Kısa Yol Bazalt Elyaf Takviyeli Betonun Performans Optimizasyonu ve Mühendislik Uygulama Araştırması

Son yıllarda,Çin'in karayolu mühendisliği Yapı hızla gelişti, ve beton yapı teknolojisi önemli ilerlemeler kaydetti, çok sayıda ileri ve olgun teknik başarıya imza atmıştır. Beton yapı tasarımı altyapı inşaatı alanında yaygın olarak uygulanmaktadır. önemini ortaya koymaktadır. Fakat, bu başarıların yanı sıra, sorunu beton çatlaması giderek daha da belirginleşiyor. Çatlakların varlığı betonun performansını olumsuz etkiler, önemli ölçüde azaltıyor çekme dayanımı, Betonun gevrek bir yapıya sahip olmasının temel nedeni budur. Kısa kesilmiş bazalt elyaf, yeni bir elyaf malzemesi olarak, Benzersiz mekanik özellikleri nedeniyle mükemmel bir beton takviye malzemesi haline gelmiştir, iyi istikrar, ve yüksek maliyet etkinliği.Bu makale kısayolların özelliklerine odaklanacaktır Bazalt Elyaf ve beton güçlendirme ve takviye alanındaki pratik uygulamasını araştırın.

2. Kısa Kesilmiş Bazalt Elyafın Özellikleri

2.1 Tanım

bazalt lifi sürekli bazalt elyafının genellikle 100 mm'den daha kısa uzunluklara kesilmesiyle işlenen inorganik bir mineral elyaftır $50\text{mm}$. Beton içerisinde homojen olarak dağılabilir. Başvurusuna göre; esas olarak şu şekilde sınıflandırılabilir: beton için çatlama önleyici elyaf ($\text{Erkek arkadaş}$), beton için sertleştirici ve güçlendirici lif ($\text{BZ}$), ve harç için çatlama önleyici elyaf ($\text{BSF}$), diğerleri arasında.

2.2 Performansı Kısa Kesilmiş Bazalt Elyaf

Kısayol bazalt lifi mükemmel özelliklere sahiptir yüksek mukavemet Ve yüksek modül. Çekme mukavemeti şu değerlere ulaşabilir: $1050\text{-}1250\text{MPa}$, ve elastik modülü şundan az değildir: $34\text{GPa}$. Onun yüksek sıcaklık direnci olağanüstü, geniş bir sıcaklık aralığında sürekli çalışmasına olanak tanır −269∘C ile 650∘C. Yüksek performans sergiliyor korozyon direnci Ve kimyasal kararlılık asitler gibi aşındırıcı ortamlarda, alkaliler, ve tuzlar. Özellikle doymuş alkali çözelti ve çimento gibi alkali ortamlarda, tek filamentli kırılma mukavemeti tutma oranı daha büyüktür $\%75$, alkali korozyona karşı mükemmel direnç göstermektedir. Kısa kesilmiş bazalt elyaf sahip olmak iyi uyumluluk inorganik bağlayıcılarla, nem emilim oranı daha düşük $\%1$, ve higroskopikliği zamanla değişmez. Bu, iyi malzeme kararlılığını kanıtlar, uzun ömür, ve kullanım sırasında çevre uyumluluğu. Üstelik, Bu elyaf aynı zamanda yalıtım gibi mükemmel özelliklere de sahiptir. yüksek sıcaklık filtrasyonu, radyasyon direnci, ve dalga iletme kabiliyeti. Performans endeksleri Tablo 1’de gösterilmektedir.

3. Betonda Kısa Kesitli Bazalt Elyaf Uygulama Analizi

Kısayol bazalt elyaf takviyeli beton betona uygun bir şekilde belirli miktarda sürekli veya süreksiz kısa kesilmiş bazalt liflerinin dahil edilmesini içerir. Betonun basınç dayanımının orijinal avantajını korurken, bu yöntem, önemli ölçüde iyileştirilebilir dayanıklılık Ve çekme dayanımı, böylece betonun etkili bir şekilde güçlendirilmesi ve sağlamlaştırılması ve mühendislik yapısının hizmet ömrünün uzatılması sağlanır.

Ek olarak bazalt lifi, karbon fiber, cam elyafı, aramid elyafı, ve diğerleri de betonda takviye malzemesi olarak kullanılmıştır. Fakat, Uzun vadeli uygulama, bu malzemelerin betona uygulandığında belirli sorunlar ortaya çıkardığını göstermektedir. Bu durum, yüksek performanslı betona yönelik pazar talebini karşılamayı zorlaştırmaktadır. Kısa kesilmiş bazalt elyafının ortaya çıkışı, malzeme ve yöntemlerdeki bu boşluğu dolduruyor, beton güçlendirme ve güçlendirme teknolojisinin gelişmesini büyük ölçüde teşvik etmektedir. Beton güçlendirme ve donatılandırmadaki rolü başlıca şu yönlerden ortaya çıkmaktadır:

1. Etkili Çatlak Önleme: Miktar ve yüzey alanı avantajları nedeniyle, Kısa kesilmiş bazalt lifi mikro çatlakları etkili bir şekilde sınırlayabilir, bağlantılarını ve genişlemelerini engelliyor. Bu sırada, diğer sentetik liflerin dezavantajlarının üstesinden gelir, düşük yoğunluk gibi düşük çekme dayanımı, ve düşük elastik modül. Çatlak yayılımı sırasında kolayca ayrılmaz, mikro çatlakların gelişimini önemli ölçüde engelleyebilen ve yeni çatlakların oluşumunu geciktirebilen, Betonun geçirimliliğinin ve donma-çözülme direncinin iyileştirilmesine olumlu etki etmektedir.

2. Yüksek Modülü İnşaat Kolaylığıyla Birleştirir: Kısa kesilmiş bazalt lif, çatlak genişlemesini engellemek için çelik lifin yüksek modülüne ve yüksek tek filamentli çekme mukavemetine benzer avantajlardan yararlanmakla kalmaz, ancak aynı zamanda çelik fiberin dezavantajlarını da etkili bir şekilde ortadan kaldırır, karıştırma sırasında kolay topaklanma, pompalama ve yapımda zorluk gibi.

3. İyi Dağılabilirlik ve Uyumluluk: Silikat esaslı inorganik bir elyaf olarak, Kısa kesilmiş bazalt elyafı çimentolu malzemelerle doğal uyumluluğa sahiptir. Yoğunluğu (yaklaşık) 2.63-2.80g/cm3) çimento beton ve harca yakındır, iyi işlenebilirlik sağlar. Bir kez eklendiğinde, Beton yapı içerisinde homojen bir şekilde dağılabilir.

4. Mükemmel Dayanıklılık: Yüzeyi modifiye edilmiş kısa kesilmiş bazalt elyafı "etkisiz elyaf" özellikleri sergiliyor, yüksek sıcaklıklara karşı olağanüstü direnç gösteren, korozyon, ve etkisi. Yüksek sıcaklık ve yüksek korozif ortamlarda bile kararlılığını korur, ve çimento matrisinin deformasyon direncini artırabilir. Öyleyse, beton karıştırma işleminin zorlu ortamlarına uyum sağlayabilir, dökme, ayar, ve hizmet aşamaları, önemli ölçüde iyileştirerek dayanıklılık betonun.

Özetle, Kısa kesilmiş bazalt lifi betonun darbe direncini etkili bir şekilde artırabilir, kırılganlığını azaltmak, ve mekanik özelliklerini kapsamlı bir şekilde iyileştirir. Özellikle, beton yapılarda çatlamayı engellemek için işlev görür, sızıntıyı önlemek, dayanıklılığı artırmak, darbe ve çekme kapasitesini iyileştirmek, ve yüzey kalitesinin iyileştirilmesine yardımcı olur.

4. Kısa Kesit Bazalt Elyaf Betonu İçin Yapım Yöntemleri ve Önlemler

4.1 Yapı Sıcaklığı

Kısa kesilmiş bazalt elyaf beton, aşağıdaki sıcaklıklar arasında inşa edilmelidir: −5∘C Ve 25∘C. Çok yüksek veya çok düşük sıcaklıklar karışımın homojen olmamasına yol açabilir.

4.2 İnşaat Kalite Kontrolü

Kısa yol bazalt elyaf beton inşaatı için kalite kontrolü, hammadde denetimine odaklanmalıdır. ölçüm doğruluğu, ve karıştırma işleminin kalitesi.

4.2.1 Karışım Oranı Tasarımı

Gerçek inşaatta, Proje gereksinimlerine göre makul bir aralıkta farklı kısa bazalt elyaf dozajları seçilmelidir. Kısa kesilmiş bazalt lifi diğer beton bileşenleri veya katkı maddeleriyle kimyasal reaksiyona girmediğinden, Dozajı genellikle orijinal beton karışım oranı tasarım prensiplerini değiştirmez. İnşaat sırasında, Tüm malzemelerin kalitesi, inşaat karışım oranına ve tek bir karışım için parti miktarına göre kesinlikle belirlenmelidir. Tablo 2, bazalt elyaf takviyeli beton için optimum karışım oranına bir örnek sunmaktadır.

Yapılan testler, daha yüksek lif dozajının mutlaka daha iyi çatlama direnciyle sonuçlanmadığını göstermiştir. Dozaj aşılmadığında 1.2kg/m3, Betonun basınç dayanımı, lif dozajı arttıkça başlangıçta artış, ardından azalma (tepe değeri gösterme) eğilimi göstermektedir.

4.2.2 Besleme Sırası ve Yöntemi

Karıştırma işlemi sırasında, kısa kesilmiş bazalt lifi Kum ve taş gibi agregalarla eş zamanlı olarak ilave edilmelidir. Liflerin yerleştirilmesi sırasında kum ve taşa eşit şekilde serpilmesi önerilir. ve daha sonra ıslak karışım için su ekleyin.

Elyaf ekleme yöntemleri manuel ve otomatik besleme olarak ikiye ayrılabilir:

• Manuel Besleme: Sıcak agrega miksere yerleştirildikten sonra tartılan bazalt elyafı elle eklenir. Bu yöntem yüksek iş gücü yoğunluğu gerektirir, nispeten daha düşük karıştırma homojenliği, ve homojen elyaf dağılımını sağlamak için karıştırma süresinin uygun şekilde uzatılması gerekir.

• Otomatik Besleme: Otomatik bazalt lifi Dozajlama makinesi, karıştırıcının sıcak agregasıyla eş zamanlı olarak otomatik dozajlama ve ekleme yapmak için kullanılır. Lif dozajlama makinesi genellikle otomatik ölçümle donatılmıştır, ön dağıtma, ve pnömatik taşıma mekanizmaları, uygun, kullanışlı avantajlar sunan, hızlı, ve doğru ekleme. Yapı koşullarına göre uygun yöntem seçilmelidir.

4.2.3 Çökme Ayarı

Lif ilavesi beton karışımının viskozitesini hafifçe artırır, Bu da durgunluğa etki ediyor. Çökme inşaat gereksinimlerini karşılamıyorsa, Ayarlama için tercihen bir plastikleştirici veya su azaltıcı madde kullanılmalıdır. Sorun sadece su miktarını artırarak çözülmemelidir.

4.2.4 Şekillendirme ve Kürleme

Kısa kesilmiş bazalt elyafla karıştırılmış betonun oluşturulması için özel bir gereklilik yoktur, Ancak yeterli titreşim ve sıkıştırma sağlanmalıdır. Kürlenme şartları normal betonla aynıdır.

Kısa Kesit Bazalt Elyaf Betonunun Kısa Uygulama Örneği

Jing-Zhu Otoyolu (Anyang-Xinxiang bölümü) ulusal bir ana yoldur ve Henan Eyaleti'nin otoyol ağının hayati bir parçasıdır. Bu bölümdeki yüksek dolgu ve düşük alt zemin kalitesi nedeniyle, Açılmasından kısa bir süre sonra alt zeminde düzensiz çökmeler ve diğer kusurlar ortaya çıktı. Son yıllarda, Trafik hacmindeki artış ve aşırı yüklü araçların artışıyla birlikte, kaldırım, uzunlamasına ve enine çatlaklar gibi çeşitli kusurlardan defalarca muzdarip olmuştur, çukurlar, yerleşim, ızgara çatlaması, ve timsah çatırtısı. Bu durum sürüş güvenliğini ciddi anlamda tehdit ettiği gibi günlük bakım için de büyük zorluk yaratıyor. Üstelik, orijinal dört şeritli tasarım uzun zamandır ulaşım taleplerini karşılamada başarısız oldu, genişleme ve yeniden inşayı gerekli kılıyor.

Kısayol bazalt elyaf beton Bu projenin alt zemin dolgusunda uygulanmıştır. Uygulama, çekme mukavemetinin % 'den fazla arttığını göstermiştir. $\%30$, yorulma direnci % 20'den fazla iyileştirildi $\%30$, ve tekerlek izi direnci % 'den fazla arttı $\%300$. Uzunlamasına çatlakların önlenmesinde önemli bir etkinlik göstermiştir, çatlak genişlemesini engellemek, ve kaldırımın kullanım ömrünün uzatılması.

Benzersiz mekanik özellikleriyle, mükemmel stabilite, ve yüksek maliyet etkinliği, Kısa kesilmiş bazalt lifleri verimli bir beton donatı malzemesi haline gelmiştir. Kısa yol bazalt elyaf betonunun uygulama olanakları son derece geniştir. Mühendislik performansını artırma ve hizmet ömrünü uzatmadaki önemli avantajlarının iyi ekonomik ve sosyal faydalar sağlaması beklenmektedir. gelecekte inşaat mühendisliği alanında önemli bir yapı malzemesi olarak konumlandırılmasını sağlamaktır.