofdweg en een essentieel onderdeel van het snelwegennetwerk van de provincie Henan. Vanwege de grote hoeveelheid taludophoging en de slechte kwaliteit van de ondergrond in dit gedeelte, Kort na de opening kwamen er ongelijkmatige verzakkingen in de ondergrond en andere gebreken aan het licht. De afgelopen jaren, met de toename van het verkeersvolume en de stijging van het aantal overbeladen voertuigen, Het wegdek heeft herhaaldelijk te kampen gehad met diverse gebreken, zoals scheuren in de lengte- en dwarsrichting. gaten in de weg, schikking, roosterscheuren, en het kraken van alligators. Dit vormt niet alleen een ernstige bedreiging voor de verkeersveiligheid, maar levert ook grote problemen op bij het dagelijkse onderhoud. Verder, Het oorspronkelijke ontwerp met vier rijstroken voldoet al lang niet meer aan de transportbehoeften. waardoor uitbreiding en reconstructie noodzakelijk zijn.

Verkorte basaltvezelbeton werd toegepast bij de funderingsaanvulling van dit project. Uit de praktijk is gebleken dat de treksterkte met meer dan $30\%$, De vermoeiingsweerstand is met meer dan verbeterd. $30\%$, en de weerstand tegen spoorvorming nam toe met meer dan $300\%$. Het is gebleken dat het zeer effectief is in het voorkomen van scheuren in de lengterichting. het remmen van scheuruitbreiding, en het verlengen van de levensduur van het wegdek.

Met zijn unieke mechanische eigenschappen, uitstekende stabiliteit, en een hoge kosteneffectiviteit, Verkorte basaltvezels zijn een effectief wapeningsmateriaal voor beton gebleken. De toepassingsmogelijkheden van snel geperst basaltvezelbeton zijn zeer breed. De aanzienlijke voordelen ervan, zoals het verbeteren van de technische prestaties en het verlengen van de levensduur, zullen naar verwachting goede economische en maatschappelijke voordelen opleveren. waardoor het zich positioneert als een belangrijk bouwmateriaal in de civiele techniek van de toekomst.