Prestatie-optimalisatie en technisch toepassingsonderzoek van korte-snede basaltvezelversterkt beton

De laatste jaren,De Chinese snelwegtechniek Bouw heeft zich snel ontwikkeld, en de technologie voor betonconstructies heeft aanzienlijke vooruitgang geboekt, het verzamelen van talrijke geavanceerde en volwassen technische prestaties. Het ontwerpen van betonconstructies wordt op grote schaal toegepast in de infrastructuurbouw, wat het belang ervan aantoont. Echter, naast deze prestaties, het probleem van betonscheuren wordt steeds belangrijker. De aanwezigheid van scheuren brengt de prestaties van beton in gevaar, met name het verminderen van de treksterkte, wat de voornaamste reden is voor de brosheid die beton vertoont. Kortgesneden basaltvezel, als een nieuw vezelmateriaal, is een uitstekend betonversterkingsmateriaal geworden vanwege zijn unieke mechanische eigenschappen, goede stabiliteit, en hoge kosteneffectiviteit.In dit artikel wordt de nadruk gelegd op de kenmerken van de snelkoppeling Basaltvezel en de praktische toepassing ervan bij het wapenen en versterken van beton onderzoeken.

2. Eigenschappen van korte basaltvezels

2.1 Definitie

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

2.2 Prestaties van Korte basaltvezel

Snelkoppeling basaltvezel bezit uitstekende eigenschappen van hoge sterkte En hoge modulus. De treksterkte kan oplopen tot $1050\text{-}1250\text{MPa}$, en de elasticiteitsmodulus is niet minder dan $34\text{GPa}$. Zijn hoge temperatuurbestendigheid is uitstekend, waardoor het continu kan werken binnen een breed temperatuurbereik van −269∘C naar 650∘C. Het vertoont een hoge corrosiebestendigheid En chemische stabiliteit in corrosieve media zoals zuren, alkaliën, en zouten. Vooral in alkalische media zoals verzadigde alkali-oplossingen en cement, de retentiegraad van de breuksterkte van een enkel filament is groter dan $75\%$, uitstekende weerstand tegen alkalicorrosie vertoont. Kortgesneden basaltvezel heeft goede compatibiliteit met anorganische bindmiddelen, een vochtopnamepercentage 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, stralingsweerstand, en het vermogen om golven door te geven. De prestatie-indexcijfers worden weergegeven in Tabel 1.

3. Toepassingsanalyse van korte basaltvezels in beton

Kortgesneden basaltvezelversterkt beton Hierbij wordt op een geschikte manier een bepaalde hoeveelheid continue of discontinue kortgesneden basaltvezels in het beton verwerkt. Terwijl het oorspronkelijke voordeel van de druksterkte van beton behouden blijft, Deze methode kan de resultaten aanzienlijk verbeteren taaiheid En treksterkte, waardoor het beton effectief wordt versterkt en versterkt en de levensduur van de kunstwerken wordt verlengd.

Naast basaltvezel, koolstofvezel, glasvezel, aramidevezel, en andere worden ook gebruikt als wapeningsmaterialen in beton. Echter, Uit de praktijk op de lange termijn blijkt dat deze materialen bepaalde problemen opleveren bij toepassing op beton, waardoor het moeilijk wordt om aan de vraag op de markt naar hoogwaardig beton te voldoen. De opkomst van kortgesneden basaltvezels vult deze lacune in materialen en methoden, de ontwikkeling van betonversterkings- en wapeningstechnologie sterk bevorderen. De rol ervan bij het wapenen en versterken van beton komt vooral tot uiting in de volgende aspecten:

1. Effectieve scheurremming: Vanwege de voordelen van kwantiteit en oppervlakte, korte basaltvezels kunnen microscheuren effectief beperken, waardoor hun verbinding en uitbreiding wordt verhinderd. In de tussentijd, het overwint de nadelen van andere synthetische vezels, zoals lage dichtheid, lage treksterkte, en lage elasticiteitsmodulus. Het wordt niet gemakkelijk uit elkaar getrokken tijdens de scheurvorming, die de ontwikkeling van microscheuren aanzienlijk kan remmen en het ontstaan ​​van nieuwe scheuren kan vertragen, een positieve invloed op de verbetering van de permeabiliteit en de vorst-dooiweerstand van beton.

2. Combineert hoge modulus met bouwgemak: Kortgesneden basaltvezels bieden niet alleen voordelen die vergelijkbaar zijn met de hoge modulus en de hoge treksterkte van staalvezels om scheuruitbreiding te voorkomen, maar overwint ook effectief de nadelen van staalvezels, zoals het gemakkelijk klonteren tijdens het mengen en moeilijkheden met het pompen en de constructie.

3. Goede dispergeerbaarheid en compatibiliteit: Als anorganische vezel op silicaatbasis, Kortgesneden basaltvezels hebben een natuurlijke compatibiliteit met cementmaterialen. De dichtheid ervan (ca. 2.63-2,80g/cm3) komt dicht in de buurt van die van cementbeton en mortel, wat resulteert in een goede verwerkbaarheid. Eenmaal toegevoegd, het zich gelijkmatig door de betonconstructie kan verspreiden.

4. Uitstekende duurzaamheid: Oppervlaktegemodificeerde, kortgesneden basaltvezels vertonen de eigenschappen van "inerte vezels", die een uitstekende weerstand tegen hoge temperaturen vertoont, corrosie, en impact. Het behoudt zijn stabiliteit, zelfs in omgevingen met hoge temperaturen en zeer corrosieve omgevingen, en het kan de vervormingsweerstand van de cementmatrix verbeteren. Daarom, het kan zich aanpassen aan de strenge omstandigheden van het betonmengen, gieten, instelling, en servicefasen, aanzienlijk verbeteren van de duurzaamheid van het beton.

Samenvattend, korte basaltvezels kunnen de slagvastheid van beton effectief verbeteren, de broosheid ervan verminderen, en de mechanische eigenschappen ervan grondig verbeteren. Meer specifiek, het werkt in betonconstructies om scheurvorming te voorkomen, lekkage voorkomen, duurzaamheid verbeteren, verbeteren van de impact- en trekcapaciteit, en helpen de oppervlaktekwaliteit te verbeteren.

4. Bouwmethoden en voorzorgsmaatregelen voor korte basaltvezelbeton

4.1 Bouwtemperatuur

Kortgesneden basaltvezelbeton moet worden gebouwd bij temperaturen tussen −5∘C En 25∘C. Zowel te hoge als te lage temperaturen kunnen leiden tot een ongelijkmatig mengsel.

4.2 Bouwkwaliteitscontrole

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

4.2.1 Mengverhoudingsontwerp

In de daadwerkelijke bouw, Verschillende doseringen korte basaltvezels moeten binnen een redelijk bereik worden geselecteerd op basis van de projectvereisten. Omdat kortgesneden basaltvezels zelf niet chemisch reageren met andere betoncomponenten of toeslagstoffen, De dosering ervan verandert doorgaans niets aan de oorspronkelijke ontwerpprincipes voor de verhoudingen van het betonmengsel. Tijdens de bouw, De kwaliteit van alle materialen moet strikt worden bepaald aan de hand van de verhouding van het bouwmengsel en de batchhoeveelheid voor een enkel mengsel. Tabel 2 geeft een voorbeeld van de optimale mengverhouding voor basaltvezelversterkt beton.

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

4.2.2 Voedingsvolgorde en -methode

Tijdens het mengproces, korte basaltvezel Moet gelijktijdig worden toegevoegd met toeslagmaterialen zoals zand en steen. Het is aan te raden de vezels gelijkmatig in het zand en de steen te strooien tijdens het plaatsen ervan, en voeg dan water toe om het geheel nat te mengen.

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

• Handmatige invoer: De gewogen basaltvezels worden handmatig toegevoegd nadat het hete toeslagmateriaal in de menger is geplaatst. Deze methode vereist een hoge arbeidsintensiteit, relatief lagere menguniformiteit, en vereist een passende verlenging van de mengtijd om een ​​gelijkmatige vezelverdeling te garanderen.

• Automatische invoer: Een automaat basaltvezel Doseermachine wordt gebruikt voor automatische dosering en gelijktijdige toevoeging van het hete toeslagmateriaal van de menger. De vezeldoseermachine is meestal uitgerust met automatische dosering, voorverspreidend, en pneumatische transportmechanismen, biedt de voordelen van handig, snel, en nauwkeurige optelling. De juiste methode moet worden gekozen op basis van de bouwomstandigheden.

4.2.3 Aanpassing van de inzinking

Door de toevoeging van vezels wordt de viscositeit van het betonmengsel licht verhoogd, wat de inzinking beïnvloedt. Als de inzinking niet voldoet aan de bouwkundige eisen, Voor de aanpassing moet bij voorkeur een weekmaker of een waterreducerend middel worden gebruikt. Het probleem kan niet worden opgelost door het watergehalte te verhogen.

4.2.4 Vormen en uitharden

Er bestaan ​​geen speciale eisen voor het vormen van beton gemengd met kortgesneden basaltvezels, maar er moet wel voor voldoende trillingen en verdichting worden gezorgd. De uithardingsvereisten zijn gelijk aan die van gewoon beton.

Korte toepassing van kortgesneden basaltvezelbeton

De Jing-Zhu-snelweg (gedeelte van Anyang naar Xinxiang) is een nationale hoofdweg en een belangrijk onderdeel van het snelwegennetwerk van de provincie Henan. Vanwege de hoge dijkvulling en de slechte kwaliteit van de ondergrond in dit gedeelte, Kort na de opening ontstonden er ongelijkmatige verzakkingen van de ondergrond en andere gebreken. De laatste jaren, met de toename van het verkeersvolume en de toename van overbeladen voertuigen, het wegdek heeft herhaaldelijk te lijden gehad van verschillende gebreken zoals longitudinale en transversale scheuren, kuilen, schikking, roosterscheuren, en krokodillenscheuren. Dit brengt niet alleen de verkeersveiligheid ernstig in gevaar, maar bemoeilijkt ook het dagelijks onderhoud. Verder, het oorspronkelijke vierbaansontwerp heeft lang niet voldaan aan de transportbehoeften, waardoor uitbreiding en herbouw noodzakelijk waren.

Kortgesneden basaltvezelbeton werd toegepast bij het opvullen van de ondergrond 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 is met meer dan $300\%$. Het heeft een aanzienlijke effectiviteit aangetoond bij het voorkomen van longitudinale scheuren, het remmen van scheuruitbreiding, en de levensduur van het wegdek verlengen.

Met zijn unieke mechanische eigenschappen, uitstekende stabiliteit, en hoge kosteneffectiviteit, Kortgesneden basaltvezels zijn een efficiënt materiaal voor betonversterking geworden. De toepassingsmogelijkheden voor kortgesneden basaltvezelbeton zijn zeer breed. De aanzienlijke voordelen ervan bij het verbeteren van de technische prestaties en het verlengen van de levensduur zullen naar verwachting goede economische en sociale voordelen opleveren. waardoor het in de toekomst een belangrijk bouwmateriaal wordt binnen de civiele techniek.