Kısa Kesimli Bazalt Elyaf Takviyeli Betonun Performans Optimizasyonu ve Mühendislik Uygulamaları Araştırması

Son yıllarda,Çin'in karayolu mühendisliği Yapı hızla gelişti, ve betonarme yapı teknolojisinde önemli ilerlemeler kaydedildi, Çok sayıda gelişmiş ve olgun teknik başarı biriktirmek. Betonarme yapı tasarımı, altyapı inşaatı alanında yaygın olarak uygulanmaktadır. önemini göstermek. Fakat, Bu başarıların yanı sıra, sorunu beton çatlaması Giderek daha da belirgin hale geliyor. Çatlakların varlığı betonun performansını olumsuz etkiler. özellikle azaltarak çekme dayanımı, Bu da betonun gösterdiği gevrek kırılmanın başlıca nedenidir. Kısa kesilmiş bazalt lifi, yeni bir elyaf malzeme olarak, Eşsiz mekanik özellikleri sayesinde mükemmel bir betonarme takviye malzemesi haline gelmiştir. iyi bir istikrar, ve yüksek maliyet etkinliği.Bu makale, kısayolların özelliklerine odaklanacaktır. Bazalt Elyafı ve betonarme takviyesi ve güçlendirmesinde pratik uygulamasını incelemek.

2. Kısa Kesimli Bazalt Elyafının Özellikleri

2.1 Tanım

bazalt lifi Bazalt, sürekli bazalt lifinin genellikle 100 metreden daha kısa parçalara kesilmesiyle elde edilen inorganik bir mineral lifidir. $50\text{mm}$. Betonun içine homojen bir şekilde dağıtılabilir. Başvurusuna göre, Esasen şu şekilde sınıflandırılabilir: Beton için çatlama önleyici elyaf ($\text{BF}$), Beton için sertleştirici ve güçlendirici elyaf ($\text{BZ}$), ve harç için çatlama önleyici elyaf ($\text{BSF}$), diğerlerinin yanı sıra.

2.2 Performansı Kısa Kesimli Bazalt Elyafı

Kısayol bazalt lifi mükemmel özelliklere sahiptir yüksek mukavemet Ve yüksek modül. Çekme dayanımı şu seviyelere ulaşabilir: $1050\text{-}1250\text{MPa}$, ve elastik modülü bundan daha az değildir. $34\text{GPa}$. Onun yüksek sıcaklık direnci olağanüstü, geniş bir sıcaklık aralığında sürekli çalışmasına olanak tanır. −269∘C ile 650∘C. Yüksek düzeyde özellikler sergiliyor. korozyon direnci Ve kimyasal kararlılık Asitler gibi aşındırıcı ortamlarda, alkaliler, ve tuzlar. Özellikle doymuş alkali çözelti ve çimento gibi alkali ortamlarda, Tek filament kırılma dayanımı koruma oranı daha yüksektir. $\%75$, Alkali korozyonuna karşı mükemmel direnç göstermektedir. Kısa kesilmiş bazalt lifi sahip olmak iyi uyumluluk inorganik bağlayıcılarla, nem emme oranı daha düşük $\%1$, ve higroskopik özelliği zamanla değişmez. Bu, malzemenin iyi bir malzeme stabilitesine sahip olduğunu kanıtlıyor. uzun ömürlü, ve kullanım sırasında çevresel uyumluluk. Üstelik, Bu lifin yalıtım gibi mükemmel özellikleri de vardır. yüksek sıcaklıkta filtrasyon, radyasyona dayanıklılık, ve dalga iletim yeteneği. Performans göstergeleri Tablo 1'de gösterilmiştir.

3. Beton İçinde Kısa Kesimli Bazalt Elyafının Uygulama Analizi

Kısa kesimli bazalt lif takviyeli beton Bu yöntem, belirli miktarda sürekli veya süreksiz kısa kesimli bazalt lifinin uygun bir şekilde betona katılmasını içerir. Betonun basınç dayanımının orijinal avantajını korurken, Bu yöntem, performansını önemli ölçüde artırabilir. dayanıklılık Ve çekme dayanımı, Bu sayede betonun etkili bir şekilde güçlendirilmesi ve dayanıklılığının artırılması sağlanarak mühendislik yapısının kullanım ömrü uzatılır.

Ek olarak bazalt lifi, karbon fiber, cam elyafı, aramid lifi, Diğerleri ise betonda takviye malzemesi olarak kullanılmıştır. Fakat, Uzun vadeli uygulamalar, bu malzemelerin betona uygulandığında bazı sorunlar yarattığını göstermektedir. Bu durum, yüksek performanslı betona yönelik piyasa talebini karşılamayı zorlaştırıyor. Kısa kesimli bazalt liflerinin ortaya çıkışı, malzeme ve yöntemlerdeki bu açığı kapatmaktadır. Betonarme güçlendirme ve takviye teknolojisinin gelişimini büyük ölçüde desteklemektedir. Betonarme takviyesi ve güçlendirmesindeki rolü esas olarak aşağıdaki yönlerde kendini gösterir:

1. Etkin Çatlak Önleme: Miktar ve yüzey alanı avantajları nedeniyle, Kısa kesilmiş bazalt lifi, mikro çatlakları etkili bir şekilde engelleyebilir. Bağlantılarını ve yayılmalarını engellemek. Bu sırada, Diğer sentetik elyafların dezavantajlarının üstesinden gelir. düşük yoğunluk gibi, düşük çekme dayanımı, ve düşük elastik modülü. Çatlak yayılımı sırasında kolayca parçalanmaz. Bu durum, mikro çatlakların oluşumunu önemli ölçüde engelleyebilir ve yeni çatlakların oluşumunu geciktirebilir. Betonun geçirgenliğinin ve donma-çözülme direncinin iyileştirilmesini olumlu yönde etkiler.

2. Yüksek modülü inşaat kolaylığıyla birleştirir: Kısaltılmış bazalt lifi, çatlak genişlemesini engellemek için çelik lifinin yüksek modülü ve yüksek tek filament çekme dayanımına benzer avantajlardan yararlanmakla kalmaz, Ancak aynı zamanda çelik elyafın dezavantajlarının da üstesinden etkili bir şekilde gelir. Karıştırma sırasında kolay topaklanma, pompalama ve montajda zorluk gibi sorunlar.

3. İyi Dağılabilirlik ve Uyumluluk: Silikat bazlı bir inorganik elyaf olarak, Kısa kesilmiş bazalt lifi, çimentolu malzemelerle doğal uyumluluğa sahiptir. Yoğunluğu (yaklaşık olarak) 2.63-2.80g/cm3(çimento beton ve harcınkine yakındır) Bu da iyi bir işlenebilirlik ile sonuçlanır. Eklendikten sonra, Beton yapının tamamına homojen bir şekilde dağılabilir.

4. Mükemmel Dayanıklılık: Yüzeyi modifiye edilmiş kısa kesimli bazalt lifi "atalet lifi" özellikleri sergiler. Yüksek sıcaklıklara karşı olağanüstü direnç gösteren, korozyon, ve etki. Yüksek sıcaklık ve yüksek derecede aşındırıcı ortamlarda bile stabilitesini korur. Ayrıca çimento matrisinin deformasyon direncini artırabilir. Öyleyse, Beton karıştırma işleminin zorlu ortamlarına uyum sağlayabilir. dökme, ayar, ve hizmet aşamaları, önemli ölçüde iyileştirme dayanıklılık betonun.

Özetle, Kısa kesilmiş bazalt lifi, betonun darbe dayanımını etkili bir şekilde artırabilir. kırılganlığını azaltmak, ve mekanik özelliklerini kapsamlı bir şekilde geliştirir. Özellikle, Beton yapılarda çatlamayı önleme işlevi görür. sızıntıyı önlemek, dayanıklılığı artırmak, Darbe ve çekme kapasitesini iyileştirmek, ve yüzey kalitesinin iyileştirilmesine yardımcı olur.

4. Kısa Kesim Bazalt Elyaf Betonunun Yapım Yöntemleri ve Önlemleri

4.1 Yapı Sıcaklığı

Kısa kesimli bazalt lifli beton, aşağıdaki sıcaklık aralığında inşa edilmelidir: −5∘C Ve 25∘C. Çok yüksek veya çok düşük sıcaklıklar, karışımın homojen olmamasına yol açabilir.

4.2 İnşaat Kalite Kontrolü

Kısa yoldan üretilen bazalt lifli beton yapılarında kalite kontrolü, öncelikle hammadde denetimine odaklanmalıdır. ölçüm doğruluğu, ve karıştırma işleminin kalitesi.

4.2.1 Karışım Oranı Tasarımı

Gerçek inşaat sürecinde, Proje gereksinimlerine bağlı olarak, farklı kısa kesimli bazalt lifi dozajları makul bir aralıkta seçilmelidir. Kısa kesilmiş bazalt lifi, diğer beton bileşenleri veya katkı maddeleriyle kimyasal olarak reaksiyona girmediğinden, Dozajı genellikle orijinal beton karışım oranı tasarım prensiplerini değiştirmez. İnşaat sırasında, Tüm malzemelerin kalitesi, yapı malzemesi karışım oranına ve tek bir karışım için parti miktarına göre kesin olarak belirlenmelidir. Tablo 2, bazalt lif takviyeli beton için en uygun karışım oranına bir örnek vermektedir.

Yapılan testler, daha yüksek lif dozunun mutlaka daha iyi çatlama direncine yol açmadığını göstermiştir. Dozaj aşılmadığında 1.2kg/m3, Betonun basınç dayanımı, lif dozajı arttıkça önce artış, ardından azalma (ve tepe değer gösterme) eğilimi göstermektedir.

4.2.2 Besleme Sırası ve Yöntemi

Karıştırma işlemi sırasında, kısa kesimli bazalt lifi Kum ve taş gibi agregalarla birlikte eş zamanlı olarak eklenmelidir. Yerleştirme sırasında liflerin kum ve taşların içine eşit şekilde serpilmesi önerilir. Ardından ıslak karıştırma için su ekleyin.

Lif ekleme yöntemleri manuel ve otomatik besleme olmak üzere ikiye ayrılabilir:

• Elle Besleme: Tartılan bazalt lifi, sıcak agrega karıştırıcıya konulduktan sonra elle eklenir. Bu yöntem yüksek emek yoğunluğu gerektirir. nispeten daha düşük karıştırma homojenliği, ve liflerin homojen dağılımını sağlamak için karıştırma süresinin uygun şekilde uzatılmasını gerektirir.

• Otomatik Besleme: Otomatik bazalt lifi Dozajlama makinesi, karıştırıcının sıcak agregasıyla birlikte otomatik ölçüm ve eş zamanlı ekleme için kullanılır. Elyaf dozajlama makinesi genellikle otomatik ölçümleme özelliğiyle donatılmıştır. ön dağıtım, ve pnömatik taşıma mekanizmaları, Kolaylık avantajları sunan, hızlı, ve doğru toplama. Uygun yöntem, inşaat koşullarına göre seçilmelidir.

4.2.3 Düşüş Düzeltmesi

Lif ilavesi beton karışımının viskozitesini az miktarda artırır. Bu durum, ekonomik durgunluğu etkiliyor. Eğer zemin kıvamı inşaat şartlarını karşılamıyorsa, Ayarlama işlemi için tercihen bir plastikleştirici veya su azaltıcı madde kullanılmalıdır. Su içeriğini artırarak sorun çözülmemelidir.

4.2.4 Şekillendirme ve Kürleme

Kısa kesilmiş bazalt lifi ile karıştırılmış betonun şekillendirilmesi için özel bir gereksinim bulunmamaktadır. Ancak yeterli titreşim ve sıkıştırma sağlanmalıdır. Kürleme gereksinimleri, sıradan betonunkilerle aynıdır.

Kısa Kesim Bazalt Elyaf Betonunun Kısa Uygulama Örneği

Jing-Zhu Otoyolu (Anyang-Xinxiang bölümü), ulusal ana yol olup Henan eyaletinin otoyol ağının hayati bir parçasıdır. Bu kesimdeki yüksek dolgu miktarı ve zayıf alt temel toprak kalitesi nedeniyle, Yolun açılmasından kısa süre sonra alt zeminde düzensiz oturma ve diğer kusurlar ortaya çıktı. Son yıllarda, Trafik yoğunluğundaki artış ve aşırı yüklü araç sayısındaki yükselişle birlikte, Yol kaplaması, boyuna ve enine çatlaklar gibi çeşitli kusurlardan defalarca etkilenmiştir. Çukurlar, yerleşim, ızgara çatlaması, ve timsah derisi çatlatma. Bu durum sadece sürüş güvenliğini ciddi şekilde tehdit etmekle kalmıyor, aynı zamanda günlük bakım için de büyük zorluklar yaratıyor. Üstelik, Orijinal dört şeritli tasarım, uzun zamandır ulaşım taleplerini karşılamakta yetersiz kalmıştır. Genişleme ve yeniden yapılanmayı gerektiriyor.

Kısa kesimli bazalt lifli beton Bu proje kapsamında alt temel dolgusunda kullanılmıştır. Uygulamada çekme dayanımının %100'ün üzerinde arttığı gözlemlenmiştir. $\%30$, yorulma direnci %20 oranında iyileştirildi. $\%30$, ve tekerlek izi oluşumuna karşı direnci %20 oranında arttı. $\%300$. Boyuna çatlakların önlenmesinde önemli bir etkinlik göstermiştir. çatlak genişlemesini engellemek, ve kaldırımın kullanım ömrünü uzatır.

Eşsiz mekanik özellikleriyle, mükemmel istikrar, ve yüksek maliyet etkinliği, Kısa kesimli bazalt lifi, etkili bir betonarme takviye malzemesi haline gelmiştir. Kısa kesimli bazalt lifli betonun uygulama olanakları son derece geniştir. Mühendislik performansını artırma ve kullanım ömrünü uzatma konusundaki önemli avantajlarının, iyi ekonomik ve sosyal faydalar sağlaması beklenmektedir. Bu durum, onu gelecekte inşaat mühendisliği alanında önemli bir yapı malzemesi olarak konumlandırmayı amaçlamaktadır.