Вплив скловолокна на стійкість до ерозії переробленого бетону

Вплив скловолокна на стійкість до ерозії переробленого бетону (виготовленого з перероблених бетонних заповнювачів) є темою, що викликає значний інтерес у матеріалознавстві та цивільному будівництві. Хоча перероблений бетон пропонує екологічні переваги та переваги для переробки ресурсів, його механічні властивості та довговічність (наприклад, стійкість до ерозії) часто поступаються звичайному бетону. Скловолокно, якармуючий матеріал, може покращити характеристики переробленого бетону за допомогою фізичних та хімічних механізмів. Ось детальний аналіз:

1. Властивості та функціїСкловолокно

Скловолокно, неорганічний неметалевий матеріал, має такі характеристики:
Висока міцність на розтяг: компенсує низьку міцність бетону на розтяг.
Корозійна стійкість: стійкий до хімічних впливів (наприклад, іонів хлориду, сульфатів).
Зміцнення та стійкість до тріщин**: Перекриває мікротріщини, уповільнюючи поширення тріщин та зменшуючи проникність.

2. Недоліки довговічності переробленого бетону

Перероблені заповнювачі з пористими залишками цементної пасти на їхніх поверхнях призводять до:
Слабка міжфазна перехідна зона (ITZ): погане зчеплення між переробленими заповнювачами та новим цементним тестом, що створює проникні шляхи.
Низька непроникність: Ерозійні речовини (наприклад, Cl⁻, SO₄²⁻) легко проникають, спричиняючи корозію сталі або значні пошкодження.
Погана стійкість до заморожування та відтавання: розширення льоду в порах викликає розтріскування та відшаровування.

3. Механізми використання скловолокна для покращення стійкості до ерозії

(1) Вплив фізичних бар'єрів
Інгібування розтріскування: Рівномірно розподілені волокна перекривають мікротріщини, блокуючи їх ріст та зменшуючи шляхи проникнення ерозійних агентів.
Підвищена компактність: волокна заповнюють пори, зменшуючи пористість та уповільнюючи дифузію шкідливих речовин.

(2) Хімічна стабільність
Лугостійке скловолокно(наприклад, AR-скло): Поверхнево оброблені волокна залишаються стабільними у високолужних середовищах, уникаючи деградації.
Армування інтерфейсу: Міцне зчеплення волокна з матрицею мінімізує дефекти в міжфазній зоні (ITZ), зменшуючи ризики локалізованої ерозії.

(3) Стійкість до певних типів ерозії
Стійкість до іонів хлориду: Зменшене утворення тріщин уповільнює проникнення Cl⁻, затримуючи корозію сталі.
Стійкість до впливу сульфатів: пригнічений ріст тріщин зменшує пошкодження від кристалізації та розширення сульфатів.
Стійкість до заморожування та відтавання: Гнучкість волокна поглинає навантаження від утворення льоду, мінімізуючи відшарування поверхні.

4. Ключові фактори впливу

Дозування волокна: оптимальний діапазон становить 0,5%–2% (за об'ємом); надлишок волокна призводить до утворення кластерів та зниження щільності.
Довжина та дисперсія волокон: Довші волокна (12–24 мм) покращують жорсткість, але вимагають рівномірного розподілу.
Якість перероблених заповнювачів: високе водопоглинання або залишковий вміст розчину послаблює зв'язок між волокнами та матрицею.

5. Результати дослідження та практичні висновки

Позитивні ефекти: Більшість досліджень показують, що відповідніскловолокнододавання значно покращує непроникність, стійкість до хлоридів та сульфатів. Наприклад, 1% скловолокна може зменшити коефіцієнти дифузії хлоридів на 20–30%.
Довгострокова продуктивність: Високий рівень стійкості волокон у лужному середовищі потребує уваги. Лугостійкі покриття або гібридні волокна (наприклад, з поліпропіленом) підвищують довговічність.
Обмеження: Низькоякісні перероблені заповнювачі (наприклад, висока пористість, домішки) можуть зменшити переваги волокна.

6. Рекомендації щодо застосування

Відповідні сценарії: морське середовище, засолені ґрунти або конструкції, що потребують високоміцного переробленого бетону.
Оптимізація суміші: перевірка дозування волокна, коефіцієнта заміни переробленого заповнювача та синергії з добавками (наприклад, кремнеземною мікрочастинкою).
Контроль якості: Забезпечте рівномірний розподіл волокон, щоб уникнути грудкування під час змішування.

Короткий зміст

Скловолокно підвищує стійкість до ерозії переробленого бетону шляхом фізичного зміцнення та хімічної стабілізації. Його ефективність залежить від типу волокна, дозування та якості переробленого заповнювача. Майбутні дослідження повинні бути зосереджені на довготривалій міцності та економічно ефективних методах виробництва для полегшення великомасштабного інженерного застосування.