Оптимизация эксплуатационных характеристик и инженерные исследования применения железобетона, армированного коротковолокнистым базальтом.

В последние годы,Строительство автомобильных дорог в Китае Строительство быстро развивался, Технология строительства из бетона достигла значительного прогресса. накопив многочисленные передовые и отработанные технические достижения. Проектирование железобетонных конструкций нашло широкое применение в сфере строительства инфраструктуры. демонстрируя свою важность. Однако, наряду с этими достижениями, проблема трещины в бетоне это явление приобретает все большую значимость. Наличие трещин ухудшает эксплуатационные характеристики бетона. в частности, сокращая его предел прочности, Это основная причина хрупкого разрушения бетона. Коротко нарезанное базальтовое волокно, в качестве нового волокнистого материала, Благодаря своим уникальным механическим свойствам, он стал превосходным армирующим материалом для бетона. хорошая стабильность, и высокой экономической эффективности.В данной статье основное внимание будет уделено характеристикам коротких путей. Базальтовое волокно а также изучить его практическое применение в армировании и упрочнении бетона.

2. Свойства коротковолокнистого базальтового волокна

2.1 Определение

базальтовое волокно Это неорганическое минеральное волокно, получаемое путем нарезки сплошного базальтового волокна на отрезки, обычно меньшей длины. $50\text{мм}$. Его можно равномерно распределить в бетоне. Согласно его применению, Его можно в основном разделить на следующие категории: Противотрещинное волокно для бетона ($\text{БФ}$), Упрочняющее и укрепляющее волокно для бетона ($\text{БЗ}$), и противотрещинное волокно для строительного раствора ($\text{BSF}$), среди прочих.

2.2 Производительность Коротко нарезанное базальтовое волокно

Сокращенный путь базальтовое волокно обладает превосходными свойствами высокая прочность и высокий модуль. Его прочность на растяжение может достигать $1050\text{-}1250\text{МПа}$, и его модуль упругости не меньше, чем $34\text{ГПа}$. Его термостойкость выдающийся, что позволяет ему непрерывно работать в широком диапазоне температур. −269∘С к 650∘С. Он демонстрирует высокий уровень коррозионная стойкость и химическая стабильность в агрессивных средах, таких как кислоты, щелочи, и соли. Особенно в щелочных средах, таких как насыщенный щелочной раствор и цемент. Коэффициент сохранения прочности на излом при разрыве одиночного волокна выше, чем $75\%$, демонстрирует превосходную устойчивость к щелочной коррозии. Коротко нарезанное базальтовое волокно имеет хорошая совместимость с неорганическими связующими веществами, скорость поглощения влаги ниже, чем $1\%$, и его гигроскопичность не меняется со временем. Это доказывает его хорошую материальную стабильность. длительный срок службы, а также экологической совместимости в процессе использования. Более того, Это волокно также обладает превосходными характеристиками, такими как изоляция. высокотемпературная фильтрация, радиационная стойкость, и способность передавать волны. Показатели его эффективности представлены в таблице 1.

3. Анализ применения коротковолокнистого базальтового волокна в бетоне

Железобетон, армированный базальтовыми волокнами короткого сечения Это включает в себя добавление определенного количества непрерывного или прерывистого коротковолокнистого базальтового волокна в бетон надлежащим образом. Сохраняя первоначальное преимущество бетона в виде его прочности на сжатие, этот метод может значительно улучшить его прочность и предел прочности, Таким образом, эффективно укрепляется бетон, что продлевает срок службы инженерной конструкции.

В дополнение к базальтовое волокно, углеродное волокно, стекловолокно, арамидное волокно, а другие также использовались в качестве армирующих материалов в бетоне. Однако, Многолетняя практика показывает, что эти материалы создают определенные проблемы при применении в бетоне. что затрудняет удовлетворение рыночного спроса на высокопрочный бетон. Появление коротковолокнистого базальта заполняет этот пробел в материалах и методах. значительно способствует развитию технологий усиления и армирования бетона. Его роль в армировании и упрочнении бетона проявляется главным образом в следующих аспектах:

1. Эффективное предотвращение образования трещин: Благодаря своим преимуществам в количестве и площади поверхности, Коротковолокнистые базальтовые волокна могут эффективно препятствовать образованию микротрещин. предотвращая их связь и распространение. Тем временем, оно преодолевает недостатки других синтетических волокон. например, низкая плотность, низкая прочность на разрыв, и низкий модуль упругости. В процессе распространения трещины его нелегко разорвать. что может значительно подавить развитие микротрещин и замедлить образование новых трещин. положительно влияет на улучшение проницаемости бетона и его морозостойкости.

2. Сочетает высокий модуль упругости с удобством строительства: Коротковолокнистое базальтовое волокно не только использует преимущества, аналогичные высокому модулю упругости и высокой прочности на разрыв отдельных волокон стального волокна, что препятствует распространению трещин, но также эффективно преодолевает недостатки стального волокна. например, склонность к образованию комков во время смешивания, а также трудности при перекачивании и строительстве.

3. Хорошая диспергируемость и совместимость: В качестве неорганического волокна на основе силикатов, Коротковолокнистое базальтовое волокно обладает естественной совместимостью с цементными материалами. Его плотность (приблизительно). 2.63-2.80г/см3) близок к показателям цементного бетона и строительного раствора. что обеспечивает хорошую технологичность. После добавления, Оно может равномерно распределяться по всей бетонной конструкции.

4. Превосходная долговечность: Модифицированное по поверхности коротковолокнистое базальтовое волокно обладает характеристиками «инертного волокна». демонстрирует выдающуюся устойчивость к высоким температурам. коррозия, и воздействие. Оно сохраняет стабильность даже в условиях высоких температур и сильной коррозии. и это может повысить сопротивление деформации цементной матрицы. Поэтому, Оно способно адаптироваться к суровым условиям смешивания бетона. наливает, параметр, и этапы обслуживания, значительное улучшение долговечность бетона.

В итоге, Коротковолокнистые базальтовые волокна могут эффективно повысить ударопрочность бетона. уменьшить его хрупкость, и всесторонне улучшить его механические свойства. Конкретно, В бетонных конструкциях он препятствует образованию трещин. предотвратить просачивание, повысить долговечность, улучшить ударопрочность и прочность на растяжение. и способствуют улучшению качества поверхности.

4. Методы строительства и меры предосторожности при работе с базальтовым фибробетоном короткого помола

4.1 Температура строительства

Упрощенный базальтово-фибробетон следует изготавливать при температурах в диапазоне от −5∘С и 25∘С. Слишком высокие или слишком низкие температуры могут привести к неоднородности смеси.

4.2 Контроль качества строительства

Контроль качества при строительстве из быстротвердеющего базальтового фибробетона должен быть сосредоточен на проверке сырья. точность измерения, а также качество процедуры смешивания.

4.2.1 Проектирование пропорций смеси

В реальном строительстве Различные дозировки коротковолокнистого базальтового волокна следует выбирать в разумных пределах, исходя из требований проекта. Поскольку коротковолокнистая базальтовая нить сама по себе не вступает в химическую реакцию с другими компонентами бетона или добавками, Как правило, его дозировка не изменяет первоначальные принципы расчета пропорций бетонной смеси. В ходе строительства, Качество всех материалов должно строго определяться в соответствии с пропорциями строительной смеси и количеством партий для каждой отдельной смеси. В таблице 2 приведен пример оптимального соотношения компонентов в смеси для базальтово-волокнистого бетона.

Исследования показали, что более высокая дозировка волокна не обязательно приводит к улучшению трещиностойкости. Когда дозировка не превышает 1.2кг/м3, Прочность бетона на сжатие демонстрирует тенденцию к первоначальному увеличению с последующим уменьшением (достигая пикового значения) по мере увеличения дозировки волокна.

4.2.2 Последовательность и метод кормления

В процессе смешивания, коротковолокнистая базальтовая нить его следует добавлять одновременно с заполнителями, такими как песок и щебень. Рекомендуется равномерно распределять волокно по песку и щебню во время их укладки. а затем добавить воду для влажного смешивания.

Способы добавления клетчатки можно разделить на ручные и автоматические:

• Ручная подача: Взвешенное базальтовое волокно добавляется вручную после того, как горячий заполнитель помещен в смеситель. Этот метод требует значительных трудозатрат. относительно более низкая равномерность смешивания, и требует соответствующего увеличения времени перемешивания для обеспечения равномерного распределения волокон.

• Автоматическая подача: автоматический базальтовое волокно Дозирующая машина используется для автоматического дозирования и одновременного добавления горячего заполнителя в смеситель. Дозирующая машина для волокна обычно оснащена автоматическим дозатором. предварительное рассеивание, и пневматические транспортные механизмы, предлагая преимущества удобства, быстрый, и точное сложение. Выбор подходящего метода должен основываться на условиях строительства.

4.2.3 Регулировка осадки

Добавление волокна незначительно увеличивает вязкость бетонной смеси. что влияет на спад. Если осадка грунта не соответствует строительным требованиям, Для корректировки предпочтительно использовать пластификатор или водоредуцирующий агент. Проблему не следует решать путем увеличения содержания воды.

4.2.4 Формование и отверждение

К формованию бетона, смешанного с коротковолокнистым базальтовым волокном, особых требований не предъявляется. но при этом необходимо обеспечить достаточную вибрацию и уплотнение. Требования к его твердению такие же, как и к обычному бетону.

Краткий пример применения быстрорежущего базальтово-фибробетона

Скоростная автомагистраль Цзин-Чжу (участок Аньян — Синьсян) — это национальная магистраль и важная часть сети скоростных автомагистралей провинции Хэнань. Из-за большого объема насыпного грунта и низкого качества грунта основания на этом участке, Вскоре после открытия появились неравномерная осадка грунта и другие дефекты. В последние годы, В связи с резким увеличением объема дорожного движения и ростом числа перегруженных транспортных средств, Дорожное покрытие неоднократно страдало от различных дефектов, таких как продольные и поперечные трещины. выбоины, урегулирование, растрескивание сетки, и раскалывание крокодилов. Это не только серьезно угрожает безопасности дорожного движения, но и создает большие трудности при ежедневном техническом обслуживании. Более того, Первоначальная четырехполосная конструкция уже давно не отвечает транспортным потребностям. что требует расширения и реконструкции.

Бетон с короткими базальтовыми волокнами применялся при засыпке основания данного проекта. Практика показала, что его прочность на растяжение увеличилась более чем на $30\%$, его устойчивость к усталости улучшилась более чем на $30\%$, и его устойчивость к образованию колеи увеличилась более чем на $300\%$. Он продемонстрировал значительную эффективность в предотвращении продольных трещин. препятствуя расширению трещин, и продлевает срок службы дорожного покрытия.

Благодаря своим уникальным механическим свойствам, отличная устойчивость, и высокой экономической эффективности. Коротковолокнистое базальтовое волокно стало эффективным армирующим материалом для бетона. Перспективы применения быстротвердеющего базальтового фибробетона чрезвычайно широки. Ожидается, что его значительные преимущества в повышении эффективности инженерных работ и продлении срока службы принесут существенные экономические и социальные выгоды. позиционирование его как важного строительного материала в области гражданского строительства в будущем.