Utafiti wa Uboreshaji wa Utendakazi na Utumizi wa Uhandisi wa Saruji Inayoimarishwa kwa Nyuzi Mfupi ya Basalt

Katika miaka ya hivi karibuni,Uhandisi wa barabara kuu ya China Ujenzi imekua kwa kasi, na teknolojia ya muundo thabiti imepata maendeleo makubwa, kukusanya mafanikio mengi ya kiufundi ya hali ya juu na kukomaa. Ubunifu wa muundo wa zege umetumika sana katika uwanja wa ujenzi wa miundombinu, kuonyesha umuhimu wake. Hata hivyo, pamoja na mafanikio hayo, tatizo la kupasuka kwa saruji inazidi kuwa maarufu. Uwepo wa nyufa unahatarisha utendaji wa saruji, hasa kupunguza yake nguvu ya mkazo, ambayo ndiyo sababu kuu ya kutofaulu kwa brittle iliyoonyeshwa na saruji. Fiber ya basalt ya muda mfupi, kama nyenzo mpya ya nyuzi, imekuwa nyenzo bora ya kuimarisha saruji kwa sababu ya mali yake ya kipekee ya mitambo, utulivu mzuri, na ufanisi wa juu wa gharama.Makala hii itazingatia sifa za njia ya mkato Fiber ya Basalt na kuchunguza matumizi yake ya vitendo katika uimarishaji thabiti na uimarishaji.

2. Sifa za Nyuzi Mfupi za Basalt

2.1 Ufafanuzi

nyuzi za basalt ni nyuzinyuzi ya madini isokaboni ambayo huchakatwa kwa kukata nyuzinyuzi za basalt zinazoendelea kwa urefu kwa kawaida chini ya $50\text{mm}$. Inaweza kutawanywa kwa usawa ndani ya saruji. Kwa mujibu wa maombi yake, inaweza kugawanywa hasa katika: fiber ya kuzuia ngozi kwa saruji ($\text{BF}$), kuimarisha na kuimarisha nyuzi kwa saruji ($\text{BZ}$), na nyuzi za kuzuia-kupasuka kwa chokaa ($\text{BSF}$), miongoni mwa wengine.

2.2 Utendaji wa Nyuzi Mfupi za Basalt

Njia fupi nyuzi za basalt ina mali bora ya nguvu ya juu na moduli ya juu. Nguvu yake ya mkazo inaweza kufikia $1050\text{-}1250\text{MPa}$, na moduli yake ya elastic sio chini ya $34\text{GPA}$. Yake upinzani wa joto la juu ni bora, kuiruhusu kufanya kazi mfululizo ndani ya anuwai ya joto −269∘C kwa 650∘C. Inaonyesha juu upinzani wa kutu na utulivu wa kemikali katika vyombo vya habari babuzi kama vile asidi, alkali, na chumvi. Hasa katika vyombo vya habari vya alkali kama suluji ya alkali iliyojaa na saruji, kiwango chake cha kuhifadhi nguvu ya kuvunjika kwa filamenti moja ni kubwa kuliko $75\%$, inayoonyesha upinzani bora kwa kutu ya alkali. Fiber ya basalt ya muda mfupi ina utangamano mzuri na viunganishi vya isokaboni, kiwango cha kunyonya unyevu chini ya $1\%$, na hygroscopicity yake haibadilika kwa wakati. Hii inathibitisha utulivu wake mzuri wa nyenzo, maisha marefu, na utangamano wa mazingira wakati wa matumizi. Zaidi ya hayo, fiber hii pia ina sifa bora kama vile insulation, uchujaji wa joto la juu, upinzani wa mionzi, na uwezo wa kupitisha mawimbi. Fahirisi za utendaji wake zinaonyeshwa kwenye Jedwali 1.

3. Uchambuzi wa Maombi ya Nyuzi Mfupi ya Basalt katika Saruji

Saruji iliyoimarishwa ya nyuzi za basalt za muda mfupi inahusisha kuingiza kiasi fulani cha nyuzinyuzi za basalt za muda mfupi zinazoendelea au zisizoendelea kwenye saruji kwa njia inayofaa. Wakati wa kuhifadhi faida ya asili ya nguvu ya kukandamiza ya saruji, njia hii inaweza kwa kiasi kikubwa kuboresha yake ukakamavu na nguvu ya mkazo, na hivyo kuimarisha kwa ufanisi na kuimarisha saruji na kupanua maisha ya huduma ya muundo wa uhandisi.

Mbali na nyuzi za basalt, fiber kaboni, fiber kioo, nyuzinyuzi za aramid, na zingine pia zimetumika kama nyenzo za kuimarisha katika saruji. Hata hivyo, mazoezi ya muda mrefu yanaonyesha kuwa nyenzo hizi zinawasilisha maswala fulani wakati zinatumika kwa saruji, kufanya kuwa vigumu kukidhi mahitaji ya soko kwa saruji ya utendaji wa juu. Kuibuka kwa nyuzi fupi za basalt hujaza pengo hili katika vifaa na njia, kukuza sana maendeleo ya teknolojia ya kuimarisha na kuimarisha saruji. Jukumu lake katika uimarishaji thabiti na uimarishaji huonyeshwa hasa katika nyanja zifuatazo:

1. Uzuiaji Bora wa Ufa: Kwa sababu ya wingi wake na faida za eneo la uso, nyuzi fupi za basalt zinaweza kuzuia nyufa ndogo, kuzuia uunganisho wao na upanuzi. Wakati huo huo, inashinda ubaya wa nyuzi zingine za syntetisk; kama vile msongamano mdogo, nguvu ya chini ya mkazo, na moduli ya chini ya elastic. Haivunjwa kwa urahisi wakati wa uenezaji wa ufa, ambayo inaweza kuzuia kwa kiasi kikubwa maendeleo ya nyufa ndogo na kuchelewesha kizazi cha nyufa mpya; kuathiri vyema uboreshaji wa upenyezaji wa saruji na upinzani wa kufungia-thaw.

2. Inachanganya Modulus ya Juu na Urahisi wa Ujenzi: Nyuzi fupi za basalt huongeza faida sawa na moduli ya juu ya nyuzi za chuma na nguvu ya juu ya nyuzi moja ili kuzuia upanuzi wa nyufa; lakini pia inashinda kwa ufanisi vikwazo vya nyuzi za chuma, kama vile kuunganisha kwa urahisi wakati wa kuchanganya na ugumu wa pampu na ujenzi.

3. Utawanyiko Mzuri na Utangamano: Kama nyuzi za isokaboni zenye msingi wa silicate, nyuzi za basalt za muda mfupi zina utangamano wa asili na vifaa vya saruji. Uzito wake (takriban. 2.63-2.80g/cm3) iko karibu na ile ya saruji ya saruji na chokaa, kusababisha ufanyaji kazi mzuri. Mara baada ya kuongezwa, inaweza kutawanyika sare katika muundo wa saruji.

4. Uimara Bora: Unyuzi wa basalt uliorekebishwa kwenye uso unaonyesha sifa za "nyuzi ajizi", kuonyesha upinzani bora kwa joto la juu, kutu, na athari. Inadumisha utulivu hata katika hali ya joto ya juu na mazingira yenye kutu sana, na inaweza kuongeza upinzani wa deformation ya matrix ya saruji. Kwa hiyo, inaweza kukabiliana na mazingira magumu ya mchanganyiko wa saruji, kumwaga, mpangilio, na hatua za huduma, kuboresha kwa kiasi kikubwa kudumu ya saruji.

Kwa muhtasari, nyuzi fupi za basalt zinaweza kuboresha upinzani wa athari ya simiti, kupunguza brittleness yake, na kuongeza kikamilifu sifa zake za mitambo. Hasa, inafanya kazi katika miundo thabiti ili kuzuia kupasuka, kuzuia maji kuvuja, kuimarisha kudumu, kuboresha athari na uwezo wa mkazo, na kusaidia kuboresha ubora wa uso.

4. Mbinu za Ujenzi na Tahadhari kwa Saruji ya Nyuzi ya Basalt ya Muda Mfupi

4.1 Joto la Ujenzi

Saruji ya nyuzi za basalt iliyokatwa kwa muda mfupi inapaswa kujengwa kwa joto kati −5∘C na 25∘C. Halijoto ambayo ni ya juu sana au ya chini sana inaweza kusababisha kutofanana kwa mchanganyiko.

4.2 Udhibiti wa Ubora wa Ujenzi

Udhibiti wa ubora kwa ajili ya ujenzi wa saruji ya nyuzi za basalt ya kukata muda mfupi inapaswa kuzingatia ukaguzi wa malighafi, usahihi wa mita, na ubora wa utaratibu wa kuchanganya.

4.2.1 Muundo wa Uwiano wa Mchanganyiko

Katika ujenzi halisi, dozi tofauti za nyuzi za basalt za mkato zinapaswa kuchaguliwa ndani ya anuwai inayofaa kulingana na mahitaji ya mradi. Kwa kuwa nyuzi fupi za basalt zenyewe haziathiriki kemikali na vifaa vingine vya simiti au viungio, kipimo chake kwa kawaida hakibadilishi kanuni za muundo wa uwiano wa mchanganyiko halisi. Wakati wa ujenzi, ubora wa vifaa vyote lazima uamuliwe madhubuti kulingana na uwiano wa mchanganyiko wa ujenzi na wingi wa kundi kwa mchanganyiko mmoja. Jedwali la 2 linatoa mfano wa uwiano bora wa mchanganyiko kwa saruji iliyoimarishwa ya fiber ya basalt.

Uchunguzi umeonyesha kuwa kipimo cha juu cha nyuzi si lazima kiwe na upinzani bora wa nyufa. Wakati kipimo haizidi 1.2kg/m3, nguvu ya kubana ya saruji inaonyesha mwelekeo wa ongezeko la awali ikifuatiwa na kupungua (kuonyesha thamani ya kilele) kadiri kipimo cha nyuzinyuzi kinavyoongezeka.

4.2.2 Mfuatano na Mbinu ya Kulisha

Wakati wa mchakato wa kuchanganya, nyuzi za basalt za kukata mfupi inapaswa kuongezwa wakati huo huo na mikusanyiko kama vile mchanga na mawe. Inashauriwa kunyunyiza nyuzi sawasawa kwenye mchanga na jiwe wakati wa uwekaji wao; na kisha ongeza maji kwa kuchanganya mvua.

Njia za kuongeza nyuzi zinaweza kugawanywa katika kulisha kwa mikono na kwa moja kwa moja:

• Kulisha kwa Mwongozo: Fiber ya basalt iliyopimwa huongezwa kwa mikono baada ya mchanganyiko wa moto kuwekwa kwenye mchanganyiko. Njia hii inahusisha nguvu ya juu ya kazi, usawa wa chini wa kuchanganya, na inahitaji upanuzi ufaao wa muda wa kuchanganya ili kuhakikisha mtawanyiko sawa wa nyuzi.

• Kulisha Kiotomatiki: Moja kwa moja nyuzi za basalt Mashine ya kuweka kipimo hutumika kupima kiotomatiki na kuongeza kwa wakati mmoja na mkusanyiko wa moto wa kichanganyaji. Mashine ya kipimo cha nyuzi kawaida huwa na metering otomatiki, kutawanyika kabla, na njia za kusambaza nyumatiki, kutoa faida za urahisi, haraka, na nyongeza sahihi. Njia inayofaa inapaswa kuchaguliwa kulingana na hali ya ujenzi.

4.2.3 Marekebisho ya Slump

Kuongezewa kwa nyuzi huongeza kidogo mnato wa mchanganyiko wa zege, ambayo huathiri ulevi. Ikiwa mteremko haukidhi mahitaji ya ujenzi, plasticizer au wakala wa kupunguza maji inapaswa kutumika kwa upendeleo kwa marekebisho. Suala hilo halipaswi kutatuliwa kwa kuongeza kiwango cha maji.

4.2.4 Kutengeneza na Kuponya

Hakuna mahitaji maalum ya kuunda simiti iliyochanganywa na nyuzi fupi za basalt, lakini mtetemo wa kutosha na mshikamano lazima uhakikishwe. Mahitaji yake ya kuponya ni sawa na yale ya saruji ya kawaida.

Kesi fupi ya Maombi ya Saruji ya Nyuzi Mfupi ya Basalt

Barabara ya Jing-Zhu (sehemu ya Anyang hadi Xinxiang) ni barabara kuu ya kitaifa na ni sehemu muhimu ya mtandao wa barabara za mwendokasi wa Mkoa wa Henan. Kwa sababu ya kujaa kwa tuta na ubora duni wa udongo katika sehemu hii, subgrade makazi kutofautiana na kasoro nyingine alionekana mara baada ya ufunguzi wake. Katika miaka ya hivi karibuni, na kuongezeka kwa kiasi cha trafiki na kuongezeka kwa magari yaliyojaa, lami imekumbwa na kasoro kadhaa kama vile nyufa za longitudinal na za kupita; mashimo, makazi, kupasuka kwa gridi ya taifa, na kupasuka kwa mamba. Hii sio tu inatishia usalama wa kuendesha gari lakini pia inaleta ugumu mkubwa kwa matengenezo ya kila siku. Zaidi ya hayo, muundo wa awali wa njia nne umeshindwa kwa muda mrefu kukidhi mahitaji ya usafiri, kuhitaji upanuzi na ujenzi upya.

Saruji ya nyuzi za basalt za muda mfupi ilitumika katika ujazaji wa daraja dogo la mradi huu. Mazoezi yameonyesha kuwa nguvu yake ya mkazo iliongezeka kwa zaidi $30\%$, upinzani wake wa uchovu uliboreshwa na zaidi $30\%$, na upinzani wake wa rutting uliongezeka zaidi $300\%$. Imeonyesha ufanisi mkubwa katika kuzuia nyufa za longitudinal, kuzuia upanuzi wa nyufa, na kupanua maisha ya huduma ya lami.

Pamoja na sifa zake za kipekee za mitambo, utulivu bora, na gharama nafuu, fiber ya basalt ya muda mfupi imekuwa nyenzo yenye ufanisi ya kuimarisha saruji. Matarajio ya maombi ya saruji ya nyuzi za basalt ya kukata mfupi ni pana sana. Faida zake muhimu katika kuimarisha utendakazi wa uhandisi na kupanua maisha ya huduma zinatarajiwa kutoa manufaa mazuri ya kiuchumi na kijamii, kuiweka kama nyenzo muhimu ya ujenzi katika uwanja wa uhandisi wa umma katika siku zijazo.