Wpływ włókna szklanego na odporność na erozję betonu z recyklingu

Wpływ włókna szklanego na odporność na erozję betonu z recyklingu (wykonane z kruszyw betonu recyklingu) jest tematem znaczącego interesującego w nauce materiałowej i inżynierii lądowej. Podczas gdy beton z recyklingu oferuje korzyści środowiskowe i recyklingowe zasobów, jego właściwości mechaniczne i trwałość (np. Odporność na erozję) są często gorsze od konwencjonalnego betonu. Włókno szklane, jakomateriał wzmacniający, może zwiększyć wydajność betonu z recyklingu poprzez mechanizmy fizyczne i chemiczne. Oto szczegółowa analiza:

1. Właściwości i funkcjeWłókno szklane

Włókno szklane, nieorganiczny materiał niemetaliczny, wykazuje następujące cechy:
Wysoka wytrzymałość na rozciąganie: kompensuje niską pojemność betonu.
Odporność na korozję: opiera się ataków chemicznych (np. Jony chlorkowe, siarczany).
Hartowanie i odporność na pęknięcia **: Mosta mikrokredyty, aby opóźnić propagację pęknięć i zmniejszyć przepuszczalność.

2. Wady trwałości betonu z recyklingu

Recyklingowe agregaty z porowatą resztkową pastą cementową na ich powierzchniach prowadzą do:
Słaba strefa przejścia międzyfazowego (ITZ): słabe wiązanie między kruszywami z recyklingu a nową pastą cementową, tworząc przepuszczalne ścieżki.
Niska nieprzepuszczalność: środki erozyjne (np. Cl⁻, So₄²⁻) łatwo przenikają, powodując korozję stalową lub ekspansywne uszkodzenia.
Słaba odporność na zamrażanie: ekspansja lodu w porach wywołuje pękanie i odciąganie.

3. Mechanizmy włókna szklanego w poprawie odporności na erozję

(1) Efekty bariery fizycznej
Hamowanie pęknięć: równomiernie zdyspergowane włókna wypełniają mikrokredyty, blokując ich wzrost i zmniejszając szlaki dla środków erozyjnych.
Zwiększona zwartość: Włókna wypełniają pory, obniżając porowatość i spowalniając dyfuzję szkodliwych substancji.

(2) Stabilność chemiczna
Włókno szklane oporne na alkaliczne(np. AR-szklanka): Włókna traktowane powierzchniowo pozostają stabilne w środowiskach o wysokiej alkalii, unikając degradacji.
Wzmocnienie interfejsu: silne wiązanie światłowodowe minimalizuje wady w ITZ, zmniejszając zlokalizowane ryzyko erozji.

(3) Odporność na określone typy erozji
Odporność na jon chlorku: zmniejszone tworzenie pęknięć spowalnia cl⁻pultration, opóźniając korozję stali.
Odporność na atak siarczanu: tłumiony wzrost pęknięć łagodzi uszkodzenie wynikające z krystalizacji siarczanu i ekspansji.
Trwałość zamrażania i rozmrażanie: Elastyczność błonnika pochłania stres z tworzenia lodu, minimalizując odciąganie powierzchni.

4. Kluczowe czynniki wpływające

Dawkowanie włókien: Optymalny zakres wynosi 0,5–2% (objętość); Nadmiar włókien powoduje grupowanie i zmniejszoną zwartość.
Długość i dyspersja włókien: dłuższe włókna (12–24 mm) poprawiają hartowanie, ale wymagają jednolitego rozkładu.
Jakość agregatów z recyklingu: wysoka wchłanianie wody lub zawartość moździerza resztkowego osłabia wiązanie światłowodów.

5. Wyniki badań i praktyczne wnioski

Pozytywne efekty: Większość badań pokazuje, że właściwewłókno szklaneDodanie znacznie poprawia nieprzepuszczalność, odporność na chlorek i odporność na siarczan. Na przykład 1%włókno szklane może zmniejszyć współczynniki dyfuzji chlorku o 20–30%.
Długoterminowa wydajność: Trwałość włókien w środowiskach alkalicznych wymaga uwagi. Powłoki oporne na alkaliczne lub hybrydowe włókna (np. Z polipropylenem) zwiększają długowieczność.
OGRANICZENIA: Agregaty o niskiej jakości (np. Wysoka porowatość, zanieczyszczenia) mogą zmniejszyć korzyści z włókien.

6. Zalecenia dotyczące aplikacji

Odpowiednie scenariusze: środowiska morskie, gleby soli fizjologicznej lub struktury wymagające betonu recyklingu o wysokiej rozdzielczości.
Optymalizacja mieszanki: testowa dawkowanie włókien, recyklingowy współczynnik wymiany kruszywa i synergie z dodatkami (np. Sylika krzemionki).
Kontrola jakości: Zapewnij jednolitą dyspersję włókien, aby uniknąć zlecenia podczas mieszania.

Streszczenie

Włókno szklane zwiększa odporność na erozję betonu z recyklingu poprzez fizyczne twardanie i stabilizację chemiczną. Jego skuteczność zależy od rodzaju włókien, dawkowania i kruszywa w recyklingu. Przyszłe badania powinny koncentrować się na długoterminowej trwałości i opłacalnych metod produkcji w celu ułatwienia na dużą skalę aplikacji inżynierskich.