Mehanizem delovanja bazaltnih vlaken v betonu
Beton kot krhek material pogosto vključuje vlakna za izboljšanje svojih lastnosti. Mehanizem Bazaltna vlakna v betonu se kaže predvsem v naslednjih vidikih.
1. Zaviranje razpok in premostitveni učinek
Na podlagi teorije razmika med vlakni in mehanike elastičnega loma, bazaltna vlakna izboljšajo notranjo strukturo betona s fizikalno-mehanskimi interakcijami. Med strjevanjem in izhlapevanjem vlage iz betona ta vlakna učinkovito zavirajo nastanek in širjenje mikrorazpok zaradi krčenja pri sušenju in segregacijskih razpok v zgodnji fazi, s čimer preprečujejo nadaljnji razvoj razpok. To znatno poveča odpornost proti razpokam in neprepustnost betona. Poleg tega, ko se v betonski matrici pojavijo razpoke, bazaltna vlakna premostijo obe strani razpok, prenesejo zunanje obremenitve in preprečijo nenadno drobljenje betona. Ta mehanizem izboljša žilavost in odpornost betona proti razpokam.
2. Izboljšanje mehanskih lastnosti
Bazaltna vlakna in betonska matrica skupaj nosita zunanje obremenitve. V začetni fazi obremenitve matrica nosi večino obremenitve. Ko se v matrici razvijejo razpoke, vlakna še naprej nosijo obremenitev, kar izboljša deformacijsko sposobnost betona v plastični fazi. Študije kažejo, da vključitev bazaltnih vlaken znatno poveča tlačno trdnost, natezno trdnost, žilavost, natezno trdnost pri cepljenju in upogibno natezno trdnost betona.
3. Izboljšanje vzdržljivosti
Z zapolnjevanjem razpok in zmanjševanjem njihovega nastajanja bazaltna vlakna povečajo odpornost betona proti zmrzali in udarcem, kar znatno izboljša trajnost betonskih konstrukcij. Poleg tega vključitev vlaken znatno izboljša neprepustnost, odpornost proti zmrzali in lastnosti krčenja pri sušenju, s čimer podaljša življenjsko dobo betona v zahtevnih okoljih.
4. Mikrostrukturna optimizacija
Bazaltna vlaknainteragirajo s cementno matrico skozi Kemijsko in fizične vezi, ki tvorijo kompleksno mikrostrukturo. Vključitev vlaken spreminja mikrostrukturo betona in optimizira njegovo obnašanje med napetostjo in deformacijo, s čimer se izboljša celotna učinkovitost materiala.
