Pag-optimize ng Pagganap at Pananaliksik sa Aplikasyon ng Inhinyeriya ng Short-Cut Basalt Fiber-Reinforced Concrete

Sa mga nakaraang taon,Inhinyeriya ng haywey ng Tsina Konstruksyon ay mabilis na umunlad, at ang teknolohiya ng istrukturang konkreto ay nakamit ang makabuluhang pag-unlad, nagtitipon ng maraming maunlad at mature na teknikal na tagumpay. Ang disenyo ng istrukturang konkreto ay malawakang ginagamit sa larangan ng konstruksyon ng imprastraktura, nagpapakita ng kahalagahan nito. Gayunpaman, kasama ng mga tagumpay na ito, ang problema ng pagbibitak ng kongkreto ay lalong nagiging prominente. Ang pagkakaroon ng mga bitak ay nakakaapekto sa pagganap ng kongkreto, kapansin-pansing binabawasan nito lakas ng pagkiling, na siyang pangunahing dahilan ng malutong na pagkasira na ipinapakita ng kongkreto. Maikling hibla ng basalt, bilang isang nobelang materyal na hibla, ay naging isang mahusay na materyal na pampalakas ng kongkreto dahil sa natatanging mekanikal na katangian nito, mahusay na katatagan, at mataas na pagiging epektibo sa gastos.Ang artikulong ito ay tututok sa mga katangian ng short-cut Hibla ng Basalt at tuklasin ang praktikal na aplikasyon nito sa pagpapatibay at pagpapatibay ng kongkreto.

2. Mga Katangian ng Short-Cut Basalt Fiber

2.1 Kahulugan

hibla ng basalto ay isang inorganikong hibla ng mineral na pinoproseso sa pamamagitan ng pagputol ng tuluy-tuloy na hibla ng basalt sa mga haba na karaniwang mas mababa sa $50\text{milimetro}$. Maaari itong pantay na ikalat sa loob ng kongkreto. Ayon sa aplikasyon nito, maaari itong pangunahing uriin sa: hiblang panlaban sa pagbibitak para sa kongkreto ($\text{BF}$), pagpapatigas at pagpapalakas ng hibla para sa kongkreto ($\text{BZ}$), at hiblang panlaban sa pagbibitak para sa mortar ($\text{BSF}$), bukod sa iba pa.

2.2 Pagganap ng Short-Cut na Basalt Fiber

Maikling takbo hibla ng basalto nagtataglay ng mahusay na mga katangian ng mataas na lakas at mataas na modulus. Ang lakas ng tensile nito ay maaaring umabot sa $1050\text{-}1250\text{MPa}$, at ang elastic modulus nito ay hindi bababa sa $34\text{GPa}$. Ang resistensya sa mataas na temperatura ay namumukod-tangi, na nagpapahintulot dito na gumana nang tuluy-tuloy sa loob ng malawak na saklaw ng temperatura ng −269∘C sa 650∘C. Nagpapakita ito ng mataas na resistensya sa kalawang at katatagan ng kemikal sa mga kinakaing unti-unting materyal tulad ng mga asido, mga alkali, at mga asin. Lalo na sa mga alkaline media tulad ng saturated alkali solution at semento, ang single-filament fracture strength retention rate nito ay mas mataas kaysa sa $75\%$, nagpapakita ng mahusay na resistensya sa alkali corrosion. Maikling hibla ng basalt ay may mahusay na pagkakatugma na may mga inorganikong binder, mas mababa ang antas ng pagsipsip ng kahalumigmigan kaysa $1\%$, at ang hygroscopicity nito ay hindi nagbabago sa paglipas ng panahon. Pinatutunayan nito ang mahusay na katatagan ng materyal, mahabang buhay, at pagiging tugma sa kapaligiran habang ginagamit. Bukod pa rito, ang hiblang ito ay mayroon ding mahusay na mga katangian tulad ng pagkakabukod, pagsasala sa mataas na temperatura, resistensya sa radyasyon, at kakayahan sa pagpapadala ng alon. Ang mga indeks ng pagganap nito ay ipinapakita sa Talahanayan 1.

3. Pagsusuri ng Aplikasyon ng Short-Cut Basalt Fiber sa Kongkreto

Maikling basalt fiber reinforced concrete nagsasangkot ng pagsasama ng isang tiyak na dami ng tuluy-tuloy o hindi tuluy-tuloy na short-cut na basalt fiber sa kongkreto sa isang naaangkop na paraan. Habang pinapanatili ang orihinal na bentahe ng lakas ng kompresyon ng kongkreto, ang pamamaraang ito ay maaaring makabuluhang mapabuti ang katigasan at lakas ng pagkiling, sa gayon ay epektibong pinapalakas at pinalalakas ang kongkreto at pinapahaba ang buhay ng serbisyo ng istrukturang inhinyero.

Bukod pa sa hibla ng basalto, hibla ng karbon, hibla ng salamin, hibla ng aramid, at ang iba pa ay ginamit din bilang mga materyales na pampalakas sa kongkreto. Gayunpaman, Ipinapakita ng pangmatagalang pagsasagawa na ang mga materyales na ito ay nagdudulot ng ilang mga isyu kapag inilapat sa kongkreto, na nagpapahirap na matugunan ang pangangailangan sa merkado para sa high-performance concrete. Ang paglitaw ng short-cut basalt fiber ay pumupuno sa kakulangang ito sa mga materyales at pamamaraan, lubos na nagtataguyod ng pag-unlad ng teknolohiya sa pagpapalakas at pagpapatibay ng kongkreto. Ang papel nito sa pagpapatibay at pagpapatibay ng kongkreto ay pangunahing makikita sa mga sumusunod na aspeto:

1. Epektibong Pagpigil sa Bitak: Dahil sa mga bentahe nito sa dami at lawak ng ibabaw, Ang short-cut basalt fiber ay maaaring epektibong pumigil sa mga micro-crack, pinipigilan ang kanilang koneksyon at paglawak. Samantala, nalalampasan nito ang mga disbentaha ng iba pang mga sintetikong hibla, tulad ng mababang densidad, mababang lakas ng tensile, at mababang elastic modulus. Hindi ito madaling matanggal habang kumakalat ang bitak, na maaaring makabuluhang pumigil sa pag-unlad ng mga micro-crack at maantala ang pagbuo ng mga bagong bitak, positibong nakakaapekto sa pagpapabuti ng permeability at resistensya ng kongkreto sa freeze-thaw.

2. Pinagsasama ang Mataas na Modulus at Kaginhawahan sa Konstruksyon: Ang short-cut basalt fiber ay hindi lamang gumagamit ng mga bentahe na katulad ng mataas na modulus at mataas na single-filament tensile strength ng steel fiber upang mapigilan ang paglawak ng bitak, ngunit epektibo ring nalalampasan ang mga disbentaha ng hibla ng bakal, tulad ng madaling pagkumpol-kumpol habang hinahalo at kahirapan sa pagbomba at pagbuo.

3. Magandang Pagkakalat at Pagkakatugma: Bilang isang inorganikong hibla na nakabatay sa silicate, Ang short-cut basalt fiber ay may natural na pagkakatugma sa mga materyales na may cement. Ang densidad nito (tinatayang 2.63-2.80g/cm3) ay malapit sa semento at semento, nagreresulta sa mahusay na kakayahang magtrabaho. Kapag naidagdag na, maaari itong kumalat nang pantay-pantay sa buong istrukturang kongkreto.

4. Napakahusay na Katatagan: Ang hibla ng basalt na binago sa ibabaw ay nagpapakita ng mga katangiang "inert fiber", nagpapakita ng mahusay na resistensya sa mataas na temperatura, kalawang, at epekto. Pinapanatili nito ang katatagan kahit sa mga kapaligirang may mataas na temperatura at lubhang kinakaing unti-unti, at maaari nitong mapahusay ang resistensya sa deformasyon ng matrix ng semento. Samakatuwid, maaari itong umangkop sa mahigpit na kapaligiran ng paghahalo ng kongkreto, pagbuhos, pagtatakda, at mga yugto ng serbisyo, makabuluhang pagpapabuti ng tibay ng kongkreto.

Sa buod, Ang short-cut basalt fiber ay maaaring epektibong mapabuti ang impact resistance ng kongkreto, bawasan ang pagiging malutong nito, at komprehensibong pinahuhusay ang mga mekanikal na katangian nito. Sa partikular, Gumagana ito sa mga istrukturang kongkreto upang mapigilan ang pagbibitak, maiwasan ang pagtagas, pagpapahusay ng tibay, mapabuti ang epekto at kapasidad ng tensile, at makatulong na mapabuti ang kalidad ng ibabaw.

4. Mga Paraan at Pag-iingat sa Konstruksyon para sa Short-Cut Basalt Fiber Concrete

4.1 Temperatura ng Konstruksyon

Ang short-cut basalt fiber concrete ay dapat itayo sa mga temperatura sa pagitan ng −5∘C at 25∘C. Ang mga temperaturang masyadong mataas o masyadong mababa ay maaaring humantong sa hindi pagkakapareho ng timpla.

4.2 Kontrol sa Kalidad ng Konstruksyon

Ang pagkontrol sa kalidad para sa konstruksyon ng short-cut basalt fiber concrete ay dapat tumuon sa inspeksyon ng hilaw na materyales, katumpakan ng pagsukat, at ang kalidad ng proseso ng paghahalo.

4.2.1 Disenyo ng Halong Proporsyon

Sa aktwal na konstruksyon, Ang iba't ibang dosis ng short-cut basalt fiber ay dapat piliin sa loob ng makatwirang saklaw batay sa mga kinakailangan ng proyekto. Dahil ang short-cut basalt fiber mismo ay hindi kemikal na tumutugon sa iba pang mga sangkap o halong kongkreto, Ang dosis nito ay karaniwang hindi nagbabago sa orihinal na mga prinsipyo ng disenyo ng proporsyon ng halo ng kongkreto. Sa panahon ng konstruksyon, Ang kalidad ng lahat ng materyales ay dapat na mahigpit na matukoy ayon sa proporsyon ng construction mix at dami ng batch para sa isang halo lamang. Ang Talahanayan 2 ay nagbibigay ng isang halimbawa ng pinakamainam na proporsyon ng halo para sa basalt fiber reinforced concrete.

Ipinakita ng mga pagsusuri na ang mas mataas na dosis ng hibla ay hindi nangangahulugang magreresulta sa mas mahusay na resistensya sa bitak. Kapag ang dosis ay hindi lumampas sa 1.2kg/m²3, Ang lakas ng compressive ng kongkreto ay nagpapakita ng trend ng paunang pagtaas na sinusundan ng pagbaba (na nagpapakita ng pinakamataas na halaga) habang tumataas ang dosis ng hibla.

4.2.2 Pagkakasunod-sunod at Paraan ng Pagpapakain

Sa proseso ng paghahalo, maikli at basalt fiber dapat idagdag nang sabay-sabay sa mga pinagsama-samang materyales tulad ng buhangin at bato. Inirerekomenda na iwisik nang pantay ang hibla sa buhangin at bato habang inilalagay ang mga ito, at pagkatapos ay magdagdag ng tubig para sa basang paghahalo.

Ang mga paraan ng pagdaragdag ng hibla ay maaaring hatiin sa manu-mano at awtomatikong pagpapakain:

• Manu-manong Pagpapakain: Ang tinimbang na basalt fiber ay manu-manong idinaragdag pagkatapos mailagay ang mainit na aggregate sa mixer. Ang pamamaraang ito ay nangangailangan ng mataas na intensidad ng paggawa, medyo mas mababang pagkakapareho ng paghahalo, at nangangailangan ng naaangkop na pagpapahaba ng oras ng paghahalo upang matiyak ang pantay na pagkalat ng hibla.

• Awtomatikong Pagpapakain: Isang awtomatiko hibla ng basalto Ang dosing machine ay ginagamit para sa awtomatikong pagsukat at sabay na pagdaragdag sa mainit na aggregate ng mixer. Ang fiber dosing machine ay karaniwang nilagyan ng awtomatikong pagsukat, bago ang pagkalat, at mga mekanismo ng paghahatid na niyumatik, nag-aalok ng mga bentahe ng kaginhawahan, mabilis, at tumpak na pagdaragdag. Ang angkop na pamamaraan ay dapat piliin batay sa mga kondisyon ng konstruksyon.

4.2.3 Pagsasaayos ng Pagkalugmok

Ang pagdaragdag ng hibla ay bahagyang nagpapataas ng lagkit ng pinaghalong kongkreto, na nakakaapekto sa pagbagsak. Kung ang slump ay hindi nakakatugon sa mga kinakailangan sa konstruksyon, Mas mainam na gumamit ng plasticizer o water-reducing agent para sa pagsasaayos. Hindi dapat malutas ang problema sa pamamagitan ng pagtaas ng nilalaman ng tubig.

4.2.4 Pagbubuo at Pagpapatigas

Walang mga espesyal na kinakailangan para sa pagbuo ng kongkreto na hinaluan ng short-cut basalt fiber, ngunit dapat tiyakin ang sapat na panginginig ng boses at pagsiksik. Ang mga kinakailangan para sa pagpapatigas nito ay kapareho ng sa ordinaryong kongkreto.

Maikling Kaso ng Aplikasyon ng Short-Cut Basalt Fiber Concrete

Ang Jing-Zhu Expressway (bahaging Anyang hanggang Xinxiang) ay isang pambansang pangunahing lansangan at isang mahalagang bahagi ng network ng mga mabilisang daanan ng Lalawigan ng Henan. Dahil sa mataas na pagkapuno ng pilapil at mababang kalidad ng lupa sa ilalim ng lupa sa bahaging ito, lumitaw ang hindi pantay na settlement ng subgrade at iba pang mga depekto pagkatapos itong mabuksan. Sa mga nakaraang taon, kasabay ng pagtaas ng trapiko at pagdami ng mga overloaded na sasakyan, ang bangketa ay paulit-ulit na dumanas ng iba't ibang depekto tulad ng mga paayon at nakahalang na bitak, mga lubak, paninirahan, pagbitak ng grid, at pagbibitak ng buwaya. Hindi lamang ito seryosong nagbabanta sa kaligtasan sa pagmamaneho kundi nagdudulot din ng malaking kahirapan para sa pang-araw-araw na maintenance. Bukod pa rito, ang orihinal na disenyo na may apat na linya ay matagal nang nabigo upang matugunan ang mga pangangailangan sa transportasyon, na nangangailangan ng pagpapalawak at muling pagtatayo.

Maikling basalt fiber concrete ay inilapat sa pagpuno ng subgrade ng proyektong ito. Ipinakita ng pagsasanay na ang lakas ng tensile nito ay tumaas nang mahigit $30\%$, ang resistensya nito sa pagkapagod ay bumuti nang mahigit $30\%$, at ang resistensya nito sa pag-ukit ay tumaas nang mahigit $300\%$. Nagpakita ito ng makabuluhang bisa sa pagpigil sa mga paayon na bitak, pinipigilan ang paglawak ng bitak, at pagpapahaba ng buhay ng serbisyo ng bangketa.

Dahil sa natatanging mekanikal na katangian nito, mahusay na katatagan, at mataas na pagiging epektibo sa gastos, Ang short-cut basalt fiber ay naging isang mahusay na materyal na pampalakas ng kongkreto. Ang mga inaasahang aplikasyon para sa short-cut basalt fiber concrete ay lubhang malawak. Ang mga mahahalagang bentahe nito sa pagpapahusay ng pagganap sa inhinyeriya at pagpapahaba ng buhay ng serbisyo ay inaasahang magbubunga ng magagandang benepisyong pang-ekonomiya at panlipunan, pagpoposisyon nito bilang isang mahalagang materyales sa konstruksyon sa larangan ng inhinyerong sibil sa hinaharap.