การเสริมแรงด้วยเส้นใยบะซอลต์ในการประยุกต์ใช้งานทางวิศวกรรมและการวิจัย

1.เส้นใยบะซอลต์ การเสริมแรงในพื้นผิวถนนคอนกรีต

พื้นผิวถนนคอนกรีตเสริมเหล็กต่อเนื่องช่วยควบคุมการแตกร้าวเนื่องจากการหดตัวโดยการวางเหล็กเสริมจำนวนมากพอในแนวยาว การออกแบบนี้ไม่เพียงแต่เพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักและความทนทานของทางหลวงเท่านั้น แต่ยังช่วยปรับปรุงสภาพแวดล้อมการขับขี่สำหรับรถยนต์ด้วยการไม่สร้างรอยต่อเพื่อการขยายตัวและการหดตัวในระหว่างการใช้งาน การก่อสร้างอย่างไรก็ตาม เนื่องจากโครงสร้างทางเท้าไม่สามารถปิดสนิทได้ทั้งหมด ปัจจัยต่างๆ เช่น การซึมของน้ำฝนและการยกตัวของดินเนื่องจากน้ำแข็ง อาจทำให้เหล็กเสริมเกิดการกัดกร่อน ซึ่งส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่ออายุการใช้งานของทางหลวง

เส้นใยบะซอลต์ สามารถใช้วัสดุเสริมแรงชนิดนี้แทนเหล็กเสริมแบบดั้งเดิมสำหรับพื้นผิวถนนคอนกรีตเสริมเหล็กต่อเนื่องได้ เนื่องจากมีคุณสมบัติทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยมและมีความแข็งแรงดึงสูง ทางเลือกนี้ช่วยแก้ปัญหาการกัดกร่อนของเหล็กได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงช่วยเพิ่มความทนทานของพื้นผิวถนนคอนกรีตได้อย่างมาก นอกจากนี้ เส้นใยบะซอลต์ วัสดุเสริมแรง BF-RP จัดเป็นวัสดุคาร์บอนต่ำและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และข้อได้เปรียบด้านราคาจะยิ่งเด่นชัดมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากการร่อยหรอของทรัพยากรแร่เหล็ก งานวิจัยที่มีอยู่แสดงให้เห็นว่าการใช้วัสดุเสริมแรง BF-RP ในพื้นผิวถนนคอนกรีตมีประโยชน์อย่างเห็นได้ชัดในแง่ของความทนทานและการต้านทานการกัดกร่อน และความยากและขั้นตอนการก่อสร้างก็เทียบได้กับการใช้เหล็กเสริมแรง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นของวัสดุเสริมแรง BF-RP ค่อนข้างต่ำ จึงจำเป็นต้องเพิ่มอัตราส่วนการเสริมแรงเล็กน้อย โดยปกติจะอยู่ระหว่าง 0.78% ถึง 1.0% และใช้แนวคิดการออกแบบ "เส้นผ่านศูนย์กลางของเหล็กเสริมแรงขนาดเล็กและระยะห่างที่แคบ"

2.งานวิจัยเกี่ยวกับการเสริมแรงด้วยเส้นใยบะซอลต์ในเสาคอนกรีตรับแรงอัดเยื้องศูนย์ขนาดสั้น

วิธีการเสริมแรงแบบดั้งเดิมมักใช้เหล็กที่จัดหาจากภายนอก แต่วิธีนี้ยุ่งยากในการก่อสร้างและทนต่ออุณหภูมิสูงและการกัดกร่อนได้ไม่ดี คุณสมบัติของเส้นใยบะซอลต์ที่มีน้ำหนักเบา ความแข็งแรงสูง ทนต่ออุณหภูมิสูง และทนต่อการกัดกร่อน จึงเป็นทางเลือกใหม่สำหรับการเสริมแรง ปัจจุบัน เทคโนโลยีการเสริมแรงแบบยึดติดกำลังได้รับความนิยม เส้นใยบะซอลต์ เทคโนโลยีแผ่นเหล็กเสริมแรงมีความก้าวหน้ามากแล้ว แต่การวิจัยเกี่ยวกับการเพิ่มความสามารถในการรับแรงดัดของเสาคอนกรีตโดยการฝังเส้นใยบะซอลต์ยังค่อนข้างน้อย เอกสารที่เกี่ยวข้องแสดงให้เห็นว่า เส้นใยบะซอลต์ การเสริมแรงช่วยเพิ่มความสามารถในการรับแรงดัดด้านข้างของเสาคอนกรีตได้อย่างมาก และยังสามารถเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักได้อีกด้วย โดยการผสมผสานวิธีการใช้ผ้าใยหินบะซอลต์เสริมเข้าไป

ลำดับขั้นตอนการก่อสร้างเสริมแรงด้วยเส้นใยบะซอลต์ฝังตัวมีดังนี้:

1. เปิดร่องตามขนาดที่ออกแบบไว้
2. ล้างร่อง
3. ทาวัสดุประสาน (กาวอีพ็อกซี่เรซิน)
4. การฝังแท่ง BF-RP
5. เติมสารยึดเกาะให้ทั่วอย่างสม่ำเสมอ
6. รอให้สารยึดเกาะแห้งสนิทก่อน แล้วจึงทำการตกแต่งพื้นผิว

เมื่อผสานรวมกับผ้าใยหินบะซอลต์ที่จัดหาจากภายนอก การเสริมแรงด้วย BF-RP สามารถป้องกันปรากฏการณ์การลื่นไถลและการแตกร้าวในระหว่างการรับแรงได้อย่างมีประสิทธิภาพ การก่อสร้างจึงสะดวกและมีประสิทธิภาพ อีกทั้งยังใช้พื้นที่น้อย ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่เหนือกว่าใคร

3. คานคอนกรีตเสริมใยหินบะซอลต์

เหล็กเสริม BF-RP เป็นวัสดุเสริมแรงที่ไม่ใช่โลหะที่มีความแข็งแรงสูงและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม มีคุณสมบัติเด่น เช่น ทนต่อการกัดกร่อน เป็นฉนวนแม่เหล็กไฟฟ้า และทนต่อความล้า ทำให้เป็นทางเลือกที่นิยมใช้แทนเหล็กเสริมในโครงการพิเศษบางประเภท อย่างไรก็ตาม ต่างจากเหล็กเส้นทั่วไป เหล็กเสริม BF-RP ไม่มีจุดคราคที่สำคัญและมีค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นต่ำ ซึ่งอาจส่งผลให้คานคอนกรีตที่รับน้ำหนักเท่ากันเกิดการโก่งตัวมากขึ้น แม้ว่าความเสียหายของคอนกรีตที่เสริมด้วยเหล็ก BF-RP จะเปราะและไม่มีการพยากรณ์ที่ชัดเจน แต่จะเกิดการเสียรูปขนาดใหญ่ก่อนที่จะเกิดความเสียหาย ซึ่งเป็นสัญญาณเตือนถึงความปลอดภัยของโครงสร้าง

หากอาคารมีข้อกำหนดที่เข้มงวดมากขึ้นเกี่ยวกับการแตกร้าวของคอนกรีต จำเป็นต้องพิจารณาการใช้แรงดึงล่วงหน้ากับเส้นใยบะซอลต์ หรือเพิ่มค่าโมดูลัสความยืดหยุ่น และผสมผสานกับเหล็กเสริมเพื่อรับประกันความมั่นคงและความปลอดภัยของโครงสร้าง